فيزياء حيوية

الفيزياء الحيوية أو بيوفيزياء Biophysics (الفيزياء البيولوجية) هي أحد الاختصاصات المتداخلة التي تعمل على تطبيق نظريات و مناهج الفيزياء على مسائل و معضلات ضمن علم الأحياء.

أبحاث الفيزياء الحيوية تلخص الكثير من الدراسات البيولوجية التي لا تتشارك بصفة مميزة أو عامل مشترك ، و لا حتى موضوع موحد أو تعريفات واضحة و مختصرة . 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 و آلات نانوية و حتى تنظيم الوظائف البيولوجية بطرق مختلفة لكن العديد من هذه الدراسات حاليا استقل لوحده فيما يعرف بالتقانة النانوية و الهندسة الحيوية .

 مواضيع في الفيزياء الحيوية و تطبيقاتها

• Animal locomotion
• فيزياء حيوية خلوية Cellular biophysics
• القنوات, المستقبلات عبر-غشائية و الواقل
• فيزيولوجيا كهربائية Electrophysiology
• غشاء الخلية Cell membrane
• ترموديناميك بيولوجي Biological thermodynamics أو علم الطاقة الحيوي Bioenergetics
• بيولوجيا ثقالية Gravitational biology
• محرك جزيئي Molecular motors
• العضلات و قابلية التقلص contractility
• حمض نووي
• فيزياء حيوية نووية Photobiophysics و فوتونيات 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 و إلكترونيات حيوية Bioelectronics
• علم 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; درس السمع و الرؤية
• آلان هودجكن Alan Hodgkin & أندرو هكسلي Andrew Huxley ، نظرية رياضية حول كيف يمكن لتدفق الأيونات أن 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

 وصلات خارجية

• Biophysical Society