PRINCIPIOS DE LA BIOFÍSICA

La Biofísica no es una simple colección de aproximaciones físicas a la biología, sino una disciplina definida, con su propia estructura de ideas y enfoques, que abarca todos los niveles jerárquicos de la organización biológica.La biofísica es una ciencia reduccionista porque establece que todos los fenómenos observados en la naturaleza tienen una explicación científica predecible.

           Si nosotros no podemos explicar algunos fenómenos en la actualidad no se debe a que estos no tengan una explicación científica, sino que nosotros aún no tenemos los implementos necesarios para estudiar las causas subyacentes a esos fenómenos aún inexplicables.

La vida es una función de estado que depende de procesos estocásticos a nivel microscópico (principios microfísicos) y determinísticos a nivel macroscópico (principios macrofísicos).Un sistema estocástico es aquel cuyos estados microscópicos tienen causas subyacentes al azar.

Un sistema determinístico es aquel cuyos estados microscópicos tienen causas subyacentes reconocibles. Ambos tipos de procesos son los sujetos de estudio de la biofísica.

La biofísica no es una rama de la física, sino de la biología. Hago esta aclaración porque en muchos libros de biofísica se dice que la biofísica estudia los fenómenos físicos que determinan los procesos vivientes o que la biofísica es el estudio de los fenómenos biológicos desde el punto de vista de la física, lo cual es erróneo. La biofísica explica los fenómenos biológicos aplicando los principios fundamentales de la naturaleza.

Por ejemplo, la biofísica estudia los cambios de polaridad en los microtúbulos de un Paramecium, o la transferencia de energía de una partícula a otra dentro del complejo motor molecular conocido como ATP sintetasa, o la mecánica del esqueleto humano, o la dinámica de fluidos en un saltamontes, etc. Por supuesto, la biofísica se fundamenta en los estudios proporcionados de la física; por ello, decimos que la biofísica es una ciencia interdisciplinaria.

Por supuesto, la biofísica se fundamenta en los estudios proporcionados de la física; por ello, decimos que la biofísica es una ciencia interdisciplinaria, que se aplica a la teoría y los métodos de la física para resolver los problemas de la biología. La búsqueda biofísica para ver el ser viviente con un cuerpo que ocupa un espacio, y la transformación de la energía, en un ambiente que interactúa con este ser es su fin.
 (marshall, 2014).

Por estas razones, muchos esfuerzos en biofísica se dirigen a determinar la estructura de moléculas biológicas específicas, así como la de los agregados más grandes que ellas forman. Parte de estos esfuerzos requieren inventar nuevos métodos o construir nuevos instrumentos para visualizar estas estructuras. Muchos de los nuevos desarrollos de la microscopía biológica forman parte de estos esfuerzos.
Los problemas biológicos que interesan a la Biofísica son tan diversos como los organismos vivos:

            La Biofísica intenta responder estas preguntas usando un enfoque multidisciplinario. Las moléculas específicas que participan en los procesos biológicos se identifican usando las técnicas del análisis químico y bioquímico. Las interacciones y estructuras moleculares se determinan usando técnicas espectroscópicas de la física y la química. Por último, la relación entre la función biológica y la estructura molecular se investiga usando instrumentos físicos altamente precisos y sensibles, así como utilizando técnicas que son capaces de monitorear las propiedades o el movimiento de grupos específicos de moléculas o, en lo que constituyen adelantos novedosos excitantes, utilizando técnicas capaces de visualizar y manipular moléculas individuales, así como de estudiar su comportamiento.

La Biofísica explica funciones biológicas en términos de mecanismos moleculares: descripciones físicas precisas de cómo moléculas individuales trabajan juntas como pequeñas máquinas para producir funciones biológicas específicas.

RAMAS DE LA BIOFISICA

Biomecánica: Estudia la mecánica del movimiento en los seres vivientes; por ejemplo, la locomoción, el vuelo, la natación, el equilibrio anatómico, la mecánica de los fluidos corporales, la fabricación de prótesis móviles, etc.

Bioelectricidad: Estudia los procesos electromagnéticos y electroquímicos que ocurren en los organismos vivientes, así como también los efectos de los procesos electromagnéticos abióticos sobre los seres vivientes; por ejemplo, la transmisión de los impulsos neuroeléctricos, el intercambio iónico a través de las biomembranas, la generación biológica de electricidad (anguilas, rayas, etc.), la aplicación de la electrónica en biomedicina, etc.

Bioenergética (termodinámica biológica): Se dedica al estudio de las transformaciones de la energía que ocurren en los sistemas vivientes; por ejemplo, la captura de energía por los biosistemas, la transferencia de energía desde y hacia el entorno del biosistema, el almacenamiento de energía en la célula, etc.

Bioacústica: Investiga y aplica la transmisión, captación y emisión de ondas sonoras por los biosistemas.

Biofotónica: Estudia las interacciones de los biosistemas con los fotones; por ejemplo, la visión, la fotosíntesis, etc.

Radiobiología: Estudia los efectos biológicos de la radiación ionizante y la no ionizante y sus aplicaciones en las técnicas biológicas de campo y de laboratorio.

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