Biofizică moleculară

Biofizica este stiinta care studiaza structurile si functionarea organismelor vii prin intermediul fenomenelor fizicii .

Biofizica este o stiinta multidisciplinara , deci se imparte in mai multe ramri in functie de nivelele organismului :

a) Biofizica electronica (cuantica);

b) Biofizica moleculara;

c) Biofizica supramoleculara;

d) Biofizica celulara;

e) Biofizica sistemelor complexe;

Biofizica molecculara este ramura bifizicii care studiaza structura biomoleculelor, proprietatile fizice si cele fizico-chimice ale lor, complexele moleculare, precum si caracterul proceselor energetice ce au loc în ele. Datorita lucrarilor stiintifice efectuate în acest domeniu s-a stabilit structura a catorva sute de substante proteice si s-a studiat principiul de formare a moleculelor din care sunt construite celulele organismului viu. Astfel de cercetari au o mare importanta pentru dezvoltarea altor stiinte cum ar fi de exemplu, biochimia, genetica, biologia moleculara, citologia.

Problemele principale de care se ocupa biofizica molecuara sunt descoperirea structurilor tridimensionale ale macromolecuelor din organismele vii (in special ale proteinelor si ale acizilor nucleici) , care se pot evidentia prin diverse metode precum difractia razelor X , dinamica structurii lor in solutie, care este evidentiata cu ajutorul tehnicii RMN (Rezonanta Magnetica Nucleara) 1D,2D,3D si chiar multidimentionala , interactiunile dintre molecule in vederea exerciarii functiei or biologice . Exemple in aces sens sunt interactiunile enzima-substrat , antigen-anticorp,etc.

Alte metode folosite pentru investigarea biomoleculelor sunt : ultracentrifugaea , cromatografia si electroforeza ,care reprezinta tehnici de separare si caracterizare moleculelor si macromoleculelor , apoi tehnici de analiza structural ca spectroscopia de absorbtie , fluorescenta sau rezonanta , precum si alte metode termice , optice si hidrodinamice .

In urma acestor cercetari , s-a constatat ca viata se bazeaza pe functiile a patru ctegorii de substante chimice : pe proteine si acizi nucleici ,in special , sip e lipide si glucide (carbohidrti) . Conform unui studiu , s-a demonstrate ca la bacteria E. coli , procentul de constituenti chimici ai celulei este : proteine 19,4% , acizi nucleici 3,5% , lipide 1,1% , glucide 1,1% , apa 73% . La majoritatea organismelor , procentul este de 10-20% pentru proteine , 1-5% pentru glucide , 1-2% pentru lipide si 1% pentru acizi nucleici . ( Porumb T. 1985)

Glucidele , in special polizaharidele , au un rol structural ( de exemplu celuloza care formeaza peretele celular la plantele superioare ) , sau intra in compozitia glicoproteinelor ( sunt prezente la suprafata unor celule , unde intervin in procesele de recunoastere specfica ) , reprezinta depozite de hrana in celule si se gasesc si in compozitia acizilor nucleici ( riboza la ARN si dezoxiriboza la ADN ) .

Lipidele reprezinta o caegorie eterogena de substante solubile in solventi nepolari care au doua roluri majore in celula vie : 1) un rol structural ,fiind constituenii de baza ai membranelor celulare , in care realizeaza bistratul lipidic , 2) un rol de depozit , ele servind ca rezerva de energie mai eficienta decat glucidele .