Кафедра 1 «Радиационная физика, биофизика и экология»

БИОФИЗИКА

(для группы Т8-01а)

1-2 неделя

Термодинамика необратимых процессов. Динамическая упорядоченность. Физико-математические основы динамики нелинейных процессов. Фазовый портрет. Классификация особых точек стационарных состояний. Аттракторы. Бифуркации и теория катастроф. Информация и энтропия. Ценность информации.

3-4 недели

Синергетика. Диссипативные структуры и проблема биологической  самоорганизации. Устойчивость диссипативных структур. Кинетика образования диссипативных структур. Модель Тюринга и «брюсселятор». Стационарные диссипативные структуры.

5-7 недели

Элементы статистической физики макромолекул и флуктуационной теории фазовых переходов. Идеальная полимерная цепью Гибкость полимерной цепи. Одиночная макромолекула с объемными взаимодействиями. Конденсированное состояние длинной полимерной цепи. Фазовый переход клубок-глобула. Описание конденсации полимерной макромолекулы с объемными взаимодействиями. Метод самосогласованного поля. Конформационная энтропия. Теория Лифшица. Микрофазовое  расслоение.

Концепция скейлинга и понятие глоба. Группирование мономеров в субединицы. Скейлинговая теория коллапса одиночной цепи Де-Жена. Фрактальные свойства полимерных систем. Кинетика сворачивания гетерополимерной цепи.

8-10 недели

Физика ДНК и хромосом. Кольцевая замкнутая ДНК в растворе. Свободная энергия суперспирального состояния. Кинетика коллапса молекулы ДНК в плохом растворителе. Полимерные модели структуры хромосом. Кинетика конденсации хромосом в присутствии топоизомераз. Модель фантомной цепи. Эксперименталь­ные данные о структурной организации интерфазного ядра. Хромосомные «территории».

Физические  модели регуляции экспрессии генов. Концепция оперона. Динамическая структура нуклеосом. Физические механизмы обеспечения доступности регулярных белков к специфическим последовательностям ДНК в хроматине.

11-13 неделя

Биофизика клеточного цикла. Модели клеточного цикла. Стохастическая и детерминистическая модель регуляции G1-S перехода. Зависимость скорости роста от плотности клеток. Лиганд-рецепторные взаимодействия и кинетика клеточного цикла. Математическая модель движения клеток  по стадиям цикла с учетом распре­деления клеток по скоростям синтеза ДНК. Измерения распределения клеток по фазам клеточного  цикла методом проточной цитофлюориметрии. Учет клеточной гибели в кинетике пролиферации клеток.  Стохастическая теория роста клеточной популяции. Диффузионный механизм самоорганизации микротрубочек в  клеточном ядре. Динамика хромосом в клеточном цикле (хромосомный цикл).

14-15 неделя

Развитие, дифференцировка, канцерогенез. Термодинами­ческие и кинетические теории развития и дифференцировки. Физические механизмы стабиль­ного переключения генов в развитии. Распределение модели дифференцировки.

 Концепции канцерогенеза. Мутационная теория. Химический, вирусный, радиационный канцерогенез. Эпигенетические теории канцерогенеза. Канцерогенез как «задержанный» онтогенез.

Инициация канцерогенеза. Супрессорное действие нормальных клеток на раз­ви­тие неопластических клеток. Изменения в кинетике клеточного цикла на стадиях  неопластического роста. Роль повреждений ДНК в инициации канцерогенеза.

Неопластическая трансформация  in vitro. Изменения структурного состояния хроматина в процессе непластической трансформации. Генные и хромосомные изме­не­ния при канцерогенезе.

Пространственно-временные волны и диссипативные структуры в модели роста злокачественных опухолей.

 

Материал выдается на кафедре преподавателем.