[h=2]علمی نوظهور به نام بیو فیزیک
اگر درمورد فرآيند‌هاي زيستي كنجكاو هستيد و از حل معما ،طراحي آزمايش، ويا كار با اعداد و ارقام و رايانه لذت مي‌بريد، فرصت‌هاي هيجان‌انگيزي دربيوفيزيك در انتظار شماست.
بيوفيزيك دانشي ميان‌رشته‌اي است كه در مرز مشترك رياضي، فيزيك، شيمي، زيست‌شناسي،وحتي كامپيوتر قرار دارد. دانشمندان دراين رشته با به كارگيري قوانين حاكم براين علوم به مطالعه‌ي چگونگي كاركرد موجودات زنده مي‌پردازند.
موضوعاتي هم‌چون تئوري اطلاعات، علوم كامپيوتر، هوش مصنوعي، وسايبرنتيك(الگوسازي از روي موجودات زنده) ازجمله موارد مطالعات بيوفيزيك‌دان‌ها هستند.
تلاش براي ساخت حافظه‌هاي كامپيوتري با الگوگيري ازمولكول DNA، ساخت زيردريايي، رادارهاي صوتي، بررسي آثار امواج ماكرويووامواج الكترومغناطيسي بي‌سيم بر مغز، توليد الكتريسيته توسط جان‌داران زنده و... مسائلي عملي پيش روي پژوهش‌گران در اين عرصه است.
به طور كلي به علومي كه سعي مي‌كنند پديده‌هاي طبيعت را به طريق علمي توصيف كنند، علوم طبيعي گفته مي شود. بر اساس يك تقسيم بندي تاريخي وسنتي بررسي و توصيف پديده‌هاي جهان زيست‌مند بر عهده‌ي زيست‌شناسان و تحليل پديده‌هاي جهان بي‌جان بر دوش فيزيك‌دانان نهاده شده است. اما لحظه‌اي تأمل كنيد! مگر ماده‌ي تشكيل دهنده‌ي اين دو جهان يكسان نيستند؟ مگر آبي كه بخش بزرگي از جرم بدن ما را تشكيل مي‌دهد، همان تركيب H2O با همان ويژگي‌هاي آشناي فيزيكي وشيميايي نيست؟ ومگر تركيبات تشكيل دهنده‌ي بدن موجودات زنده از عناصري غير از عناصر جدول تناوبي ساخته شده است؟.....
اكنون دانشمندان متقاعد شده‌اند كه اين مواد همانندند وبنا براين طبيعي است كه درپي اين باشند كه دست‌كم بخشي از جهان زيست‌مند را به كمك قوانين فيزيك تحليل كنند.
بيوفيزيك‌دانان سعي مي‌كنند بفهمند كه مغز چگونه اطلاعات را پردازش و ذخيره‌سازي مي‌كند؟، قلب چگونه خون را به داخل رگ‌ها پمپ مي‌كند؟، ماهيچه‌ها چگونه منقبض مي‌شوند؟، گياهان چگونه در فرآيند فتوسنتز نور را جذب مي‌كنند؟، ژن‌ها چگونه روشن وخاموش(فعال وغير‌فعال) مي‌شوند؟، وبسياري پرسش‌هاي ديگر ....
البته روان‌شناسان، زيست‌شناسان مولكولي و سلولي، دانشمندان علم ژنتيك، وبيوشيمي‌دان‌ها هم روي اين مباحث كار مي‌كنند ولي ديدگاه بيوفيزيك‌دانان اساسا از آن‌ها متفاوت است. بيوفيزيك‌دانان به طورويژه به فيزيك وشيمي-فيزيك فرآيند‌هاي زيستي توجه مي‌كنند ودر اين راستا از اندازه‌گيري، سنجش‌هاي كمي، وتحليل بيش‌ترين كمك را مي‌گيرند.
چالش‌هايي كه بيوفيزيك‌دانان با آن‌ها مواجه هستند در سطوح مختلفي قرار دارند. در بالاترين سطح بررسي چگونگي فرآيند انديشيدن، حس كردن، چشيدن، شنيدن، و ديدن در موجودات زيست‌مند قرار دارد. اين گروه از دانشمندان سازوكار تنفس ونيز كاركرد سيستم دفاعي بدن موجودات زنده را مورد مطالعه قرار مي‌دهند. گروهي از ايشان هم به مطالعه‌ي فرآيند‌هاي زيستي در ابعاد تك سلول‌ها مي‌پردازند. آن‌ها تحقيق مي كنند كه سلول‌ها چگونه حركت مي‌كنند، تقسيم مي‌شوند، وبه محرك‌هاي محيطي پاسخ مي‌دهند ونيز چگونه به مواد اجازه مي‌دهند به آن‌ها راه يابند ودرآن‌ها جابه‌جا شوند. برخي ديگر از اين دانشمندان هم به ساختار و رفتار زيست‌مولكول‌هاي سازنده‌ي سلول‌ها (مولكول‌هاي خيلي بزرگ مثل DNAوپروتئين‌ها) علاقه‌مندند. توانايي اين مولكول‌ها براي انجام فعاليت‌هاي زيستي‌ي پيچيده به ساختار سه بعدي و ويژگي‌هاي ديناميكي‌ي آن‌ها وابسته است.
خلاصه اين كه : كشف رابطه‌ي ساختار وعمل‌كرد پرسشي بنيادين در اين دانش است.
بنابراين همان طور كه در بالا اشاره شد بيوفيزيك به شاخه‌هاي مختلفي تقسيم مي‌شود:
(1) بيوفيزيك مولكولي
(2) بيوفيزيك سلولي
(3) بيوفيزيك جمعيت‌هاي سلولي
(4) بيوفيزيك فيزيولوژيك
(5) بيوفيزيك پرتوها و گرما
(6) بيوفيزيك نظري
خدمت بيوفيزيك به فيزيك
فيزيك‌دانان براي مطالعه‌ي سيستم‌هاي زيستي بايد به ابزارهايي مثل مكانيك آماري، كوانتم مكانيك، ترموديناميك غير تعادلي و... مجهز باشند.
مسائل زيستي به فيزيك پيشه‌ها خدمت فراواني كرده‌است .مثلا به آن‌ها آموخته است كه ساخت موتور با بازدهي بالا و در ابعاد كوچك (حدود نانو متر) امكان‌پذير است يا اين‌كه آزمايش باسلول‌هاي منفرد عملي است. هم‌چنين بيوفيزيك مسائلي را به جامعه‌ي فيزيك معرفي كرده است كه فيزيك‌دانان هنوز براي آن‌ها پاسخ‌هاي قانع كننده‌اي نيافته‌اند. مسائلي نظير پيچش پروتئين‌ها، ساز و كار خواندن اطلاعات از روي DNA، وعدم وجود تقارن چپ‌گرد و راست‌گرد از آن جمله‌اند.
خدمت بيوفيزيك به زيست فناوري
نتايج تحقيقات بيوفيزيك‌پيشه‌ها تأثير گسترده‌اي بر زيست فناوري وداروسازي دارد. محققان اين عرصه ابزارهايي براي فهم اساس مولكولي بيماري‌هايي نظير ايدز(AIDS) فراهم مي‌كنند. آگاهي از چگونگي‌ي كاركرد پروتئين‌ها وغشاها، پايه‌اي براي طراحي منطقي داروها ارائه مي‌كند.و...
بيوفيزيک در ايران
در ايران مؤسسه بين‌المللي تحقيقات بيوشيمي-بيوفيزيك دردانشگاه تهران با طراحي دقيق وپيشرفته وقابل مقايسه با مراكز بيوانفورماتيك در كشورهاي پيش‌رفته است. اين مركز با بهره‌مندي از اساتيد مجرب تا مقطع دكتري به تربيت دانشجو مي‌پردازد.
دانشگاه تربيت مدرس هم دراين رشته در مقاطع كارشناسي ارشد و دكتري دانشجو مي‌پذيرد.
دانشجويان رشته‌هاي فيزيك وزيست‌شناسي مي‌توانند پس از شركت در آزمون كارشناسي ارشد در رشته‌ي بيوفيزيك تحصيلات خود را ادامه دهند.
بازار کار در ايران
فارغ‌التحصيلان رشته‌ي بيوفيزيك علاوه بر دانش‌گاه‌ها ومؤسسات آموزش عالي مي‌توانند در مراكز تحقيقاتي مثل انستيتو پاستور، مركز تحقيقات ژنتيك وتكنولوژي زيستي، مركز تحقيقات غدد درون ريز ومتابوليسم، مركز تحقيقات پلي‌مر و....مشغول به كارشوند.
بيوفيزيك دانشي ميان‌رشته‌اي است كه در مرز مشترك رياضي، فيزيك، شيمي، زيست‌شناسي،وحتي كامپيوتر قرار دارد. دانشمندان دراين رشته با به كارگيري قوانين حاكم براين علوم به مطالعه‌ي چگونگي كاركرد موجودات زنده مي‌پردازند.
موضوعاتي هم‌چون تئوري اطلاعات، علوم كامپيوتر، هوش مصنوعي، وسايبرنتيك(الگوسازي از روي موجودات زنده) ازجمله موارد مطالعات بيوفيزيك‌دان‌ها هستند.
تلاش براي ساخت حافظه‌هاي كامپيوتري با الگوگيري ازمولكول DNA، ساخت زيردريايي، رادارهاي صوتي، بررسي آثار امواج ماكرويووامواج الكترومغناطيسي بي‌سيم بر مغز، توليد الكتريسيته توسط جان‌داران زنده و... مسائلي عملي پيش روي پژوهش‌گران در اين عرصه است.
به طور كلي به علومي كه سعي مي‌كنند پديده‌هاي طبيعت را به طريق علمي توصيف كنند، علوم طبيعي گفته مي شود. بر اساس يك تقسيم بندي تاريخي وسنتي بررسي و توصيف پديده‌هاي جهان زيست‌مند بر عهده‌ي زيست‌شناسان و تحليل پديده‌هاي جهان بي‌جان بر دوش فيزيك‌دانان نهاده شده است. اما لحظه‌اي تأمل كنيد! مگر ماده‌ي تشكيل دهنده‌ي اين دو جهان يكسان نيستند؟ مگر آبي كه بخش بزرگي از جرم بدن ما را تشكيل مي‌دهد، همان تركيب H2O با همان ويژگي‌هاي آشناي فيزيكي وشيميايي نيست؟ ومگر تركيبات تشكيل دهنده‌ي بدن موجودات زنده از عناصري غير از عناصر جدول تناوبي ساخته شده است؟.....
اكنون دانشمندان متقاعد شده‌اند كه اين مواد همانندند وبنا براين طبيعي است كه درپي اين باشند كه دست‌كم بخشي از جهان زيست‌مند را به كمك قوانين فيزيك تحليل كنند.
بيوفيزيك‌دانان سعي مي‌كنند بفهمند كه مغز چگونه اطلاعات را پردازش و ذخيره‌سازي مي‌كند؟، قلب چگونه خون را به داخل رگ‌ها پمپ مي‌كند؟، ماهيچه‌ها چگونه منقبض مي‌شوند؟، گياهان چگونه در فرآيند فتوسنتز نور را جذب مي‌كنند؟، ژن‌ها چگونه روشن وخاموش(فعال وغير‌فعال) مي‌شوند؟، وبسياري پرسش‌هاي ديگر ....
البته روان‌شناسان، زيست‌شناسان مولكولي و سلولي، دانشمندان علم ژنتيك، وبيوشيمي‌دان‌ها هم روي اين مباحث كار مي‌كنند ولي ديدگاه بيوفيزيك‌دانان اساسا از آن‌ها متفاوت است. بيوفيزيك‌دانان به طورويژه به فيزيك وشيمي-فيزيك فرآيند‌هاي زيستي توجه مي‌كنند ودر اين راستا از اندازه‌گيري، سنجش‌هاي كمي، وتحليل بيش‌ترين كمك را مي‌گيرند.
چالش‌هايي كه بيوفيزيك‌دانان با آن‌ها مواجه هستند در سطوح مختلفي قرار دارند. در بالاترين سطح بررسي چگونگي فرآيند انديشيدن، حس كردن، چشيدن، شنيدن، و ديدن در موجودات زيست‌مند قرار دارد. اين گروه از دانشمندان سازوكار تنفس ونيز كاركرد سيستم دفاعي بدن موجودات زنده را مورد مطالعه قرار مي‌دهند. گروهي از ايشان هم به مطالعه‌ي فرآيند‌هاي زيستي در ابعاد تك سلول‌ها مي‌پردازند. آن‌ها تحقيق مي كنند كه سلول‌ها چگونه حركت مي‌كنند، تقسيم مي‌شوند، وبه محرك‌هاي محيطي پاسخ مي‌دهند ونيز چگونه به مواد اجازه مي‌دهند به آن‌ها راه يابند ودرآن‌ها جابه‌جا شوند. برخي ديگر از اين دانشمندان هم به ساختار و رفتار زيست‌مولكول‌هاي سازنده‌ي سلول‌ها (مولكول‌هاي خيلي بزرگ مثل DNAوپروتئين‌ها) علاقه‌مندند. توانايي اين مولكول‌ها براي انجام فعاليت‌هاي زيستي‌ي پيچيده به ساختار سه بعدي و ويژگي‌هاي ديناميكي‌ي آن‌ها وابسته است.
خلاصه اين كه : كشف رابطه‌ي ساختار وعمل‌كرد پرسشي بنيادين در اين دانش است.
بنابراين همان طور كه در بالا اشاره شد بيوفيزيك به شاخه‌هاي مختلفي تقسيم مي‌شود:
(1) بيوفيزيك مولكولي
(2) بيوفيزيك سلولي
(3) بيوفيزيك جمعيت‌هاي سلولي
(4) بيوفيزيك فيزيولوژيك
(5) بيوفيزيك پرتوها و گرما
(6) بيوفيزيك نظري
خدمت بيوفيزيك به فيزيك
فيزيك‌دانان براي مطالعه‌ي سيستم‌هاي زيستي بايد به ابزارهايي مثل مكانيك آماري، كوانتم مكانيك، ترموديناميك غير تعادلي و... مجهز باشند.
مسائل زيستي به فيزيك پيشه‌ها خدمت فراواني كرده‌است .مثلا به آن‌ها آموخته است كه ساخت موتور با بازدهي بالا و در ابعاد كوچك (حدود نانو متر) امكان‌پذير است يا اين‌كه آزمايش باسلول‌هاي منفرد عملي است. هم‌چنين بيوفيزيك مسائلي را به جامعه‌ي فيزيك معرفي كرده است كه فيزيك‌دانان هنوز براي آن‌ها پاسخ‌هاي قانع كننده‌اي نيافته‌اند. مسائلي نظير پيچش پروتئين‌ها، ساز و كار خواندن اطلاعات از روي DNA، وعدم وجود تقارن چپ‌گرد و راست‌گرد از آن جمله‌اند.
خدمت بيوفيزيك به زيست فناوري
نتايج تحقيقات بيوفيزيك‌پيشه‌ها تأثير گسترده‌اي بر زيست فناوري وداروسازي دارد. محققان اين عرصه ابزارهايي براي فهم اساس مولكولي بيماري‌هايي نظير ايدز(AIDS) فراهم مي‌كنند. آگاهي از چگونگي‌ي كاركرد پروتئين‌ها وغشاها، پايه‌اي براي طراحي منطقي داروها ارائه مي‌كند.و...
بيوفيزيک در ايران
در ايران مؤسسه بين‌المللي تحقيقات بيوشيمي-بيوفيزيك دردانشگاه تهران با طراحي دقيق وپيشرفته وقابل مقايسه با مراكز بيوانفورماتيك در كشورهاي پيش‌رفته است. اين مركز با بهره‌مندي از اساتيد مجرب تا مقطع دكتري به تربيت دانشجو مي‌پردازد.
دانشگاه تربيت مدرس هم دراين رشته در مقاطع كارشناسي ارشد و دكتري دانشجو مي‌پذيرد.
دانشجويان رشته‌هاي فيزيك وزيست‌شناسي مي‌توانند پس از شركت در آزمون كارشناسي ارشد در رشته‌ي بيوفيزيك تحصيلات خود را ادامه دهند.
بازار کار در ايران
فارغ‌التحصيلان رشته‌ي بيوفيزيك علاوه بر دانش‌گاه‌ها ومؤسسات آموزش عالي مي‌توانند در مراكز تحقيقاتي مثل انستيتو پاستور، مركز تحقيقات ژنتيك وتكنولوژي زيستي، مركز تحقيقات غدد درون ريز ومتابوليسم، مركز تحقيقات پلي‌مر و....مشغول به كارشوند.