Biyofizik; biyolojik sistemlerin nasıl çalıştığını anlamak için fizik teorilerini ve yöntemlerini uygulayan bir alandır.

Biyofizik yaşam moleküllerinin nasıl oluştuğunun, bir hücrenin farklı bölümlerinin nasıl hareket ettiğinin ve nasıl işlediğinin ve de bedenlerimizdeki karmaşık sistemlerin (beyin, dolaşım, bağışıklık sistemi ve diğerleri) nasıl çalıştığını anlamak için kritik öneme sahiptir. Ayrıca matematik, kimya, fizik, mühendislik, farmakoloji ve malzeme bilimleri gibi birçok alandan bilim insanlarının biyolojinin nasıl çalıştığını anlamak için yeni araçları keşfetmek ve geliştirmek için kullandıkları canlı bir bilimsel alandır.

Biyofizik: Bilimlerarası köprüdür!

Fizikçiler doğada neler olduğunu açıklamak için matematik kullanırlar. Yaşam bilimleri, biyolojik sistemlerin nasıl çalıştığını anlamak ister. Bu sistemler, çok karmaşık molekülleri, hücreleri, organizmaları ve ekosistemleri içerir. 21. yüzyılda yapılan biyolojik araştırmalar, büyük miktarlarda veri üreten deneyleri içermektedir. Biyologlar bu verileri nasıl anlamaya başlayabilirler veya bu sistemlerin çalışma şeklini nasıl tahmin edebilirler? İşte biyofizikçilerin geldiği yer burasıdır. Biyofizikçiler fizik, matematik ve kimya alanlarındaki nicel bilimler konusunda eğitilmektedir ve sinir hücrelerinin nasıl iletişim kurdukları, bitki hücrelerinin ışığı nasıl yakaladığı ve onu nasıl dönüştürdüğü kadar geniş bir dizi konuyla başa çıkabilirler. Sağlıklı hücrelerin DNA’sındaki değişikliklerin kanser hücrelerine ve diğer birçok biyolojik problemlere dönüşmesini nasıl tetikleyebildiğine yine biyofizik camiası araştırmalarıyla katkı sağlar.

– Biyofizikçiler Ne Yapar?

Biyofizikçiler hastalığın üstesinden gelmek, küresel açlığı ortadan kaldırmak, yenilenebilir enerji kaynakları üretmek, en son teknolojileri tasarlamak ve sayısız bilimsel gizemi çözmek için yöntemler geliştirmeye çalışırlar. Kısacası, biyofizikçiler, yaşlılık problemlerini çözmenin yanı sıra geleceğin sorunlarının ön saflarında da yer almaktadır.

– Veri Analizi ve Yapısı

DNA’nın yapısı, 1953’te biyofizik kullanılarak çözüldü ve bu keşif DNA’nın yaşam için ne olduğunu göstermek için çok önemliydi. Şimdi DNA dizilerini binlerce insandan ve tüm canlı organizma çeşitlerinden okuyabiliyoruz. Bu büyük miktardaki verilerin analizi için biyofiziksel teknikler gereklidir.

– Bilgisayar Modelleme

Biyofizikçiler, proteinlerin, virüslerin ve diğer karmaşık moleküllerin şekillerini ve yapılarını, yeni ilaç hedeflerini geliştirmek için gerekli olan önemli bilgileri anlamak için bilgisayar modelleme metotları uygular. Ayrıca, proteinlerin nasıl mutasyona uğradığını ve tümörlerin büyümesine nasıl sebep olduğunu anlamaları için bilgisayar modelleme yöntemlerini geliştirir ve kullanır.

– Hareket halindeki moleküller

Biyofizikçiler, hormonların hücre etrafında nasıl hareket ettiklerini ve hücrelerin birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu inceler. Flüoresan etiketler kullanarak, biyofizikçiler hücrelerini bir mikroskop altında ateş gibi yakabilir hale getirebilir ve hücrenin gelişmiş iç geçiş sistemini öğrenebilirler.

– Nörobilim

Biyofizikçiler, beyin ve sinir sisteminin nasıl çalıştığını modellemek için sinirsel ağlar olarak adlandırılan bilgisayar modellerini oluşturmaktadırlar. Bu modeller, görsel ve işitsel bilgilerin nasıl işlendiğine dair yeni anlayışlara ışık tutmaktadır.

– Biyomühendislik, Nanoteknoloji, Biyomateryaller

Biyofizik, biyomekaniği anlamak ve bu bilgiyi protez uzuvların tasarımına daha iyi uygulamak için kritik öneme sahiptir.

– Görüntüleme

Biyofizikçiler, MRI’lar, BT taramaları ve PET taramaları dahil olmak üzere sofistike tanısal görüntüleme teknikleri geliştirdiler. Biyofizik, medikal görüntülemeyi geliştirmek ve vücudun iç işleyişi hakkında bize daha fazla şey öğretmek için daha güvenli, daha hızlı ve daha hassas bir teknolojinin geliştirilmesinde esas olmaya devam etmektedir.

– Tıbbi uygulamalar

Biyofizik; böbrek diyalizi, radyasyon terapisi, kalp defibrilatörleri, kalp pilleri ve yapay kalp kapakçıkları gibi birçok hayat kurtaran tedavinin ve cihazın geliştirilmesinde temel olmuştur.

– Ekosistemler

Çevresel biyofizik, stratosferden derin okyanus kanallarına kadar çevrenin tüm yönlerini ölçer ve modeller. Çevresel biyofizikçiler bu gezegenin her köşesinde yaşayan çeşitli mikrobiyal toplulukları araştırır, atmosferdeki kirleticileri izlerler ve algleri biyoyakıtlara dönüştürmenin yollarını bulurlar.

Biyofizikçiler Nerede Çalışır?

Biyofizikçiler; biyoloji, fizik, mühendislik ve diğer birçok alanda öğretmen ve araştırmacılardır. Üniversiteler, hastaneler, teknoloji girişimleri ve mühendislik şirketlerinde yeni teşhis testleri, ilaç dağıtım sistemleri veya potansiyel biyoyakıtlar geliştirmektedirler. Biyofizikçiler, yeni bir grip suşunun neden bağışıklık sisteminden kurtulduğunu öğrenmek için bilgisayar modelleri geliştirir veya nasıl çalıştıklarını daha iyi anlamak için yeni protein yapılarının 3D modellerini oluştururlar.

Özetle, biyofizik eğitimi almış olanlar sınırsız kariyer imkânlarına sahiptir.