Biofísica

Este tema versa sobre como se aplican métodos e métodos tradicionalmente empregados en física para estudar fenómenos biolóxicos. A biofísica abarca todas as escalas da organización biolóxica, desde o nivel molecular ata o macroscópico. A investigación biofísica comparte unha importante superposición coa bioquímica, a bioloxía molecular, a química física, a nanotecnoloxía, a bioingeniería, a bioloxía computacional, a biomecánica, a bioloxía dos sistemas, etc.

Obxectivos do curso:

- Comprender as bases físicas dos procesos biolóxicos.
- Coñecer o papel da termodinámica nos procesos biolóxicos.
- Coñecer as técnicas físicas máis comúns no estudo de procesos biolóxicos.
- Comprender os fenómenos de transporte a través das membranas celulares.
- Obter unha visión ampla e multidisciplinaria desta área de coñecemento e a súa relación con outros campos da química.

1. Estrutura molecular e sistemas biolóxicos.

Enerxía libre, entropía, temperatura e distribución de Boltzmann como factores que determinan a estrutura das macromoléculas e procesos de interese biolóxico.

2. Enerxía e dinámica dos sistemas biolóxicos.

Auto-ensamblado. Sistemas termodinámicos afastados do equilibrio

3. Factores físicos do medio.

Procesos de fricción de fluídos: suspensión e sedimentación. Número de viscosidade e Reynolds. Movemento nos sistemas biolóxicos. Difusión: descrición das solucións sinxelas da ecuación de difusión en sistemas biolóxicos e as súas consecuencias no transporte molecular en células.

4. A cinética dos sistemas biolóxicos.

A cinética dos procesos biolóxicos: reaccións enzimáticas e de polimerización.

5. Transporte en sistemas biolóxicos.

Adsorción O modelo eléctrico de dobre capa. Transportes eléctricos e potenciais de acción da membrana. Transporte pasivo de substancias a través das membranas. Canles e operadores. Transporte activo

1.- Fundamentals of Biophysics. Andrey B. Rubin. Scrinvener Publishing. Wiley. 2014

2.- Biophysics: an introduction. Cotterill, R. John Wiley&sons, 2003.

Básicas

- CB6: Posuír e comprender o coñecemento que proporciona unha base ou unha oportunidade para ser creativo e único no desenvolvemento e / ou implementación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación.
- CB7: os estudantes deben saber utilizar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en entornos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinarios) relacionados co seu campo de estudo.
- CB8: os estudantes deben poder integrar coñecementos e tratar a complexidade de facer xuízos baseados en información que, sendo incompleta ou limitada, inclúe reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas relacionadas co uso dos seus coñecementos ou xuízos.
- CB9: Os estudantes deben saber comunicar os seus resultados e os coñecementos e as razóns subxacentes ás audiencias especializadas e non especializadas dun xeito claro e inequívoco.
- CB10: os estudantes deben ter as habilidades de aprendizaxe que lles permitan seguir estudando de xeito que sexan principalmente autodirixidas ou autónomas.

Xerais

- CG2: saber aplicar o método científico e adquirir habilidades para desenvolver os protocolos necesarios para o deseño e avaliación crítica de experimentos químicos.
- CG3: Ser capaz de debater e comunicar ideas, tanto oralmente como por escrito, a audiencias especializadas e non especializadas (congresos, conferencias, etc.) dun xeito claro e razoado.
- CG5: Posuír as habilidades que permitan aos estudantes desenvolver un método autónomo para estudar e aprender.
- CG7: Ser capaz de traballar en equipos multidisciplinares e colaborar con outros especialistas, tanto a nivel nacional como internacional.
- CG8: Ser capaz de usar literatura científica e desenvolver o xuízo necesario para a súa interpretación e uso.
- CG11: Ser capaz de adaptarse eficientemente aos futuros estudos de doutoramento en áreas multidisciplinares.

Transversais

- CT1: desenvolver habilidades de traballo en equipo: cooperación, liderado e boas habilidades de audición. Adáptase a equipos multidisciplinares.
- CT2: redactar informes científicos e técnicos e defendelos publicamente.
- CT4: aplicar os conceptos, principios, teorías e modelos relacionados coa química biolóxica e materiais moleculares a ambientes novos ou pouco coñecidos dentro de contextos multidisciplinares.
- CT7: amosa razoamentos críticos e autocríticos ao buscar rigor científico e calidade. Xestionar ferramentas informáticas e tecnoloxía da información e comunicación (TIC), así como o acceso en liña a bases de datos.

Específicas

- CE2: ser capaz de comparar criticamente datos experimentais e supostos teóricos.
- CE4: Coñecer e comprender as ferramentas químicas e as técnicas analíticas empregadas para a química biolóxica e os materiais moleculares.
- CE6: Coñecer as bases fisicoquímicas dos procesos biolóxicos.
- CE7: Os estudantes deben adquirir coñecementos sobre técnicas avanzadas para a caracterización estrutural de macromoléculas, supramoléculas e coloides relevantes no campo da química biolóxica e dos materiais moleculares.
- CE8: Adquirir habilidades técnicas para levar a cabo a caracterización estrutural de moléculas, biomoléculas, supramoléculas e nanopartículas e interpretar os datos experimentais obtidos.

- Clases interactivas que fomenten a participación dos estudantes.
- Uso combinado de métodos de computación e pizarra.
- Uso de métodos de resposta rápida e anónima en clase (clickers) para avaliar o seguimento do tema.
- Promoción da autoaprendizaxe dos estudantes, propoñendo retos e facendo preguntas.
- Resolución de exercicios prácticos (problemas, probas, interpretación e tratamento de información, avaliación de publicacións científicas, etc.).
- Exposicións orais sobre temas preparados previamente, incluíndo debates con compañeiros e profesores.

Consideracións xerais:

–O proceso de avaliación utilizarase para saber se o alumno adquiriu as habilidades programadas e para revisar a metodoloxía de ensino.
–Exame escrito sobre contidos teóricos e prácticos básicos da materia.
–Avaliación continua asociada á participación activa e á aprendizaxe autónoma.

As actividades de aprendizaxe distribuiranse segundo:

Clases presenciais
Conferencias 15 horas 100%
Seminarios e exercicios na clase 4 horas 100%
Titorías 1 hora 100%
Clases prácticas 0 horas 100%
Exposicións orais 2 horas 100%
Exame final 2 horas 100%

Non en persoa
Preparación e estudo de problemas 10 horas 0%
Preparación do traballo individual 36 horas 0%
Buscar literatura, etc. 5 horas 0%


TOTAL 75 horas

Asiste ás clases e intenta manter o temario da materia ó día mediante probas de avaliación continua