|
Геном – совокупность всех генов, транскриптом – совокуп- ность всех молекул РНК, которые синтезируются в клетке/ткани/ор- ганизме, протеом – совокупность всех синтезированных белков в клетке/ткани/организме.
Основным методом системной биологии является математиче- ское моделирование свойств динамических биологических систем; например, построение моделей клеточного сигналинга. Основная идея этого подхода заключается в создании модели с использова- нием логических операторов (AND, OR, NOT), которая будет пред- сказывать поведение клетки при воздействии на какие-либо компо- ненты сигнальной сети, например при использовании потенциаль- ного лекарственного препарата. Логическое моделирование клеточ- ного сигналинга наглядно демонстрирует отличия в сигнальных пу- тях между здоровой и злокачественной клеткой. В перспективе это может облегчить исследователям задачу по поиску новых мишеней для таргетной терапии рака, избавив их от рутинной работы в лабо- раториях при скрининге десятков потенциальных молекул-кандида- тов. Кроме того, логическое моделирование может изменить наше представление о медицине, а именно, сделать возможным индиви- дуальный подход при установлении причин заболевания, прогнози- ровании его течения и подборе лекарственных препаратов [21].
Биоинформатика, геномика и протеомика – это науки о жизни, определяющие начало XXI в., так же как молекулярная биология, иммунология и биотехнология определяли конец XX в.
В триаде «геномика – протеомика – биоинформатика» по сути заложены все новые подходы к созданию принципиально новой ме- дицины будущего: новые методы диагностики, новые лекарства, так как биоинформатика – путь от гена к лекарству через структуру мак- ромолекулы.
БИОФИЗИКА И ЭКОЛОГИЯ
Состояние окружающей среды влияет на качество и продолжи- тельность жизни человека. Научно-технический прогресс позволил сделать жизнь человека более комфортной. Однако научно-техниче- ский прогресс приводит к все более интенсивному потреблению природных ресурсов. Вмешательство человечества происходит на всех уровнях организации окружающей природы. Научно-техниче- ский прогресс и жизнедеятельность человека имеют и отрицатель- ную сторону. Нерациональная деятельность может приводить к со- кращению и исчезновению популяций отдельных видов растений и животных, разрушению и исчезновению уникальных природных комплексов, необратимым изменениям в структурах географиче- ских сфер. На сегодняшний день экологические проблемы являются очевидными и требуют своего решения.
В связи с вышесказанным активно развивается экологическое направление в биофизике. Экологическая биофизика нацелена на изучение устойчивости экосистем, влияния различных факторов (например, температура, свет и др.) на организмы, их жизнеспособ- ность и устойчивость при действии загрязняющих веществ [22]. К задачам биофизики в экологии относят:
изучение физико-химических механизмов адаптации и устойчи- вости организмов в экстремальных условиях среды;
изучение физико-химических механизмов взаимодействия орга- низма со средой на уровне макромолекул и макромолекулярных комплексов;
изучение строения и функционирования мембранных структур, субклеточных частиц, а также клеточных ансамблей, популяций и их сообществ;
изучение закономерностей развития надорганизменных биологи- ческих систем: популяций, трофических звеньев и биогеоценозов различной степени сложности, вплоть до биосферы.
Практической задачей биофизики в экологии является развитие методов для мониторинга и оценки состояния экосистем.
Решение этих задач необходимо для понимания: функционирова- ния экосистемы как единого целого, циркуляции энергии и вещества в экосистеме и формирования концепции устойчивого развития био- сферы [1].
Исследования проводятся как в лабораторных условиях, так и в условиях реальных природных объектов. Для проведения исследо- ваний на природных объектах ведется активная работа по созданию методов экспресс-диагностики и необходимой для этого приборной базы.
В современных условиях большое значение приобретает эколо- гический мониторинг, позволяющий прогнозировать поведение эко- логической системы после воздействия какого-либо фактора и пред- сказать пути ее развития. При проведении экологического монито- ринга важно получать экспресс-информацию задолго до того, как воздействие вредных факторов проявится в явных признаках. Внеш- нее воздействие на клетку проявляется в изменении ее метаболизма, которое можно регистрировать различными методами (рис. 8.1). Применяются методы, дающие аналитический результат непосред- ственно на живой клетке. Например, используются такие физиче- ские воздействия, как ультразвук, высокочастотные электромагнит- ные волны, свет, лазерное излучение и т. д.
Рис. 8.1. Методы экологического мониторинга
Do'stlaringiz bilan baham: |
