La Biofísica es un campo diverso y ecléctico, y por ello difícil de categorizar. Para los fines de este
resumen, la biofísica se divide en tres partes o áreas temáticas: estructuras moleculares, técnicas
biofísicas y mecanismos biológicos. A continuación se define cada área temática con la intención de
explicar cómo se interrelacionan estas áreas dentro del campo de la biofísica.
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Estructuras Moleculares
La Biofísica explica las funciones biológicas de las células, los tejidos, y los organismos en relación
con la estructura y el comportamiento de las moléculas biológicas. Los genes, los elementos básicos
de información biológica, reflejan las estructuras moleculares de las moléculas de ADN (ácido
desoxirribonucleico), extremadamente grandes y lineales, de los que están hechos. El
comportamiento de las enzimas, hormonas, y los anticuerpos reflejan las estructuras moleculares de
las proteínas y la química orgánica de los grupos funcionales de las cadenas laterales de los
aminoácidos. La superficie y las propiedades de barrera de las membranas biológicas reflejan la
capacidad de los lípidos de agregarse en doble capa bidimensional flexible con una región interna
hidrofóbica y superficies polares.
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Técnicas Biofísicas
La caracterización de la estructura molecular, la medición de las propiedades moleculares, y la
observación del comportamiento molecular se presenta como un reto enorme para los biólogos. Se ha
desarrollado una amplia gama de técnicas biofísicas para estudiar las moléculas en cristales, en
solución, en células y en organismos. Estas técnicas biofísicas proporcionan información acerca de la
estructura electrónica, tamaño, forma, dinámica, polaridad, y modos de interacción de las moléculas
biológicas. Algunas de las técnicas más apasionantes dan imágenes de células, estructuras
subcelulares y hasta moléculas individuales. Actualmente es posible, por ejemplo, observar
directamente el comportamiento biológico y las propiedades físicas de una proteína individual o de
moléculas de ADN dentro de una célula viva y determinar cómo el comportamiento de una molécula
individual influencia la función biológica del organismo.
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Mecanismos biofísicos
En gran medida, el éxito científico de la biofísica depende de su habilidad para desarrollar
mecanismos físicos detallados a fin de explicar procesos biológicos específicos. La estructura de
doble hélice del ADN por ejemplo, proporciona un marco para una explicación de cómo el material
genético se reproduce de forma exacta y de cómo surgen las mutaciones genéticas: proteínas
específicas intervienen en el desarrollo de la doble hebra del ADN y en el montaje de una nueva
hebra basada en un apareamiento de base complementaria de las cuatro bases del ADN, guanina con
citosina y adenina con timina; una incongruencia de uno de estos pares de base genera una hebra
complementaria con una sustitución de base individual (una mutación). Esto, entre otros muchos
mecanismos biofísicos, tiene un valor ilimitado para el conocimiento humano en general y para la
investigación biomédica en particular.