ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ

Γενικού Υποβάθρου

Βιοφυσική: Η Βιοφυσική κινείται στα όρια μεταξύ Φυσικής, Βιολογίας και Χημείας. Η εικόνα της έχει αλλάξει τα τελευταία χρόνια, αφού τώρα πια επικεντρώνει το ενδιαφέρον της στο μοριακό και κυτταρικό επίπεδο των βιολογικών φαινομένων. Ακόμα και έτσι, το πεδίο αυτού του γνωστικού αντικειμένου είναι πάρα πολύ ευρύ. Η δομή των βιολογικών μακρομορίων στον χώρο (Εικ. 1), δυναμικά φαινόμενα όπως αλλαγές στην δομή ως απόκριση σε κάποιο ερέθισμα, η δημιουργία ηλεκτρικού παλμού στα νευρικά κύτταρα, η μεταφορά ιόντων αλλά και μεγάλων μορίων δια μέσου βιολογικών μεμβρανών, η ανάπτυξη δυνάμεως στις μυϊκές ίνες, η δημιουργία του οπτικού ερεθίσματος, η φωτοσύνθεση, η αναπνευστική αλυσίδα (οξειδωτική φωσφορυλίωση), η φωτοταξία, η χημειοτακτισμός, η αυτοοργάνωση και η μορφογένεση, τα βιομαγνητικά φαινόμενα αλλά ακόμα και η βιολογική κυβερνητική είναι μέρος μόνο των θεμάτων που απασχολούν σήμερα την Βιοφυσική. Η συντελεσθείσα πρόοδος των τελευταίων είκοσι ετών στη μελέτη της δομής και λειτουργίας πολλών βιομορίων - πέραν του αυτονοήτου βιολογικού ενδιαφέροντος - επιτρέπει σήμερα στην τεχνολογία να επιχειρεί την αξιοποίηση των αξιοθαύμαστων ιδιοτήτων των βιομορίων στην δημιουργία π.χ. μοριακών κινητήρων, νέων μέσων αποθήκευσης της πληροφορίας, υλικών για ηλεκτρονική μελάνη (Εικ. 2) αλλά και στην κατασκευή επεξεργαστών με βιομοριακή βάση (http://hagi.is.s.u-tokyo.ac.jp/MCP/). Πειραματικές μέθοδοι όπως η περίθλαση και η σκέδαση ακτινών Χ, νετρονίων, φωτός, ηλεκτρονίων, η φασματοσκοπία NMR, Raman, FTIR, η διαφορική θερμιδομετρία, η φθορισμομετρία, η τεχνική patch clamp, η μικροσκοπία ατομικής δυνάμεως καθώς και μέθοδοι της θεωρητικής Φυσικής αλλά και υπολογιστικές μέθοδοι όπως η μοριακή δυναμική έχουν τεθεί στην υπηρεσία της μελέτης των βιολογικών φαινομένων. Στο πλαίσιο των παραδόσεων Βιοφυσικής θα παρουσιάσουμε αντιπροσωπευτικές μεθόδους της στο παράδειγμα της μελέτης της βακτηριοροδοψίνης, μιας πρωτεΐνης του μικροοργανισμού Halobacterium που αντλεί πρωτόνια από το κυτταρόπλασμα προς τον εξωκυτταρικό χώρο ξοδεύοντας την ενέργεια φωτονίων του ορατού. Βιοχημεία: Δομές πρωτεϊνών, νουκλεϊνικών οξέων-Αλληλεπιδράσεις νουκλεϊνικών οξέων με άλλα μόρια. Βιοσύνθεση και βιοαποικοδόμηση πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων. Η πληροφορία στη δομή του DNA-Μετάδοση της πληροφορίας. Μέθοδοι προσδιορισμού δομής βιολογικών μορίων. Εργαστηριακή εξοικείωση με τεχνικές απομόνωσης και προσδιορισμού πρωτεϊνών. Έλεγχος ενζυμικής δράσης. Αλληλεπίδραση πρωτεϊνών με νουκλεϊκά οξέα. Εργαστηριακή εξοικείωση και πειράματα.

20-09-2013