670 likes | 1.02k Views
Legatura de hidrogen. http://www.northland.cc.mn.us/biology/Biology1111/animations/hydrogenbonds.html. Structuri biologice: aspecte generale. Organizarea mcroscopica sau microscopica vizibila a unui organism. Pentru biolog:. Exemple. Structura scheletului.
E N D
http://www.northland.cc.mn.us/biology/Biology1111/animations/hydrogenbonds.htmlhttp://www.northland.cc.mn.us/biology/Biology1111/animations/hydrogenbonds.html
Structuri biologice: aspecte generale Organizarea mcroscopica sau microscopica vizibila a unui organism Pentru biolog:
Structura scheletului www.enchantedlearning.com/.../skelcolor.GIF
Structura celulei http://www.cellsalive.com/
Structura mitocondriei http://micro.magnet.fsu.edu/cells/mitochondria/images/mitochondriafigure1.jpg
In biofizica • Termenul de structura are o definitie mai larga
Se aplica si la: • Structura atomilor http://molaire1.club.fr/e_atomequan1.gif
Matematica • Sistem: agregat de elemente cu o anumita interelatie dintre ele • Structura sistemului: totalitatea interelatiilor
In biofizica DINAMICE Sisteme Realtiile dintre elemente INTERACTIUNI
Retele metabolice Elementele sistemului: metabolitii Interactiunile: reactiile metabolice
Ecosistem Interactiune dintre indivizii populatiei
Macromolecule biologiceca sisteme • Exista patru nivele de organizare
Structura primara Secventa liniara a monomerilor elementelor) dintr-un lant monomer liniar (sistem)
Structura secundarapozitionarea in spatiu a monomerilor (elementelor) intr-o parte a moleculei (sistemului) unul relativ la celalalt
Structura tertiara – pozitionarea in spatiu a regiunilor omogene de structuri secundare (elemente) dintr-o molecula (sistem
Structura cuaternara http://pqs.ebi.ac.uk/ – pozitionarea in spatiu a macromoleculelor (elemente) intr-un complex supramolecular (sistem).
Structuri periodice (cristale) Structuri neperiodice (structuri biologice) “cristale aperiodice”: structura inalt organizata de elemente care nu se repeata periodic
Procesele de formare a structrilor biologice (dezvolare a vietii, reproducere, …) Entropia SCADE
PARE sa fie in contradictie cu principiul al doilea al termodinamicii Procese spontane din sisteme IZOLATE se produc cu o crestere a entropiei In sisteme IZOLATE entropia atinge maximul
Nici un sistem biologic (chiar ecosistem!) incluzind si mediul NU poate fi considerat izolat
Pamintul NU este un sistem izolat Primeste energie de la Soare Emite (iradiaza) energie
Flux permanent de energie (substanta) Sistemele biologice sunt sisteme dinamice la nechilibru
Structuri la echilibru: • Cristale de sare obtinute prin evaporarea apei • Structuri la neechilibru (disipative)
Autoasambalarea (autooraganizarea) • Plierea spontana a proteinelor • Aranjarea in structuri supramoleculare (complexe enzimatice)
Entropie • Masura a dezordinii (lipsei de ordine) • Masura a ordinii • Un sistem cu maxim de dezordine maximul de entropie
Entropia este un parametru extensiv Entropiile S1 si S2 a doua subsisteme se pot suma S=S1+S2
Relatia distributia arbitrara si organizarea (ordine) • Auto-organizarea si stabilitatea structurilor
Entropia: • Gradul de dezordine
Model simplu: 4:0 3:1 2:2
Care este probabilitatea de realizare a unei distributii (4:0,3:1, …)?? Probabilitate termodinamica
Numarul de posibilitati prin care se realizeaza o anumita situatie este proportiala cu … Probabilitatea termodinamica Entropia S=f(W)
Probabilitati (AND) • Pentru doua situatii care se realizeaza cu probabiltatile W1 si W2 Care este probabilitatea de realizare a situatiei combinate (1 AND 2)? • W= W1. W2
S=f(W)=S1+S2 f(W1)+f(W2) = f(W1.W2) Ce functie matematica indeplineste aceasta proprietatea? ln A + ln B = ln (A.B)
Entropia este proportionala cu W S= k ln W Ecuatia lui Boltzmann a entropiei
K este constanta lui Boltzmann • K = 1,380658 10-23 J/K = 8,6174 . 10-5 eV/K
De la bile la molecule Energii
n molecule • n1 energia W1 • n2 energia W2 • .……. • nm energia Wm
Legatura dintre informatie si entropie Informatiavaloroasa Este primavara Este frumos afara probabilitate de realizare Ploua Ninge scazuta
Moneda, carti de joc, … De ghicit o fata a monedei decat o carte de joc Este mai usor ????
Definirea probabilitatii in matematica: P= (numarul de cazuri favorabile)/ (numarul de cazuri posibile)