Guida per lo studente - La Sapienza

Fisica dei biosistemiLa complessità intrinseca dei sistemi biologici rende lo studio della fisica diquesti sistemi una sfida difficile ed affascinante. L’approccio “fisico” e quantitativoallo studio dei sistemi viventi, la bio-fisica, o fisica dei biosistemi, èun campo di ricerca che per le sue molte sovrapposizioni con la biochimica,la biologia molecolare, le nanoscienze, la bioingegneria, la biologia deisistemi, ecc. è connotato da una forte “vocazione” interdisciplinare.Una delle sfide importanti nella fisica dei biosistemi è la caratterizzazionedei comportamenti “di singola molecola”. Ad esempio: quali sono le interazioniche determinano il “ripiegarsi” (“folding”) di una proteina in unpreciso modo, fino ad assumere quella conformazione che le rende possibileattuare la sua funzione? e attraverso quale percorso di “conformazioniintermedie” avviene questo processo?Viceversa, altro tema di grandissima attualità è quello dello studio dei processicollettivi di aggregazione spontanea (self-assembly) di molecole, cheportano alla formazione delle complesse strutture biologiche (come quelleriportate in figura). Ad esempio, è per aggregazione spontanea di numerosissimemolecole assai più piccole delle proteine, i lipidi, che si formala struttura principale delle membrane cellulari, la “matrice lipidica”. E’ inquesta matrice che si inseriscono proteine ed altre macromolecole, fino aformare quelle strutture flessibili e dalle complesse proprietà funzionali chesono le membrane.27Le ricerche in fisica alla Sapienza