¿Cuáles son los descubrimientos más importantes en biofísica durante el último siglo?

  • Tengo una respuesta ligeramente diferente, aunque haya habido muchos conceptos y teorías innovadoras, diría que el advenimiento de las técnicas de una sola molécula ha desempeñado un papel muy importante en el avance del campo (todo, desde los experimentos de patch clamp hasta la transferencia de energía de resonancia de Förster). , Espectroscopía de correlación de fluorescencia y pinzas ópticas)


Imagen de [Biofísica de molécula única: en la interfaz de biología, física y química]

  • Durante más tiempo, la mayoría de nuestros experimentos bioquímicos han sido conjuntos o experimentos a granel, que nos dan mediciones promedio.
  • Sin embargo, en las últimas décadas, la espectroscopía y la detección óptica de moléculas en materia condensada han ganado prominencia. Y actualmente podemos entender las moléculas desde una perspectiva completamente nueva.
  • Con técnicas de una sola molécula, podemos obtener distribuciones de probabilidad completas, fluctuaciones, intermedios, subpoblaciones, y ahora tenemos acceso a un conjunto de datos completamente nuevo para comprender las moléculas.
  • La dinámica de las moléculas, los cambios conformacionales de enzimas y muchos procesos biofísicos, que se investigan convencionalmente mediante mediciones en conjunto, ahora se estudian en tiempo real mediante espectroscopía de molécula única [Probar la dinámica conformacional de la lisozima T4 de una sola molécula mediante transferencia de energía fluorescente intramolecular, dinámica de conformación de proteínas por transferencia de electrones de una sola molécula].

    Algunos ejemplos prominentes incluyen:
  • La primera detección de corrientes de canales iónicos individuales en membranas [Página en nature.com]
  • Imágenes de hélices de ADN individuales en agua [Imágenes de la doble hélice de ADN en agua]

  • Medición de movimientos de Kinesin en microtúbulos utilizando pinzas ópticas [Movimiento de perlas mediante moléculas de kinesina individuales estudiadas con pinzas ópticas]

Imágenes secuenciales de un cordón (ver flecha) incubados con quinesina colocada en un Axoneme usando pinzas ópticas.

  • Observando las transiciones en las moléculas de ADN que se estiran [Sobreestirando el ADN-B: la respuesta elástica de las moléculas individuales de ADN de doble cadena y de una sola hebra]
  • Observación directa de la rotación de F1-ATPasa [Observación directa de la rotación de F1-ATPasa]
  • Muchas ideas útiles sobre el plegamiento y despliegue de proteínas usando fuerza mecánica, que resulta ser bastante diferente de la temperatura o despliegue químico [Despliegue reversible de dominios de inmunoglobulina Titin individual por AFM, transiciones desplegables plegables en moléculas de título único caracterizadas con pinzas láser]

  • La estructura de la proteína y la dinámica determinan la función.
  • Modelo alostérico de hemoglobina
  • Modelos de redes neuronales
  • Estudios de Membranas Biológicas

Estos no son los únicos, quizás no los más importantes … pero son importantes para mí.