Βιοεπιστήμες

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
(Ανακατεύθυνση από Επιστήμες ζωής)
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Προσομοιώσεις του φθορισμού πρωτεϊνών

Βιοεπιστήμες ή επιστήμες (της) ζωής (αγγλ.: life sciences) ονομάζονται οι επιστήμες ή οι επιστημονικοί κλάδοι που περιλαμβάνουν την επιστημονική μελέτη ζωντανών οργανισμών (μικροβίων, φυτών, ζώων και ανθρώπων), αλλά και σχετικές διερευνήσεις, όπως η βιοηθική. Η βιολογία παραμένει η κεντρική επίστημη της ομάδας των βιοεπιστημών, ωστόσο οι πρόοδοι στη βιοτεχνολογία και στη μοριακή βιολογία έχουν οδηγήσει σε άνθηση πολλών ειδικότητων και διεπιστημονικών πεδίων.[1][2]

Μερικές βιοεπιστήμες ασχολούνται με ειδικότερες μορφές ζωής. Π.χ. η ζωολογία είναι η μελέτη των ζώων, ενώ η βοτανική είναι η μελέτη των φυτών. Κάποιες άλλες εστιάζουν σε πλευρές κοινές σε όλες ή τις περισσότερες μορφές ζωής, όπως η ανατομία και η γενετική. Υπάρχουν και περιοχές μελέτης των τεχνολογικών προόδων που αφορούν ζωντανούς οργανισμούς, όπως είναι η βιολογική μηχανική. Μια άλλη σημαντική, αν και ειδικότερη βιοεπιστήμη είναι αυτή που αφορά την κατανόηση του νου – η νευροεπιστήμη.

Οι βιοεπιστήμες βοηθούν στη βελτίωση της ποιότητας της ζωής και στην επιμήκυνσή της. Βρίσκουν εφαρμογή στην υγεία, στη γεωργία, στην ιατρική, στη βιομηχανία τροφίμων και στη φαρμακευτική βιομηχανία.

Υπάρχει σημαντική αλληλοεπικάλυψη πολλών εκ των περιοχών μελέτης των βιοεπιστημών.

Η βιολογία και οι κλάδοι της[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο λήμμα: Βιολογία

Η βιολογία είναι ένα μεγάλο γνωσιακό πεδίο, που αποτελείται από πολλούς κλάδους και ειδικότητες. Ωστόσο, παρά την ευρύτητά της, υπάρχουν ορισμένες γενικές υποκείμενες ενοποιητικές αρχές που διέπουν όλη τη βιολογική έρευνα και γνώση, θεμελιώνοντάς την ως ενιαία και συνεκτική επιστήμη. Η βιολογία αναγνωρίζει το κύτταρο ως τη βασική μονάδα της ζωής, τα γονίδια ως τη βασική μονάδα της κληρονομικότητας, και την εξέλιξη των ειδών ως τη διαδικασία που προωθεί τη σύνθεση και τη δημιουργία νέων ειδών. Σήμερα είναι επίσης κατανοητό ότι όλοι οι οργανισμοί επιβιώνουν καταναλώνοντας και μετασχηματίζοντας ενέργεια, ρυθμίζοντας έτσι το εσωτερικό τους ώστε να διατηρούν σταθερές συνθήκες εκεί. Οι κυριότεροι κλάδοι της βιολογίας είναι οι εξής:

  • Ανατομία: μελέτη της μορφολογίας και της λειτουργίας των μερών στα ζώα, στα φυτά και ειδικότερα στον άνθρωπο
  • Βιοχημεία: μελέτη των χημικών αντιδράσεων που απαιτούνται για την ύπαρξη και τη λειτουργία της ζωής, επικεντρωμένη συνήθως στο κυτταρικό επίπεδο
  • Βιολογική μηχανική: μελέτη της βιολογίας με χρήση μηχανικών προτύπων (μοντέλων), με έμφαση στην εφαρμοσμένη γνώση και ιδιαίτερη σχέση με τη βιοτεχνολογία
  • Βιοπληροφορική: διεπιστημονικό πεδίο που αναπτύσσει μεθόδους για την αποθήκευση, την ανάκτηση, την οργάνωση και την ανάλυση βιολογικών δεδομένων. Μία μεγάλη δραστηριότητα της βιοπληροφορικής είναι η ανάπτυξη εργαλείων λογισμικού για την παραγωγή χρήσιμης βιολογικής γνώσεως.
  • Φυσική ανθρωπολογία: μελέτη της βιολογικής βάσεως του ανθρώπου και των ανθρωπίδων, ειδικότητα και της ανθρωπολογίας, γνωστή και ως βιολογική ανθρωπολογία
  • Βιομαθηματικά: η μαθηματική αναπαράσταση, μελέτη και προτυποποίηση των βιολογικών διαδικασιών, με χρήση τεχνικών και εργαλείων των εφαρμοσμένων μαθηματικών
  • Βιομηχανική: μελέτη της μηχανικής των ζωντανών οργανισμών
  • Βιοϊατρική: ερευνητική μελέτη της υγείας και της ασθένειας
  • Βιοφυσική: μελέτη των βιολογικών διεργασιών με την εφαρμογή των θεωριών και των μεθόδων της φυσικής και των άλλων φυσικών επιστημών
  • Βιοτεχνολογία: μελέτη του χειρισμού της ζώσας ύλης, συμπεριλαμβανομένων των γενετικών τροποποιήσεων και της συνθετικής βιολογίας
  • Βιογλωσσολογία: μελέτη της εξελίξεως και της βιολογίας της γλώσσας
  • Βοτανική: μελέτη των φυτών
  • Κυτταρική βιολογία: μελέτη του ζωντανού κυττάρου ως πλήρους λειτουργικής μονάδας, και των μοριακών και γενικότερα χημικών αλληλεπιδράσεων που συμβαίνουν στο εσωτερικό του
  • Αναπτυξιακή βιολογία: μελέτη των διαδικασιών μέσω των οποίων σχηματίζεται ένας οργανισμός, από το ζυγωτό μέχρι την πλήρη δομή του
  • Οικολογία: μελέτη των αλληλεπιδράσεων των ζωντανών οργανισμών μεταξύ τους και με τα μη ζώντα τμήματα του περιβάλλοντός τους
  • Εντομολογία: μελέτη των εντόμων
  • Επιδημιολογία: βασική συνιστώσα των ερευνών δημόσιας υγείας, η μελέτη των παραγόντων που επηρεάζουν την υγεία πληθυσμών
  • Ηθολογία: μελέτη της συμπεριφοράς των ζώων
  • Εξελικτική βιολογία: μελέτη της προελεύσεως και της εξελίξεως των ειδών των οργανισμών
  • Εξελικτική αναπτυξιακή βιολογία: μελέτη της εξελίξεως της αναπτύξεως των ειδών και του μοριακού ελέγχου της
  • Γενετική: μελέτη των γονιδίων και της κληρονομικότητας
  • Αιματολογία: μελέτη του αίματος και των οργάνων που το παράγουν
  • Θαλάσσια βιολογία: μελέτη των θαλάσσιων οικοσυστημάτων και ειδών
  • Μικροβιολογία: μελέτη των μικροοργανισμών και των αλληλεπιδράσεών τους με άλλους ζωντανούς οργανισμούς
  • Μοριακή βιολογία: μελέτη της βιολογίας και των βιολογικών λειτουργιών στο μοριακό επίπεδο, εν μέρει αλληλοεπικαλυπτόμενη με τη βιοχημεία
  • Νευροεπιστήμη: μελέτη του νευρικού συστήματος
  • Φυσιολογία: μελέτη της λειτουργίας των ζωντανών οργανισμών και των μερών και οργάνων τους
  • Βιολογία των πληθυσμών: διεπιστημονικός κλάδος της οικολογίας και της εξελικτικής βιολογίας, με χρήση εργαλείων της στατιστικής, της γενετικής και της συστηματικής βιολογίας
  • Κοινωνιοβιολογία: μελέτη των βιολογικών βάσεων της κοινωνιολογίας
  • Δομική βιολογία: ειδικότητα της μοριακής βιολογίας, της βιοχημείας και της βιοφυσικής, που μελετά τη μοριακή δομή των βιολογικών μακρομορίων
  • Συνθετική βιολογία: ο σχεδιασμός και η δημουργία νέων βιολογικών οντοτήτων, όπως νέων ενζύμων και κυττάρων, ή ο επανασχεδιασμός προϋπαρχόντων βιολογικών συστημάτων (LY)
  • Βιολογία συστημάτων: η μελέτη της συνέργειας και των αλληλοεξαρτήσεων των διάφορων συνιστωσών μέσα σε ένα βιολογικό σύστημα, με ιδιαίτερη εστίαση στον ρόλο των μεταβολικών μονοπατιών και των στρατηγικών των κυτταρικών σημάτων στη φυσιολογία
  • Τοξικολογία: μελέτη των συνεπειών εκθέσεως ζωντανών οργανισμών σε χημικούς παράγοντες
  • Ζωολογία: μελέτη των ζώων (ταξινόμηση, φυσιολογία, ανάπτυξη, συμπεριφορά)
  • Ζυμολογία: μελέτη των ζυμώσεων και των χρήσεών τους

Η ιατρική και οι κλάδοι της[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο λήμμα: Ιατρική

Η ιατρική είναι η κατεξοχήν εφαρμοσμένη επιστήμη και σύνολο τεχνικών και μεθόδων που αφορούν τη διάγνωση, τη θεραπεία/αντιμετώπιση και την πρόληψη ασθενειών. Συμπεριλαμβάνει τη φροντίδα υγείας. Η βιοϊατρική είναι ο κλάδος της που τη συνδέει με τη βιολογία και ορίζεται ως βιοεπιστήμη. Σχετίζεται με την ικανότητα του ανθρώπινου οργανισμού να ανταπεξέρχεται στο περιβαλλοντικό στρες. Αντιθέτως, οι βιοϊατρικές επιστήμες είναι ένα σύνολο εφαρμοσμένων επιστημών που χρησιμοποιούν γνώσεις των βιοεπιστημών για να αναπτύξουν τεχνολογίες και μεθόδους, οι οποίες μπορούν να εφαρμοσθούν στη φροντίδα υγείας ή στη Δημόσια Υγεία.[3] Παραδείγματα βιοϊατρικών επιστημών είναι η ιατρική μικροβιολογία, η κλινική ιολογία, η κλινική και γενετική επιδημιολογία και η βιοϊατρική τεχνολογία ή βιοϊατρική μηχανική. Ωστόσο, η παθοφυσιολογία, καθώς ερμηνεύει τους μηχανισμούς της φυσιολογίας που λειτουργούν σε παθολογικές διεργασίες, μπορεί να θεωρηθεί ως βασική επιστήμη ή ως κλάδος της ιατρικής. Παραθέτουμε και μερικούς κλασικούς κλάδους της ιατρικής (με αλφαβητική σειρά):

Νέοι σχετικώς κλάδοι της ιατρικής είναι, μεταξύ άλλων, η αθλητιατρική, που ασχολείται με την αντιμετώπιση τραυμάτων και παθήσεων των αθλητών, και η εντατικολογία, που ασχολείται με την υποστήριξη ζωής και την αντιμετώπιση σοβαρών καταστάσεων στις μονάδες εντατικής θεραπείας.

Νεοφυείς κλάδοι και πεδία μελέτης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τμήματα του εγκεφάλου που συμμετέχουν σε μια συγκινησιακή πειρατεία φόβου από οπτικό ερέθισμα.

Νέοι κλάδοι εμφανίσθηκαν τις λίγες τελευταίες δεκαετίες, κυρίως εξαιτίας της προόδου της τεχνολογίας σε σχετικούς τομείς. Μερικά από τα νέα πεδία είναι αρκετά καινοτόμα και ρηξικέλευθα. Ο παρακάτω κατάλογος δίνει κάποιους νεοφυείς κλάδους και πεδία μελέτης:

Η σφήκα Encarsia formosa ήταν ένας από τους πρώτους οργανισμούς που χρησιμοποιήθηκαν ως βιολογικά εντομοκτόνα.
Μαγνητική τομογραφία της κεφαλής με ανάμιξη διαφορετικών σημάτων (η μύτη και το μέτωπο εμφανίζονται στο πίσω μέρος).
  • Ακτινοδιαγνωστική: η τεχνική και η διαδικασία της δημιουργίας εικόνων του σώματος ή μερών του για ιατρικούς σκοπούς ή για τη διερεύνηση της ανατομίας ή της φυσιολογίας του οργανισμού. Παραδείγματα τέτοιων απεικονίσεων αποτελούν[18]:
  • Νευροηθολογία: η συγκριτική και εξελικτική μελέτη της συμπεριφοράς των ζώων με βάση την κατανόηση του νευρικού τους συστήματος.[19]
  • Οπτογενετική: η μέθοδος της νευροεπιστήμης που εφαρμόζει έναν συνδυασμό τεχνικών από την οπτική και τη γενετική για να ελέγξει και να παρακολουθήσει τη δραστηριότητα μεμονωμένων νευρώνων μέσα σε ζωντανό ιστό, ακόμα και μέσα σε ελευθέρως κινούμενα ζώα, και για να μετρήσει με ακρίβεια τα αποτελέσματα αυτών των χειρισμών σε πραγματικό χρόνο.[20] Τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται στην οπτογενετική είναι κυρίως φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες.
  • Φαρμακογονιδιωματική: η τεχνολογία που αναλύει το πώς γενετικοί παράγοντες επηρεάζουν την απόκριση ενός οργανισμού σε κάποιο φάρμακο.[21] Συσχετίζει τη γονιδιακή έκφραση ή πολυμορφισμούς μεμονωμένου νουκλεοτιδίου με την αποτελεσματικότητα ή την τοξικότητα ενός φαρμάκου.[22]
  • Πληθυσμιακή δυναμική (population dynamics): η μελέτη των βραχυπρόθεσμων και μακροπρόθεσμων μεταβολών στο μέγεθος και στην ηλικιακή σύνθεση πληθυσμών, μαζί με τους βιολογικούς και τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και διεργασίες που τις επηρεάζουν.
  • Πρωτεϊνομική (proteomics): η μελέτη μεγάλης κλίμακας των πρωτεϊνών, και ειδικότερα της δομής και των λειτουργιών τους.[23][24]


Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. «Biocom Life Sciences Association California». Biocom. https://www.biocom.org. 
  2. «Life Sciences». Empire State Development Corporation. Government of New York. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 16 Δεκεμβρίου 2013. https://web.archive.org/web/20131216050659/http://esd.ny.gov/whynewyork/LifeSciences.html. Ανακτήθηκε στις 3 Φεβρουαρίου 2014. 
  3. «The Future of the Healthcare Science Workforce. Modernising Scientific Careers: The Next Steps.». 26 Νοεμβ. 2008, σ. 2. http://www.dh.gov.uk/en/Consultations/Liveconsultations/DH_091137?IdcService=GET_FILE&dID=181510&Rendition=Web. Ανακτήθηκε στις 1 Ιουνίου 2011. 
  4. Panksepp J (1992). «A role for "affective neuroscience" in understanding stress: the case of separation distress circuitry». Psychobiology of Stress. Dordrecht: Kluwer Academic, σελ. 41–58. ISBN 0-7923-0682-1. 
  5. Flint, Maria Louise & Dreistadt, Steve H. (1998). Clark, Jack K., επιμ. Natural Enemies Handbook: The Illustrated Guide to Biological Pest Control. University of California Press. ISBN 9780520218017. https://books.google.com/books?id=FBJvpMqcV9UC&printsec=frontcover. 
  6. M. Birkholz; A. Mai; C. Wenger; C. Meliani; R. Scholz (2016). «Technology modules from micro- and nano-electronics for the life sciences». WIREs Nanomed. Nanobiotech. 8: 355–377. doi:10.1002/wnan.1367. https://www.researchgate.net/publication/282052331_Technology_modules_from_micro-_and_nano-electronics_for_the_life_sciences?ev=prf_pub. 
  7. Mohanty, A.K., et al.: Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites, CRC Press, 2005
  8. Chandra, R., Rustgi, R.: «Biodegradable Polymers», Progress in Polymer Science, τόμ. 23, σελ. 1273 (1998)
  9. Gazzaniga 2002, σελ. xv
  10. «What is computational neuroscience?», άρθρο των Patricia S. Churchland, Christof Koch, Terrence J. Sejnowski στο Computational Neuroscience, σσ. 46-55, MIT Press 1993
  11. National Human Genome Research Institute (2010-11-08). «A Brief Guide to Genomics». Genome.gov. http://www.genome.gov/19016904. Ανακτήθηκε στις 2011-12-03. 
  12. Concepts of genetics (10η έκδοση). San Francisco: Pearson Education. 2012. ISBN 9780321724120. 
  13. Pevsner, Jonathan (2009). Bioinformatics and functional genomics (2η έκδοση). Hoboken, N.J: Wiley-Blackwell. ISBN 9780470085851. 
  14. National Human Genome Research Institute (2010-11-08). «FAQ About Genetic and Genomic Science». Genome.gov. http://www.genome.gov/19016904. Ανακτήθηκε στις 2011-12-03. 
  15. Culver, Kenneth W.; Mark A. Labow (2002-11-08). «Genomics». Στο: Richard Robinson (ed.), επιμ. Genetics. Macmillan Science Library. Macmillan Reference USA. ISBN 0028656067. 
  16. «immunotherapies definition». Dictionary.com. http://dictionary.reference.com/browse/immunotherapies?qsrc=2446. Ανακτήθηκε στις 2009-06-02. 
  17. «Welcome to the Ontario Kinesiology Association». Oka.on.ca. http://oka.on.ca/. Ανακτήθηκε στις 2009-07-25. 
  18. «Diagnostic Imaging». National Institutes of Health. U.S. Department of Health and Human Services. https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/diagnosticimaging.html. Ανακτήθηκε στις 8 Φεβρουαρίου 2014. 
  19. Hoyle, G. (1984): «The scope of Neuroethology», The Behavioral and Brain Sciences, τόμος 7, σσ. 367-412.
  20. Deisseroth, K.; Feng, G.; Majewska, A. K.; Miesenbock, G.; Ting, A.; Schnitzer, M. J. (2006). «Next-Generation Optical Technologies for Illuminating Genetically Targeted Brain Circuits». Journal of Neuroscience 26 (41): 10380–6. doi:10.1523/JNEUROSCI.3863-06.2006. PMID 17035522. 
  21. Ermak G.: Modern Science & Future Medicine (β΄ έκδ.), 2013, σελ. 164
  22. Wang L. (2010). «Pharmacogenomics: a systems approach». Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med 2 (1): 3–22. doi:10.1002/wsbm.42. PMID 20836007. 
  23. «Proteome and proteomics: new technologies, new concepts, and new words». Electrophoresis 19 (11): 1853–61. 1998. doi:10.1002/elps.1150191103. PMID 9740045. 
  24. «Proteomics: quantitative and physical mapping of cellular proteins». Trends Biotechnol. 17 (3): 121–7. 1999. doi:10.1016/S0167-7799(98)01245-1. PMID 10189717. 

Βιβλιογραφία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Magner, Lois N. (2002). A history of the life sciences (3η, αναθ. και επαυξ. έκδοση). Νέα Υόρκη: M. Dekker. ISBN 0824708245. 
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα List of life sciences της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).