022 7

BUDOWA MATERII

Rozdział 1

HIERARCHICZNOŚĆ BUDOWY ŻYWYCH ORGANIZMÓW

Feliks Jamszyk

Żywy organizm, w znaczeniu biofizycznym. stanowi hierarchiczny układ dynamiczny. ponieważ składa się z pewnych części o różnej strukturze i poziomie organizacji. Jeżeli traktujemy żywy organizm jako całościowy układ biologiczny, wówczas jego części będą stanowiły tzw. podukłady biologiczne. Budowa ich jest bardzo skomplikowana. Początek tej hierarchicznej struktury organizmu żywego stanowią podukłady na poziomie atomowym, a następnie molekularnym Struktury makrocząsteczek, tkanek i narządów stanowią kolejne poziomy organizacji podukładów w hierarchicznej budowie żywych organizmów.

Metody fizyczne lub biofi/yczne. stosowane do badania struktur, dynamiki lub funkcji podukładów. zależą przede wszystkim od liczby molekuł znajdujących się w rozważanym podukładzie. Powyższe stwierdzenie odnosi się zarówno do modelowych opisów teoretycznych, jak również do stosowanych technik doświadczalnych. W przy padku podukładów zawierających duże ilości cząsteczek stosuje się najczęściej metody biotermodynamicznc. których cechą charakterystyczną jest opis fenomenologiczny. Więcej informacji na ten temat przedstawiono w rozdziale pt.: ..BioCcrmodynamika”

Podukłady biologiczne stanowiące żywy organizm zbudowane są z molekuł różniących się wielkością, kształtem i masą cząsteczkową Z kolei makrocząsteczki, będące podstawowym elementem strukturalnym biopolimerów, zbudowane są ze zbiorów molekuł o niższym w stosunku do makrocząsteczek poziomie organizacji

Pomiędzy różnymi molekułami, makrocząsteczkami, tworzącymi w konsekwencji dany podukład biologiczny, występują różnorodne oddziaływania fizyczne. Natura tych odd/iaływ ań jest elektromagnetyczna Struktury cząsteczkowe, makrocząsteczkowe podukładów biologicznych mogą mieć. pod względem elektrycznym, charakter jonowy, dipolowy lub nicpołamy. Możliwe są różne kombinacje oddziaływań powyższych struktur (takie jak jon-jon, dipol-dipol, jon-dipol itd.). W roz-

22