МГУ имени М.В.Ломоносова2 September - 30 November 2024 г.Course started

Биофизика

Максимов Георгий Владимировичopenedu

Записаться на курс
Биофизика (биологическая физика) — наука о физических и физико-химических механизмах взаимодействий, лежащих в основе биологических процессов, протекающих на разных уровнях организации живой материи: молекулярном, клеточном, организменном и популяционном. Её возникновение было стимулировано и подготовлено физиологией и биохимией, а само становление и развитие проходило при тесном взаимодействии биологии с физикой, физической химией и математикой. Цель данного курса лекций заключается в обучении слушателей пониманию сути ряда результатов использования методов и понятий физики, химии и математики в биологии клетки, что позволит лучше представить механизмы функционирования целого организма. Действительно, возникновение биофизики во многом связано с конкретными вопросами, поставленными физиологией. Физиология исследует функции органов, место и роль этих функций в обеспечении жизнедеятельности, в то время как биофизика изучает первичные механизмы, лежащие в основе этих физиологических функций. Надеемся, что данный курс лекций позволит слушателям не только выучить основные понятия и методы биофизики, но и использовать полученные знания в своей будущей профессии как в области оригинальных научных исследований, так и в области нанобиотехнологии, медицинского и научного приборостроения, фармакологии, психологии и экологии.
Раздел 1. Молекулярная биофизика. Лекция № 1. Часть 1. Специфика биологических молекул. Явления гравитации и инерции для биологических молекул. Часть 2. Специфика биологических молекул. Взаимодействие атомов и молекул. Часть 3. Термодинамика биосистем. Лекция № 2. Часть 1. Физические взаимодействия в биологических молекулах (ковалентные и не ковалентные взаимодействия, водородные связи, гидрофобные взаимодействия. Часть 2. Водородные связи. Роль молекул воды для функционирования биологических молекул. Лекция № 3. Часть 1. Аминокислоты, классификация аминокислот. Часть 2. Белки - первичная структура; вторичная структура белка; третичная структура белка; четвертичная структура белка. Фолдинг молекулы белка. Часть 3. Фолдинг и денатурация белка. Лекция № 4. Часть 1. Нуклеиновые кислоты, структура и функции 1. Часть 2. Нуклеиновые кислоты, структура и функции 2. Лекция № 5. Сахара, углеводы, структура и функции. Лекция № 6. Часть 1. Биофизические механизмы ферментативного катализа. Часть 2. Электронно-конформационные взаимодействия молекул белка при ферментативном катализе. Часть 3. Стабилизация ферментами переходного состояния химических реакций. Первичные механизмы ферментативных реакций. Часть 4. Кинетика ферментативных реакций; регуляция ферментативной активности (температура, рН). Часть 5. Регуляция ферментативных реакций. Лекция № 7. Часть 1. Биофизика трансформации энергии: митохондрии и хлоропласты. Клеточное дыхание. Часть 2. Митохондрии. Часть 3. Биофизика трансформации энергии: митохондрии и хлоропласты. Клеточное дыхание. Часть 4. Фотосинтез; фотосистемы и компоненты цепи переноса электронов в митохондрии. Раздел 2. Биофизика клетки. Лекция № 8.  Потенциал покоя и потенциал действия в клетках. Мембрана. Состав и свойства. Методы исследования мембран. Лекция № 9. Биофизика транспорта ионов. Электро-химическим потенциал. Пассивный и активный транспорт ионов; Возбудимые и не возбудимые мембраны. Распространение возбуждения в клетках. Лекция № 10. Часть 1. Биоэлектрические потенциалы. Уравнение Нернста и уравнение постоянного поля Гольдмана-Ходжкина-Катца. Пассивные свойства мембраны. Часть 2. Потенциал покоя и потенциал действия в клетках. Раздел 3. Биофизика сложных систем. Лекция № 11. Часть 1. Молекулярные механизмы сокращения мышцы. Часть 2. Строение и свойства актина и миозина. Механизмы регуляции мышечного сокращения. Миозиновый и актиновый механизм регуляции мышечного сокращения Часть 3. Электромеханическое сопряжение в мышцах. Механика мышечного сокращения. Лекция № 12. Часть 1. Биофизика рецепции. Передача сигнала в фоторецепторных клетках. Часть 2. Биофизика транспорта макромолекул. Свободнорадикальные процессы. Часть 3. Воздействие электромагнитных излучений. Действие радиации 1. Часть 4. Воздействие электромагнитных излучений. Действие радиации 2.