LA BIOFÌSICA

La biofísica es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física. Se discute si la biofísica es una rama de la física o de la biología. Desde un punto de vista puede concebirse que los conocimientos y enfoques acumulados en la física pura pueden aplicarse al estudio de los sistemas biológicos.

En ese caso la biofísica le aporta conocimientos a la biología, pero no a la física, sin embargo, le ofrece a la física evidencia experimental que permite corroborar teorías. Ejemplos en ese sentido son la física de la audición, la biomecánica, los motores moleculares, comunicación molecular, entre otros campos de la biología abordada por la física.

Otros estudiosos consideran que existen ramas de la física que deben desarrollarse a profundidad como problemas físicos específicamente relacionados con la materia viviente. Así, por ejemplo, las polímeros biológicos como las proteínas no son lo suficientemente grandes como para poderlos tratar como un sistema mecánico, a la vez que no son lo suficientemente pequeños como para tratarlos como moléculas simples en solución.

Los cambios energéticos que ocurren durante una reacción química catalizada por una enzima, o fenómenos como el acoplamiento químico-osmótico parecen requerir más de un enfoque físico teórico profundo que de una evaluación biológica.

Importancia

La biofísica en un campo interdisciplinario que aplica técnicas de las ciencias físicas para entender la estructura biológica y función a nivel molecular. El tamaño de estas moléculas varía notablemente, desde pequeños ácidos grasos y azucares hasta enormes moléculas de DNA. Consecuentemente la mayor parte del esfuerzo de la biofísica se dirige a determinar la estructura de moléculas biológicas específicas y en la manera de ensamblaje.

La biofísica es un campo variado en el que intervienen la biología la física la química matemáticas ingeniería genética fisiología y medicina todas con el objetico de entender a los sistemas utilizando experimentos y Paralelo a esto los biofísicos están desarrollando nuevas herramientas computacionales basados en principios físicos establecidos que son suficientes para un experimento, además de la ayuda de las herramientas de biología molecular, debido a que son muy útiles Los biofísicos se manejan por la curiosidad acerca de cómo los sistemas biológicas trabajan a nivel molecular.

Objetivos

Su objetivo primario para esto es el desarrollo de nuevas herramientas dinámicas y estructurales obtener estudios mas completos de los sistemas y de las simples interacciones de las proteínas in vitro a complejas interacciones de biopolimeros en células.

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.

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Que es la biofísica

PALANCAS Y LA BIOFISICA

Nuestro cuerpo posee huesos que protegen los órganos, nos dan soporte y permiten que nos movamos.

Asimismo, nuestro cuerpo está habilitado para realizar trabajos, por lo tanto, podemos asimilarlo con una máquina.

Para que los huesos se muevan, es necesario que entren los músculos que se unen a ellos.

Estos movimientos que efectúan los huesos con ayuda de los músculos, pueden compararse funcionalmente con los de una palanca, que como ya sabemos, es una máquina que permite realizar un trabajo empleando un mínimo de energía.

PALANCAS

Nuestra cabeza funciona como un balancín, por eso, el movimiento hacia adelante y hacia atrás se realiza como en una palanca de : PRIMER GÉNERO

El punto de apoyo es la primera vértebra, la resistencia es el peso de la misma cabeza y la fuerza que realizan los músculos de la nuca, los cuales permiten mantener la cabeza en posición recta.

PALANCAS

Nuestro pie se asemeja a una palanca de: SEGUNDO GÉNERO

Permite a los músculos de la

pantorrilla (P) levantar el peso

del cuerpo (R) , sin esfuerzo.

PALANCAS

Nuestro brazo funciona como una palanca de: TERCER GÉNERO

Donde el punto de apoyo es el codo. La resistencia está dada por el objeto que se pretende levantar y la potencia es la fuerza que realiza el músculo bíceps del brazo.

POLEAS

Están constituidas por un disco que gira alrededor de un eje central y que tiene en la parte externa un canal, en donde se adapta un cable o cuerda.

POLEAS

SE USA EN:

Elevar materiales en obras de construcción

Tendederos de ropa

Gimnasios

POLEAS

Una polea es como un balancín: si das un tirón de la cuerda, un lado sube y el otro baja.

POLEAS FIJAS:

El disco va unido a un soporte mediante un gancho.

TIPOS DE POLEAS

POLEAS MÓVILES:

Un extremo de la cuerda va sujeto a un soporte. En este caso, el disco lleva un garfio que sostiene la carga. 

POLEAS COMBINADAS:

Consta de dos discos, uno fijo y otro móvil enlazados por un cable. La ventaja de esta polea es que con ella se requiere menos fuerza de la que se necesita con una polea fija, para mover una carga del mismo peso.

PLANO INCLINADO

Consiste en un plano rígido, que forma un ángulo agudo con una superficie horizontal. Para que el cuerpo se mueva hacia arriba por el plano inclinado, es necesario aplicarle una fuerza mayor que la necesaria para mantenerlo en equilibrio. Se utiliza para subir cuerpos a cierta altura. En general la fuerza aplicada será menor cuanto más pequeña sea la inclinación del plano, aunque el recorrido resulte más largo.

CUÑA

Éste es un elemento en forma de triángulo, que tiene como objeto penetrar un cuerpo produciendo una abertura como: un hacha, una barra, un cincel o un cuchillo. 

TORNILLO

Es una máquina de tipo plano inclinado, es similar a un sendero que sube en espiral hacia la cima de una colina, en lugar de hacerlo en línea recta. Los pasos de rosca de un tornillo tienen la misma función que el camino en espiral que sube la colina. Mientras más aristas presente el tornillo, más fácil será atornillarlo, pero más tiempo se necesitará, si se compara con un tornillo de menos pasos de rosca. Los tornillos tienen muchos usos, por ejemplo: para fijar tablas o láminas, obtener presiones.

TORNO

Esta máquina tiene forma de cilindro, que puede girar sobre un eje horizontal y pasar por el centro de su diámetro, consiste en hacer girar un manubrio que le transmitirá movimiento (giro) al cilindro, haciendo que se enrolle una cuerda, la que puede sostener o levantar un objeto que una a ella. Esto se utiliza en pozos de agua.

ÁREAS DE LA BIOFÌSICA

Biomecánica: Estudia los modelos, fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento (incluyendo el estático) de los seres vivos (cinemática y dinámica), así como la respuesta estructural de diferentes partes del cuerpo.

Bioacústica: Usualmente se refiere a la investigación de la producción del sonido, su dispersión a través de un medio y su recepción en animales.

Motores moleculares: Estudia cómo macromoléculas (principalmente proteínas o ARN) realizan trabajo mecánico para llevar a cabo su función.

Dinámica protéica: Estudia de movimientos moleculares de proteínas relacionados con su estructura, plegamiento o función.

Comunicación molecular: La transmisión y recepción de información por medio de las moléculas.