बायोफिज़िक्स रहने वाले जीवों में सक्रिय शारीरिक कानूनों का अध्ययन है। यह एक अंतःविषय विज्ञान है जो जैविक घटनाओं का अध्ययन करने के लिए भौतिकी के दृष्टिकोण और तरीकों को लागू करता है।
भौतिक जीव विज्ञान के रूप में भी जाना जाता है, इस विचार का हिस्सा है कि प्रकृति में देखी गई सभी घटनाओं का एक पूर्वानुमानित वैज्ञानिक स्पष्टीकरण है और सभी जीवित प्रणालियां भौतिक कानूनों के आधार पर प्रक्रियाओं से बनी हैं।
डीएनए श्रृंखला का डबल हेलिक्स। बायोफिज़िक्स में मुख्य निष्कर्षों में से एक। स्रोत: जोसेलुइसे 3
जिस चर्चा में बायोफिज़िक्स को भौतिकी, जीव विज्ञान या दोनों की एक शाखा के रूप में माना जाता है। इस मामले में, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रवृत्ति इसे जीव विज्ञान की एक शाखा मानती है।
इसका कारण यह है कि ज्ञान का आदान-प्रदान आमतौर पर भौतिकी से जीव विज्ञान तक उत्पन्न होता है, जिसे भौतिक प्रगति और अवधारणाओं द्वारा समृद्ध किया गया है। लेकिन एक ही योगदान को एक उलटा तरीके से पुष्टि नहीं की जा सकती है, अर्थात शुद्ध भौतिकी के दृष्टिकोण से यह नहीं कहा जा सकता है कि बायोफिज़िक्स नया ज्ञान प्रदान करता है।
बायोफिज़िक्स भौतिकी को प्रयोगात्मक सबूत प्रदान करता है और इस प्रकार यह सिद्धांतों को पुष्टि करने की अनुमति देता है, लेकिन भौतिकी और जीव विज्ञान के बीच विनिमय स्पष्ट रूप से अप्रत्यक्ष है।
जैव-भौतिकीविदों को भौतिकी, गणित और रसायन विज्ञान की मात्रात्मक विज्ञान में प्रशिक्षित किया जाता है, जो जैविक प्रणालियों के कामकाज, संरचना, गतिशीलता और बातचीत से संबंधित हर चीज का अध्ययन करते हैं। इन प्रणालियों में जटिल अणु, कोशिकाएं, जीव और पारिस्थितिक तंत्र शामिल हैं।
इतिहास
बायोफिज़िक्स की उत्पत्ति सत्रहवीं शताब्दी से पहले की है जब प्राकृतिक विज्ञान को अभी तक अलग-अलग विषयों के रूप में विभाजित नहीं किया गया था और उस समय जब बायोलुमिनेस की पहली जांच स्थित थी।
पहला अध्ययन जो पता लगाया गया था, वह जर्मन जेसुइट, अथानासियस किरचर (1602-1680) द्वारा किया गया था, जिन्होंने अपने काम अर्स मैग्ना लुसीस एट उम्ब्रे को प्रकाशित किया था और दो अध्यायों को पशु ल्यूमिनेंस को समर्पित किया था।
बिजली और जीव विज्ञान के बीच की कड़ी न केवल सत्रहवीं शताब्दी में, बल्कि अगली दो शताब्दियों में अटकलों का विषय थी। उनके दृष्टिकोण के दौरान, पशु और प्राकृतिक बिजली, जैसे कि फायरफ्लाइज़ या प्राकृतिक बिजली के निर्वहन के लिए मनुष्य का आकर्षण स्पष्ट हो गया।
अनुसंधान की इस पंक्ति में, इटली में, और 18 वीं शताब्दी के मध्य में, इस क्षेत्र में ज्ञान उत्पन्न करने वाली मांसपेशियों की विद्युत उत्तेजना पर जियोवानी बेसेरिया के प्रयोगों का पता लगाया गया था।
1786 में, लुइगी गैलवानी ने जानवरों में विद्युत क्षमता के आसपास एक विवाद शुरू किया। उनका प्रतिद्वंद्वी कोई और नहीं बल्कि एलेसेंड्रो वोल्टा थे, जिन्होंने इलेक्ट्रिक बैटरी विकसित करके, जीवित प्राणियों में विद्युत क्षमता में वैज्ञानिक रुचि पर कुछ अंकुश लगाया।
XIX सदी
19 वीं शताब्दी में मुख्य योगदान में से एक बर्लिन में ड्यू बॉइस-रेमंड के शरीर विज्ञान के प्रोफेसर थे, जिन्होंने गैल्वेनोमीटर का निर्माण किया और मांसपेशियों के प्रवाह और तंत्रिकाओं की विद्युत क्षमता पर अध्ययन किया। अध्ययन का यह उद्देश्य बायोफिज़िक्स की उत्पत्ति के बिंदुओं में से एक बन गया।
उनमें से एक जीवित जीवों में पदार्थ के निष्क्रिय प्रवाह के लिए जिम्मेदार बल थे, विशेष रूप से प्रसार ग्रेडिएंट और आसमाटिक दबाव। इन पंक्तियों के साथ, एबे जेए नोलेट और एडॉल्फ फ़िक का योगदान बाहर खड़ा है।
बाद वाला वह था जिसने स्पैनिश में पहला बायोफिजिकल टेक्स्ट डाई मेडिज़िनिस्च फिजिक या मेडिकल फिजिक्स प्रकाशित किया था। फिक के काम में, कोई प्रयोग नहीं किया गया था, बल्कि गर्मी के प्रवाह के नियमों के साथ एक समानता को उठाया गया था, जिससे प्रसार को नियंत्रित करने वाले कानूनों को लागू करना संभव हो गया। बाद में प्रयोगशाला प्रयोगों से पता चला कि सादृश्य सटीक था।
बीसवी सदी
बीसवीं शताब्दी की शुरुआत जर्मन वैज्ञानिकों की एक निश्चित महारत के साथ हुई थी, जिन्होंने विकिरण के प्रभावों का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित किया था।
इस अवधि का एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर ¿Qué es la vida पुस्तक का प्रकाशन था?, 1944 में इरविन श्रोडिंगर द्वारा। इसमें जीवित प्राणियों में एक अणु का अस्तित्व था जिसमें सहसंयोजक बंधों में आनुवंशिक जानकारी प्रस्तावित थी।
इस पुस्तक और उस विचार ने अन्य वैज्ञानिकों को प्रेरित किया और उन्हें 1953 में डीएनए की दोहरी हेलिक्स संरचना की खोज करने के लिए प्रेरित किया। यह जेम्स वॉटसन, रोजलिंड फ्रैंकलिन और फ्रांसिस क्रिक ने खोज की थी।
20 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में बायोफिज़िक्स की एक स्पष्ट परिपक्वता है। उन दिनों विश्वविद्यालय कार्यक्रम पहले से ही प्रस्तुत किए जा रहे थे और यह जर्मनी से परे अन्य देशों में लोकप्रिय था। इसके अलावा, जांच कभी अधिक गति प्राप्त कर रही थी।
अध्ययन क्या है (अध्ययन की वस्तु)
बायोमैकेनिक्स बायोफिज़िक्स की शाखाओं में से एक है। स्रोत: मुतुआनिवर्सल
बायोफिजिक्स के अध्ययन का क्षेत्र आणविक से कार्बनिक और अन्य अधिक जटिल प्रणालियों के लिए जैविक संगठन के सभी पैमानों तक फैला हुआ है। ध्यान के ध्यान के आधार पर, बायोफिज़िक्स को निम्नलिखित शाखाओं में विभाजित किया जा सकता है:
- बायोमैकेनिक्स: उन यांत्रिक संरचनाओं का अध्ययन करता है जो जीवित प्राणियों में मौजूद हैं और जो उनके आंदोलन की अनुमति देती हैं।
- बायोइलेक्ट्रिकिटी: विद्युत चुम्बकीय और विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है जो जीवों में होते हैं या जो उन पर प्रभाव उत्पन्न करते हैं।
- बायोएनेरगेटिक्स: इसके अध्ययन का उद्देश्य ऊर्जा का परिवर्तन है जो बायोसिस्टम में होता है।
- बायोकैस्टिक्स: यह विज्ञान है जो ध्वनि तरंगों के उत्पादन की जांच करता है, कुछ माध्यमों से उनके संचरण और अन्य जानवरों या जीवित प्रणालियों द्वारा कब्जा कर लेता है।
- बायोफोटोनिक्स: फोटॉन के साथ जीवित चीजों की बातचीत पर केंद्रित है।
- रेडियोबायोलॉजी: विकिरण (आयनीकरण और गैर-आयनीकरण) के जैविक प्रभावों और क्षेत्र और प्रयोगशाला में इसके अनुप्रयोगों का अध्ययन करती है।
- प्रोटीन गतिकी: प्रोटीन के आणविक आंदोलनों का अध्ययन करें और उनकी संरचना, कार्य और तह पर विचार करें।
- आणविक संचार: अणुओं के बीच सूचना के उत्पादन, संचरण और स्वागत के अध्ययन पर केंद्रित है।
अनुप्रयोग
बायोफिज़िक्स द्वारा जांच किए गए विषय जैव रसायन विज्ञान, आणविक जीव विज्ञान, शरीर विज्ञान, नैनोटेक्नोलॉजी, बायोइंजीनियरिंग, सिस्टम बायोलॉजी, कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी या फिजिकल केमिस्ट्री, अन्य लोगों के साथ ओवरलैप हो सकते हैं। हालांकि, हम बायोफिज़िक्स के मुख्य अनुप्रयोगों का परिसीमन करने की कोशिश करेंगे।
डीएनए और इसकी संरचना की खोज के साथ, बायोफिज़िक्स ने टीकों के निर्माण, इमेजिंग तकनीकों के विकास में योगदान दिया है जो बीमारियों का निदान करने और कुछ विकृति का इलाज करने के लिए नए औषधीय तरीकों की पीढ़ी की अनुमति देता है।
बायोमैकेनिक्स की समझ के साथ, जीव विज्ञान की इस शाखा ने बेहतर कृत्रिम अंग और बेहतर नैनोमैटेरियल्स को डिजाइन करना संभव बना दिया है जिसके साथ दवाओं को वितरित किया जा सकता है।
आज, बायोफिज़िक्स ने जलवायु परिवर्तन और अन्य पर्यावरणीय कारकों से संबंधित मुद्दों पर ध्यान केंद्रित करना शुरू कर दिया है। उदाहरण के लिए, गैसोलीन को बदलने के लिए जीवित सूक्ष्मजीवों के माध्यम से जैव ईंधन के विकास पर काम किया जा रहा है।
सूक्ष्मजीव समुदायों की भी जांच की जा रही है और वायुमंडल में प्रदूषकों को प्राप्त ज्ञान से ट्रैक किया जाता है।
मुख्य अवधारणाएँ
- सिस्टम: यह वास्तविक या काल्पनिक सीमाओं के बीच शामिल तत्वों का एक क्रमबद्ध समूह है, जो एक-दूसरे के साथ परस्पर जुड़े हुए हैं और परस्पर क्रिया करते हैं।
- प्रोटीन: सभी जीवित कोशिकाओं में पाए जाने वाले बड़े अणु। वे अमीनो एसिड की एक या अधिक लंबी श्रृंखलाओं से बने होते हैं जो मशीनों की तरह व्यवहार करते हैं जो विभिन्न प्रकार के कार्यों को करते हैं, जैसे संरचनात्मक (साइटोस्केलेटन), यांत्रिक (मांसपेशी), जैव रासायनिक (एंजाइम) और सेल सिग्नलिंग (हार्मोन)।
- बायोमेम्ब्रेंस: तरल पदार्थ की प्रणाली जो कई जैविक कार्यों को पूरा करती है जिसके लिए उन्हें अपनी रचना और विविधता को अनुकूलित करना होगा। वे सभी जीवित प्राणियों की कोशिकाओं का हिस्सा हैं और यह वह जगह है जहां अनगिनत छोटे अणु संग्रहीत होते हैं और प्रोटीन के लिए एक लंगर का काम करते हैं।
- चालन: यह अणुओं के आंतरिक कंपन के साथ-साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों और उनके साथ टकराव के कारण ठोस मीडिया के माध्यम से गर्मी का प्रवाह है।
- संवहन: एक तरल पदार्थ (तरल या गैस) की धाराओं के माध्यम से ऊर्जा के प्रवाह को संदर्भित करता है, यह तरल या गैस के संस्करणों की एक गति है।
- विकिरण: विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण।
- डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए): अणु का रासायनिक नाम जिसमें सभी जीवित प्राणियों में आनुवंशिक जानकारी होती है। उनका मुख्य कार्य कोशिकाओं के अन्य घटकों के साथ निर्माण करने के लिए दीर्घकालिक जानकारी को संग्रहीत करना है, उनके पास सभी जीवों के विकास और संचालन के लिए उपयोग किए जाने वाले निर्देश भी हैं।
- तंत्रिका आवेग: यह एक विद्युत आवेग है जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में या उत्तेजना की उपस्थिति में इंद्रिय अंगों में उत्पन्न होता है। यह विद्युत तरंग जो पूरे न्यूरॉन के माध्यम से चलती है, हमेशा एक यूनिडायरेक्शनल तरीके से प्रेषित होती है, कोशिकाओं के डेंड्राइट्स में प्रवेश करती है और अक्षतंतु के माध्यम से निकलती है।
- मांसपेशियों में सिकुड़न: शारीरिक प्रक्रिया जिसमें मांसपेशियां कस जाती हैं, जिससे उन्हें रचना करने वाली संरचनाओं के खिसकने के कारण छोटा या बना रहता है। यह चक्र मांसपेशी फाइबर की संरचना और तंत्रिकाओं के माध्यम से विद्युत क्षमता के संचरण से जुड़ा हुआ है।
तरीके
बायोफिजिसिस्ट एवी हिल का मानना है कि मानसिक दृष्टिकोण बायोफिजिसिस्ट का मुख्य उपकरण होगा। एक आधार के रूप में, वह तर्क देता है कि बायोफिज़िसिस्ट वे व्यक्ति हैं जो शारीरिक रूप से किसी समस्या को व्यक्त कर सकते हैं, और जिन्हें इस्तेमाल की जाने वाली विशेष तकनीकों द्वारा विभेदित नहीं किया जाता है, लेकिन जिस तरह से वे समस्याओं का निर्माण करते हैं और हमला करते हैं।
इसके साथ प्राकृतिक वस्तुओं के अध्ययन के लिए जटिल भौतिक सिद्धांत और अन्य भौतिक साधनों का उपयोग करने की क्षमता है। इसके अलावा, वे व्यावसायिक रूप से निर्मित उपकरणों पर निर्भर नहीं होते हैं, क्योंकि उनके पास आमतौर पर जैविक समस्याओं को हल करने के लिए विशेष उपकरणों को इकट्ठा करने का अनुभव होता है।
कंप्यूटर का उपयोग करते हुए रासायनिक विश्लेषण और अन्य नैदानिक प्रक्रियाओं के स्वचालन वर्तमान जैव-भौतिकी तरीकों पर विचार करने के लिए पहलू हैं।
इसके अलावा, बायोफिजिसिस्ट कंप्यूटर मॉडलिंग विधियों का विकास और उपयोग करते हैं, जिसके साथ वे जटिल अणुओं के आकार और संरचनाओं, साथ ही वायरस और प्रोटीन का हेरफेर और निरीक्षण कर सकते हैं।
संदर्भ
- सोलोमन, ए। (2018, 30 मार्च)। बायोफिज़िक्स। एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका। Britannica.com पर पुनर्प्राप्त
- बायोफिज़िक्स। (2019, 18 सितंबर)। विकिपीडिया, विश्वकोश। Wikipedia.org से पुनर्प्राप्त
- विकिपीडिया योगदानकर्ता। (2019, 23 सितंबर)। बायोफिज़िक्स। विकिपीडिया में, फ्री विश्वकोश। Wikipedia.org से पुनर्प्राप्त
- बायोफिजिक्स क्या है? इसकी अध्ययन की शाखाओं और इसके इतिहास को जानें। (2018, 30 नवंबर)। शाखाओं से पुनर्प्राप्त
- बाइफॉस्फिकल सोसायटी। (2019) बायोफिजिक्स क्या है। Biophysics.org से पुनर्प्राप्त
- नहले, नसीफ। (2007) डिडक्टिक आर्टिकल: बायोफिज़िक्स। जीवविज्ञान कैबिनेट संगठन। Biocab.org से पुनर्प्राप्त किया गया