45
особенностями их жизнедеятельности. Важнейшее содержание биофизики
составляют: нахождение общих принципов
биологически значимых
взаимодействий на молекулярном уровне; раскрытие их природы в
соответствии с законами современной физики и химии; проблемы структуры
и динамики макромолекул; механизмы преобразования и переноса энергии;
проблемы
термодинамики;
математическое
и
кибернетическое
моделирование; вычислительная биология.
Основными задачами
радиобиологии
являются: выяснение механизмов
воздействия ионизирующих излучений на биосистемы,
молекулярных
механизмов радиационного поражения организмов, изучение причин
различной радиочувствительности организмов, изыскание средств защиты
организмов от излучений и путей их пострадиационного восстановления,
поиск новых путей использования ионизирующих излучений в медицине,
сельском хозяйстве, пищевой и микробиологической промышленности.
Области исследований:
теоретическая биофизика. Термодинамика и кинетика биологических
процессов.
Квантовомеханические
и
кинетические
аспекты
функционирования отдельных молекул. Проблемы трансформации энергии в
биосистемах. Моделирование биофизических процессов.
Математическая
биофизика. Математическое и информационное моделирование структур и
функций объектов биофизики;
молекулярная биофизика. Физические и физико-химические основы
организации и функционирования биологических молекул и биосистем.
Надмолекулярные и субмолекулярные системы. Структура и функции
белков. Принципы межбелковых взаимодействий. Моделирование структуры
белков и их комплексов. Биофизические аспекты макромолекулярных
комплексов.
Механизмы
взаимодействия
белков
с
лигандами.
Моделирование
комплексов
белков
с
лигандами.
Молекулярная
радиобиология;
биофизика клетки. Физико-химические свойства клетки и ее элементов.
Биофизические процессы в клетках. Механические, осмотические и
электрические явления в клетках. Биоэнергетика клетки. Межклеточные и
межмембранные взаимодействия. Механизмы адгезии клеток. Межклеточные
контакты. Механизмы регуляции их проницаемости.
Физические аспекты
клеточного гомеостаза и механизмы его регуляции. Действие ионизирующих
излучений и электромагнитных полей на клетки;
биологические мембраны. Принципы организации и структура
биологических мембран. Молекулярные механизмы взаимодействия белков и
липидов в мембранах. Механизмы транспорта веществ и ионов. Структура
ионных каналов, ионных насосов и транспортеров. Механизмы
функционирования и регуляции ионных каналов и транспортеров.
Модификация функций ионных каналов и мембран. Искусственные
фосфолипидные моно- и бислойные мембраны, липосомы, протеолипосомы
и мицеллярные системы. Регуляция процессов свободнорадикального
46
окисления в биологических мембранах. Механизмы действия ионизирующих
излучений на
биологические мембраны;
биофизика возбудимых мембран. Особенности организации возбудимых
мембран нервных и мышечных клеток. Принципы передачи сигналов в
возбудимых мембранах. Механизмы генерации и распространения нервного
импульса. Молекулярные механизмы сокращения мышц. Ионные механизмы
возбуждения. Структура ионных каналов и рецепторов возбудимых мембран.
Механизмы регуляции ионных каналов и рецепторов. Модификация функций
ионных каналов и рецепторов возбудимых мембран биологически активными
соединениями. Фармакология ионных каналов и рецепторов;
биоэнергетика. Механизмы преобразования энергии в биологических
системах. Сопрягающие мембраны бактерий, митохондрий и хлоропластов и
их участие в биоэнергетических процессах. Перенос протонов и электронов.
Сопряжение окисления и фосфорилирования. Макроэргические соединения.
Трансформации химической энергии макроэргов в механическую и
осмотическую работу. Энергетическая система хлоропластов. Особенности
энергетических ресурсов при аэробном типе энергетики. Молекулярные
механизмы энергообеспечения
биосинтетических реакций;
фотобиология. Механизмы фотофизических и фотохимических
процессов. Первичные процессы фоторецепции и фотосинтез. Фотопроцессы
в клетках, тканях и целых организмах. Молекулярные механизмы
фотосинтеза. Трансформация энергии поглощѐнных квантов света при
фотосинтезе.
Фотосенсибилизация.
Фотоника
и
люминесценция.
Биолюминесценция и сверхслабые свечения биологических объектов.
Прикладная фотохимия. Лечебное действие ультрафиолетового и лазерного
излучения;
радиационная биофизика. Механизмы действия ионизирующих
излучений на биологические системы. Молекулярно-клеточные и
биофизические механизмы лучевого поражения. Основы действия излучений
на клетки, мембраны и клеточные органеллы. Репарация лучевых
повреждений и клеточная гибель. Роль активных форм кислорода, продуктов
перекисного окисления и свободнорадикальных
продуктов в нарушениях
метаболических
процессов
в
биосистемах.
Проблема
радиациочувствительности
биологических
объектов.
Разработка
радиопротекторных средств и путей пострадиационного восстановления.
Использование ионизирующих излучений в медицине и сельском хозяйстве;
биофизика сложных систем. Молекулярное моделирование. Анализ и
моделирование субклеточных систем. Динамические системы в биологии,
экологии,
медицине.
Процессы
пространственно-временной
самоорганизации в биологии. Организация и функционирование нейронов и
нервных сетей. Биофизические механизмы сенсорной рецепции. Механизмы
хранения и передачи информации в биосистемах. Молекулярные механизмы
переработки информации в биосистемах. Основы молекулярных механизмов
памяти и интеллекта. Биофизика нанобиоструктур;
47
медицинская биофизика. Биофизические и молекулярные механизмы
возникновения и развития патологических процессов на мембранном,
клеточном и организменном уровнях. Биофизические аспекты ранней
диагностики заболеваний различных систем организма. Разработка и
внедрение в медицинскую практику биофизических подходов профилактики,
диагностики и лечения заболеваний.
Методы компенсаторного и
реконструктивного восстановления;
прикладная биофизика. Биомеханика. Биометрия. Биоинформатика.
Взаимодействие наноматериалов с биологическими молекулами и
системами. Нанобиомеханика. Использование биосенсоров и биочипов для
разработки высокочувствительных датчиков и зондов. Биофизика и
биотехнология живых систем. Биофизические аспекты управляемого
биосинтеза организмов различного уровня сложности.
Do'stlaringiz bilan baham: