Biofisika

Definisi Biofisika

Biofisika secara sederhana adalah cabang ilmu yang menggunakan metode fisika untuk mempelajari proses biologis. Fisika menggunakan hukum matematika untuk menjelaskan dunia alami, dan itu dapat diterapkan pada organisme dan sistem biologis untuk mendapatkan wawasan tentang cara kerja mereka.

Penelitian di bidang biofisika telah membantu mencegah dan mengobati penyakit, memajukan pengembangan obat, dan menciptakan teknologi untuk memungkinkan manusia hidup lebih berkelanjutan dan melindungi lingkungan yang berubah.

Sejarah Biofisika

Biofisika secara sederhana adalah cabang ilmu yang relatif muda; itu muncul sebagai subbidang yang pasti di awal hingga pertengahan abad ke-20. Namun, dasar untuk studi biofisika telah ditetapkan jauh lebih awal, pada abad ke-19, oleh sekelompok ahli fisiologi di Berlin.

Sekolah fisiologi Berlin termasuk Hermann von Helmholtz, Emil DuBois-Reymond, Ernst von Brücke, dan Carl Ludwig. Pada tahun 1856, Adolf Fick, salah satu murid Ludwig, bahkan menerbitkan buku teks biofisika pertama. Tetapi teknologi dalam fisika saat ini belum cukup maju untuk mempelajari bentuk kehidupan secara mendetail, seperti pada tingkat molekuler.

Pada paruh pertama abad ke-20, ilmuwan Jerman mendominasi biofisika. Mereka mempelajari medan elektromagnetik dan cahaya, dan mereka terutama mempelajari efek radiasi pada makhluk hidup.

Popularitas biofisika meningkat ketika fisikawan Austria Erwin Schrödinger menerbitkan buku What is Life?pada tahun 1944. Buku ini didasarkan pada serangkaian kuliah umum yang diberikan Schrödinger tentang menjelaskan proses makhluk hidup melalui fisika dan kimia.

Di dalamnya, ia mengajukan gagasan bahwa ada molekul dalam makhluk hidup yang mengandung informasi genetik dalam ikatan kovalen. Ini menginspirasi para ilmuwan seperti James Watson dan Francis Crick untuk mencari dan mengkarakterisasi molekul genetik, dan dengan bantuan penelitian kristalografi sinar-x Rosalind Franklin, mereka menemukan struktur heliks ganda DNA pada tahun 1953.

Pada pertengahan abad ke-20, program biofisika telah bermunculan dan mendapatkan popularitas di negara lain, dan dari tahun 1950-1970, penelitian biofisika terjadi pada tingkat yang lebih cepat daripada sebelumnya.

Selain penemuan DNA dan strukturnya, teknik biofisika juga digunakan untuk membuat vaksin, mengembangkan teknik pencitraan seperti MRI dan CAT scan untuk membantu dokter mendiagnosis penyakit, dan menciptakan metode pengobatan baru seperti dialisis, terapi radiasi, dan alat pacu jantung.

Saat ini, biofisika juga mulai fokus pada isu-isu yang berkaitan dengan perubahan iklim bumi. Sebagai contoh, beberapa ahli biofisika sedang mengembangkan biofuel dari mikroorganisme hidup yang dapat menggantikan bensin sebagai bahan bakar.

Bidang Biofisika

Biofisika dimasukkan ke dalam berbagai bidang biologi. Beberapa topik penelitian di bidang biofisika atau melibatkan biofisika antara lain:

  • Biofisika membran: studi tentang struktur dan fungsi membran sel, termasuk saluran ion, protein, dan reseptor yang tertanam di dalamnya.
  • Biofisika komputasi / teoretis: menggunakan pemodelan matematika untuk mempelajari sistem biologis.
  • Rekayasa protein: membuat dan memodifikasi protein untuk memajukan biologi sintetik. Sering digunakan untuk memajukan kesehatan manusia dalam bentuk pengobatan penyakit baru.
  • Struktur molekul: biofisika mempelajari struktur molekul molekul biologis termasuk protein, asam nukleat, dan lipid.
  • Mekanisme: menggunakan mekanisme fisik untuk menjelaskan terjadinya proses biologis. Beberapa mekanisme fisik termasuk transduksi energi dalam membran, pelipatan protein dan struktur yang mengarah ke fungsi tertentu, pergerakan sel, dan perilaku listrik sel.

Lab Biofisika
Di sini, seorang ahli biofisika di laboratorium Food and Drug Administration AS sedang mempelajari aktivitas listrik jantung yang terkait dengan penggunaan alat pacu jantung dan defibrilator.

Jurusan Biofisika

Beberapa universitas menawarkan gelar Bachelor of Arts atau Bachelor of Science di bidang Biofisika, sementara yang lain hanya menawarkan gelar Biofisika di tingkat pascasarjana (yaitu, gelar master dan/atau doktor).

Gelar biofisika sangat terfokus pada kursus fisika dan biofisika, dan biasanya mereka yang mengambil jurusan biofisika diminta untuk mengambil banyak kelas matematika dan kimia juga. Pada tingkat sarjana, seseorang dapat mengambil mata kuliah umum dan kimia organik, kalkulus, mekanika, aljabar linier, dan biokimia.

Kursus lain yang mungkin termasuk biologi sel, genetika, biologi molekuler, statistik, dan biologi komputasi, antara lain. Komponen penting lainnya dari banyak gelar biofisika secara sederhana adalah penelitian; beberapa program memerlukan penelitian di laboratorium yang harus dilakukan untuk jumlah semester tertentu, berpuncak pada proyek penelitian senior.

Kursus khusus yang ditawarkan dalam program utama biofisika dapat bervariasi dari universitas ke universitas, tetapi jurusan biofisika akan cukup mempersiapkan siswa untuk memulai karir mereka dalam penelitian biofisika.

Jika seorang siswa tertarik pada biofisika tetapi sekolah mereka tidak menawarkan gelar biofisika, seringkali ada program serupa yang ditemukan di jurusan lain yang mencakup banyak program yang sama. Mengambil jurusan fisika secara sederhana adalah pilihan bagus lainnya, dan seseorang dapat mempertimbangkan untuk menambahkan jurusan atau minor lain dalam biokimia, kimia, atau biologi tergantung pada minat penelitian dan program yang ditawarkan.

Karir Biofisika

Pilihan karir yang paling umum untuk ahli biofisika termasuk penelitian, pengajaran, atau kombinasi keduanya. Gelar master umumnya diperlukan untuk menjadi guru biofisika, manajer lab atau rekan penelitian, sedangkan gelar PhD diperlukan untuk menjadi peneliti utama laboratorium penelitian.

Peneliti utama merancang eksperimen dan mengawasi semua penelitian yang dilakukan di laboratorium, sementara manajer laboratorium dan rekan penelitian memiliki peran yang lebih mendukung dan membantu peneliti utama dalam melaksanakan penelitian mereka.

Mereka yang memiliki gelar sarjana dapat memperoleh posisi sebagai teknisi penelitian, yang juga penting di laboratorium. Teknisi penelitian melakukan banyak percobaan ilmiah, memberikan waktu bagi peneliti utama untuk menulis makalah ilmiah, proposal penelitian, dan hibah.

Referensi

  • na (n). “Mekanisme Biofisik.” Masyarakat Biofisik. Diperoleh 2017-07-03 dari http://www.biophysics.org/Education/SelectedTopicsInBiophysics/BiophysicalMechanisms/tabid/2312/Default.aspx.
  • na (n). “Karier di Biofisika: Pilihan Pekerjaan dan Persyaratan Pendidikan.” Studi.com. Diperoleh 2017-07-04 dari http://study.com/articles/Careers_in_Biophysics_Job_Options_and_Education_Requirements.html.
  • na (n). “Area penelitian.” Universitas California, San Fransisco. Diperoleh 2017-07-04 dari https://biophysics.ucsf.edu/degree-program/research-areas.
  • na (n). “Apa itu Biofisika?” Masyarakat Biofisik. Diperoleh 2017-07-02 dari http://www.biophysics.org/Education/WhatisBiophysics/tabid/2287/Default.aspx.
  • Bischof, Marco (1995). “Beberapa Catatan tentang Sejarah Biofisika (dan Masa Depannya).” Perkembangan Biofisika Saat Ini (CL Zhang et al., Eds.), Hangzhou University Press: Hangzhou, Cina. ISBN: 9787810359030.

Related Posts