კვანტური ბიოლოგია

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
Jump to navigation Jump to search

კვანტური ბიოლოგია სამეცნიერო დისციპლინების ინტეგრირებული დარგია და მისი ამოცანაა კვანტური მექანიკისა და თეორიული ქიმიის გამოყენება ბიოლოგიური ობიექტების მუშაობის მექანიზმების შესწავლისთვის. მრავალი ბიოლოგიური პროცესი მოიცავს ენერგიის კვანტური მექანიკის ბუნების გარდაქმნებს ქიმიური ტრანსფორმაციებისათვის გამოყენებად ფორმებში. ასეთი პროცესებია: ქიმიური რექაციები, სინათლის შთანთქმა, შეშფოთებული ელექტრონის მდგომარეობის ფორმირება, ენერგიის გადაცემა, ელექტრონებისა და პროტონების (წყალბადის იონების) გადაცემა ისეთ ქიმიურ პროცესებში როგორებიცაა ფოტოსინთეზი, ყნოსვა და უჯრედული სუნთქვა [1]. კვანტურ ბიოლოგიაში გამოიყენება გამოთვლები კვანტური მექანიკის ეფექტების გათვალისწინებით ბიოლოგიური ურთიერთქმედებების მოდელირებისათვის [2]. კვანტური ბიოლოგიის ამოცანაა რთული ბიოლოგიური პროცესების ახსნა მათი დაყვანით ფუნდამენტურ ფიზიკამდე, რაც მოიცავს მთელ რიგ სირთულეებს კვლევაში და ამიტომ შესაძლოა იყოს სპეკულაციური [3]. ამ დარგის შესწავლა არ გულისხმობს ფიზიკის ახალი პრინციპების აღმოჩენას.

კვანტური ბიოლოგია მეცნიერების ახალი დარგია, კვლევების უმეტესობა თეორიულია და კითხვებზე პასუხის გასაცემად საჭიროებს შემდგომ ექსპერიმენტებს. მიუხედავად იმისა რომ ამ დარგის მიმართ ფართო ინტერესი მხოლოდ ახლახანს გაჩნდა, მან მნიშვნელოვანი კონცეპტულაიზაცია განიცადა მე-20 საუკუნეში ფიზიკოსების მიერ. კვანტური ფიზიკის პიონერებმა თავიდანვე გაამახვილეს ყურადღება ბიოლოგიაში კვანტური მექანიკის გამოყენების შესაძლებლობაზე. ერვინ შრედინგერმა თავის წიგნში: „რა არის სიცოცხლე?“ განიხილა კვანტური მექანიკის პერსპექტივები ბიოლოგიაში [4]. შრედინგერმა შემოიტანა „აპერიოდული კრისტალის“ იდეა, რომელიც შეიცავდა გენეტიკურ ინფორმაციას კოვალენტური ქიმიური ბმების კონფიგურაციაში. მან ასევე გამოთქვა ვარაუდი, რომ მუტაციები გამოწვეულია „კვანტური ნახტომებით“. სხვა პიონერებმა, როგორებიც იყვნენ: ნილს ბორი, პასკუალ იორდანი და მაქს დელბრუკი კომპლემენტარულობის კვანტურ იდეას განიხილავდნენ როგორც სიცოცხლის შემსწავლელი მეცნიერებების ფუნდამენტს [5]. 1963 წელს პერ-ულოვ ლუვდინმა გამოაქვეყნა სტატია: „პროტონების ტუნელირება როგორც დნმ-ს მუტაციის სხვა მექანიზმი“. თავის ნაშრომში, მან განაცხადა ახალი დისციპლინის „კვანტური ბიოლოგიის“ შესახებ [6].  

სქოლიო[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. Quantum Biology. University of Illinois at Urbana-Champaign, Theoretical and Computational Biophysics Group.
  2. Quantum Biology: Powerful Computer Models Reveal Key Biological MechanismScience Daily Retrieved Oct 14, 2007
  3. Al-Khalili, Jim, How quantum biology might explain life's biggest questions, retrieved 2018-12-07
  4. Margulis, Lynn; Sagan, Dorion (1995). What Is Life?. Berkeley: University of California Press. p. 1.
  5. Joaquim, Leyla; Freira, Olival; El-Hani, Charbel (September 2015). "Quantum Explorers: Bohr, Jordan, and Delbruck Venturing into Biology". Physics in Perspective. 17 (3): 236–250. Bibcode:2015PhP....17..236J. doi:10.1007/s00016-015-0167-7.
  6. Lowdin, P.O. (1965) Quantum genetics and the aperiodic solid. Some aspects on the Biological problems of heredity, mutations, aging and tumours in view of the quantum theory of the DNA molecule. Advances in Quantum Chemistry. Volume 2. pp. 213-360. Academic Press