जीवभौतिकी (Biophysics)

जीवविज्ञानाची एक शाखा. भौतिकीतील नियम आणि सिद्धांतांच्या आधारे जैविक प्रणालींचा अभ्यास जीवभौतिकी या शाखेत केला जातो. रेणवीय पातळीपासून पूर्ण सजीव आणि परिसंस्था अशा सर्व पातळींवरील जैविक संघटनांचा अभ्यास या शाखेत होतो. जैविक प्रक्रियांचा अभ्यास करण्यासाठी भौतिकीय उपकरणांचा वापर आणि सिद्धांत व नियम यांची जोड दिल्यास जैविक प्रक्रिया किंवा घटना स्पष्ट होतात. इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, क्ष-किरण विवर्तन यंत्र, चुंबकीय अनुस्पंद वर्णपट लेखन यंत्र, विद्युत संचारण यंत्र अशा विविध उपकरणांचा उपयोग या शाखेत करतात. तसेच प्रथिने, न्यूक्लिइक आम्ले, विषाणूंची रचना, पेशींची संरचना इत्यादींचा अभ्यास करण्यासाठी जीवभौतिकी तज्ज्ञ अशी उपकरणे वापरतात.

रेणवीय संघटन आणि त्याला अनुसरून घडून येणारे जैविक कार्य यांच्यातील संबंध शोधणे, हा जीवभौतिकी शाखेचा मुख्य उद्देश आहे. उदा., प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत वनस्पती अन्ननिर्मिती करतात. या प्रक्रियेत सौर ऊर्जेचे रूपांतर पानांदवारे रासायनिक ऊर्जेत केले जाते. ही रूपांतरण प्रक्रिया नेमकी कोणत्या ठिकाणी घडून येते ते शोधण्यासाठी जीवभौतिकीतज्ज्ञ क्ष-किरण विवर्तन उपकरणांचा वापर करतात. तसेच वर्णपटलेखन तंत्राच्या मदतीने, जे बदल प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत घडून येतात, त्याचे विवरण वर्णपटातून प्राप्त करतात. अशा सूक्ष्म नोंदीमुळे अन्ननिर्मिती प्रक्रियेची सविस्तर माहिती उपलब्ध होते. स्वतंत्र चेतापेशी कसे कार्य करते आणि ती मेंदूपर्यंत कसे संदेश वाहून नेते, याचाही अभ्यास जीवभौतिकी शाखेत होतो.

प्रत्येक सजीवातील मूलभूत कार्यात्मक एकक पेशी आहे. या पेशीला पेशीपटल असते. हे पेशीपटल भोवतालच्या पर्यावरणातून पेशीद्रव्यात आवश्यक ते घटक आत घेण्याची प्रक्रिया नियंत्रित करते. तसेच त्या पेशीतून नको असलेले पदार्थ बाहेर टाकण्याचे कार्य पेशीपटलामार्फत होते. ही प्रक्रियाही जीवभौतिकी तज्ज्ञांनी अभ्यासली आहे. तिचे स्वरूप स्पष्ट करून घेण्यासाठी त्यांनी पेशींतील परासरण दाब व अभिसरण यांचा अभ्यास करण्यासाठी विविध उपकरणे तयार केली आहेत.

जीवभौतिकी तज्ज्ञांनी ऊष्मागतिकी व पेशी गतिमानता यांचा वापर करून स्नायूंचा अभ्यास रेणवीवय स्तरावर केल्यामुळे स्नायूंचे आकुंचन नेमके कसे आणि का होते, हे समजले आहे. त्यातून स्नायू अधिक बळकट कसे करावेत किंवा स्नायू क्षीण का होतात यासंबंधी माहिती मिळाली आहे. प्रथिन व डीएनए यांच्या रेणवीय अभ्यासामुळे प्रथिन आणि डीएनए यांच्या संरचना माहीत झाल्या. त्यासाठी क्ष-किरण विवर्तन यंत्राचा वापर तज्ज्ञांनी केला. थोडक्यात जीवभौतिकी शाखेत मानवी शरीरातील निरनिराळ्या जैविक प्रक्रियांचा अभ्यास भौतिकीच्या आधारे आणि भौतिकीय उपकरणांदवारे केला जातो. त्यामुळे मानवी शरीरातील गुंतागुंतीच्या प्रक्रिया समजण्यास मदत होत आहे.