فيزياء حيوية

الفيزياء الحيوية أوبيوفيزياء Biophysics (الفيزياء البيولوجية) هي أحد الاختصاصات المتداخلة التي تعمل على تطبيق نظريات ومناهج الفيزياء على مسائل ومعضلات ضمن فهم الأحياء.

أبحاث الفيزياء الحيوية تلخص الكثير من الدراسات البيولوجية التي لا تتشارك بصفة مميزة أوعامل مشهجر ، ولا حتى موضوع موحد أوتعريفات واضحة ومختصرة . تتضمن دراسات الفيزياء الحيوية مجالا واسعا يضم من تحليل المتتاليات sequence analysis إلى الشبكات العصبونية neural network . من الدراسات القديمة أيضا للبيوفيزياء تصنيع أطراف ميكانيكية للإنسان وآلات نانوية وحتى تنظيم الوظائف البيولوجية بطرق مختلفة لكن الكثير من هذه الدراسات حاليا استقل لوحده فيما يعهد بالتقانة النانوية والهندسة الحيوية .

مواضيع في الفيزياء الحيوية وتطبيقاتها

Animal locomotion
فيزياء حيوية خلوية Cellular biophysics
القنوات, المستقبلات عبر-غشائية والواقل
فيزيولوجيا كهربائية Electrophysiology
غشاء الخلية Cell membrane
ترموديناميك بيولوجي Biological thermodynamics أوفهم الطاقة الحيوي Bioenergetics
بيولوجيا ثنطقية Gravitational biology
محرك جزيئي Molecular motors
العضلات وقابلية التقلص contractility
حمض نووي
فيزياء حيوية نووية Photobiophysics وفوتونيات حيوية biophotonics
بروتينات
التأشير الحيوي)
تجمعات جزيئية فائقة Supramolecular assemblies
مطيافية Spectroscopy ، تصوير imaging ، الخ.
علوم عصبية للأنظمة Systems neuroscience
تشفير عصبي Neural encoding
بيونيك Bionics
غشاء متعدد الكبريت Polysulphur membranes
حساس حيوي Biosensor وإلكترونيات حيوية Bioelectronics
فهم الأحياء الكمومي Quantum biology .

فيزيائيون حيويون مشهورون

لويغي غالفاني Luigi Galvani ، مكتشف bioelectricity
هيرمان فون هولمهولتز Hermann von Helmholtz ، أول من قاس سرعة نبض العصب nerve impulses; تفهم السمع والرؤية
آلان هودجكن Alan Hodgkin & أندروهكسلي Andrew Huxley ، نظرية رياضية حول كيف من الممكن أن يمكن لتدفق الأيونات حتى تولد نبضات عصبية
جورج فون بيكيسي Georg von Békésy ، أبحاث حول الأذن البشرية
بيرنارد كاتز Bernard Katz ، اكتشاف كيفية عمل المشبك
Hermann J. Muller, discovered that X-rays cause mutations
Linus Pauling & Robert Corey, co-discoverers of the alpha helix and beta sheet structures in proteins
Fritz-Albert Popp, pioneer of biophotons work
J. D. Bernal, X-ray crystallography of plant viruses and proteins
Rosalind Franklin, Maurice Wilkins, James D. Watson and Francis Crick, pioneers of DNA crystallography and co-discoverers of the genetic code
Max Perutz & John Kendrew, pioneers of protein crystallography
Allan Cormack & Godfrey Hounsfield, development of computer assisted tomography
Paul Lauterbur & Peter Mansfield, development of magnetic resonance imaging

فيزيائيون حيويون لامعون

Adolf Eugen Fick, responsible for Fick's law of diffusion and a method to determine cardiac output.
Howard Berg, characterized properties of bacterial chemotaxis
Steven Block, observed the motions of enzymes such as kinesin and RNA polymerase with optical tweezers
Carlos Bustamante, known for single-molecule biophysics of molecular motors and biological polymer physics
Steven Chu, Nobel Laureate who helped develop optical trapping techniques used by many biophysicists
Friedrich Dessauer, research on radiation, especially X-rays
Julio Fernandez
John J. Hopfield, worked on error correction in Transcription and Translation (kinetic proof-reading), and associative memory models (Hopfield net)
Martin Karplus, research on molecular dynamical simulations of biological macromolecules.
Franklin Offner, professor emeritus at Northwestern University of professor of biophysics, biomedical engineering and electronics who developed a modern prototype of the electroencephalograph and electrocardiograph called the dynograph
Benoit Roux
Mikhail Volkenshtein, Revaz Dogonadze & Zurab Urushadze, authors of the 1st Quantum-Mechanical (Physical) Model of Enzyme Catalysis, supported a theory that enzyme catalysis use quantum-mechanical effects such as tunneling.
John P. Wikswo, research on biomagnetism
Douglas Warrick, specializing in bird flight (hummingbirds and pigeons)
Balaji V N, specialized in computational biology

مراجع

Perutz M.F. Proteins and Nucleic Acids, Elsevier, Amsterdam, 1962
Perutz MF (1969). "The haemoglobin molecule". Proceedings of the Royal Society of London. Series B. 173 (31): 113–40. PMID 4389425
Dogonadze R.R. and Urushadze Z.D. Semi-Classical Method of Calculation of Rates of Chemical Reactions Proceeding in Polar Liquids.- J.Electroanal.Chem., 32, 1971, pp. 235-245
Volkenshtein M.V., Dogonadze R.R., Madumarov A.K., Urushadze Z.D. and Kharkats Yu.I. Theory of Enzyme Catalysis.- Molekuliarnaya Biologia (Moscow), 6, 1972, pp. 431-439 (In Russian, English summary)
K. Sneppen and G. Zocchi, (2005) Physics in Molecular Biology, Cambridge University Press, ISBN 0-521-84419-3