La biofísica es un puente entre biología y física

La biología estudia la vida en su variedad y complejidad, describe cómo los organismos se alimentan, comunican, sensan su entorno y se reproducen. Paralelamente, la física busca desentrañar las leyes matemáticas del comportamiento de la naturaleza y hace predicciones detalladas de las fuerzas que gobiernan sistemas ideales. El desafío de la biofísica es cubrir la brecha entre la simplicidad de la física y la complejidad de la vida. Para ello la biofísica busca patrones en lso sistemas vivos y los analiza con la poderosa ayuda de herramientas matemáticas y físicoquímicas.

Qué estudian los biofísicos

La biofísica estudia la vida en todos sus niveles, desde los átomos y moleculas hasta las células, organismoa y ambiente. A medida que progresa la física y la biología, los biofísicos encuentran nuevas áreas para explorar y aplicar su experiencia, crear nuevas herramientas y sobre todo aprender. El objetivo siempre es el mismo: saber en profundidad cómo funcionan los sistemas biológicos. Algunas de las prreguntas que se hacen los biofísicos son:

  • ¿Cómo funcionan las proteínas? Lo que llamamos vida es el conjunto de una infinidad de procesos fisicoquímicos. En casi todos ellos participan las proteínas, grandes moléculas que se comportan como máquinas que llevan a cabo dichos procesos. La biofísica busca conocer la estructura molecular de las proteínas y cómo funcionan estas máquinas a nivel atómico.
  • ¿Qué función cumplen las membranas biológicas? Las células se encuentran divididas en compartimentos gracias a la existencias de membranas biológicas compuestas por lípidos. Lejos de ser simples paredes, estas membranas son fluidos que cumplen con numerosas funciones biológicas, para lo cual deben adaptar su composición y diversidad. Además, las biomembranas sirven de sitio de almacenamiento de una infinidad de moléculas pequeñas y de anclaje de proteínas. Los biofísicos buscan dilucidad las leyes fisicoquímicas que rigen el comportamiento de estos sistemas tan dinámicos.

Concepciones sobre la biofísica

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 genéticafisiología 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.