¿Qué es exactamente la biología cuántica?
Por ejemplo, en 1938, R. F. Schmidt comenzó a estudiar los hidrocarburos aromáticos cancerígenos en un intento de revelar la relación entre la actividad cancerígena y la estructura electrónica de las moléculas. El trabajo posterior de Pullman y otros es ahora una parte importante de la biología cuántica.
Una vez aclarada la estructura química de una biomolécula en sí, o los distintos niveles de su estructura, es posible estudiar la naturaleza de las actividades biológicas asociadas a esta molécula o las interacciones entre ellas. Por tanto, los problemas estudiados en biología cuántica en realidad involucran a toda la biología molecular. Por ejemplo, las propiedades físicas, estructuras y funciones de todos los niveles de macromoléculas biológicas importantes; la estructura y el mecanismo catalítico de las enzimas; los efectos específicos de las enzimas y sustratos, enzimas y coenzimas, antígenos y anticuerpos; la estructura electrónica y la relación energética de las sustancias altas; -fosfatos de energía; carcinogénesis El mecanismo de acción de las sustancias; el mecanismo de acción de las drogas; la relación de transferencia y transformación de energía entre electrones, protones y cuerpos vivos, etc. Por conveniencia, el contenido de la biología cuántica se puede resumir en los siguientes cuatro aspectos:
Fuerzas de interacción intermoleculares
Las fuerzas de interacción entre moléculas consideran principalmente fuerzas electrostáticas: incluidas la gravedad y la repulsión. En cuanto a la fuerza electromagnética en las moléculas biológicas, generalmente se considera insignificante. La fuerza electrostática se divide en fuerza fuerte y fuerza débil. La llamada fuerza fuerte es relativa y generalmente se basa en el valor kT de energía térmica promedio. □ es la constante de Boltzmann, □ es la temperatura absoluta. Si la energía de interacción producida por una fuerza es mayor que □□, es una fuerza fuerte y viceversa es una fuerza débil. La fuerza fuerte no sólo juega un papel importante en el mantenimiento del esqueleto básico (estructura primaria) de las moléculas (incluidos los enlaces iónicos, los enlaces valencianos, etc.), sino que también está relacionada con el reconocimiento. Las fuerzas débiles incluyen enlaces de hidrógeno, fuerzas de van der Waals e interacciones dipolares, que determinan la estructura de orden superior de las moléculas (estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria) y, por lo tanto, desempeñan un papel muy importante en el mantenimiento de la conformación y las actividades funcionales de las macromoléculas. . papel importante.
Reactividad de las estructuras electrónicas
Esta fue un área de investigación importante en la biología cuántica alrededor de la década de 1960. Tomando los ácidos nucleicos como ejemplo, las cinco bases de los ácidos nucleicos son sistemas conjugados con ****. Debido a sus diferentes estructuras, su resistencia a la radiación también es diferente. En términos generales, la resistencia a la radiación de las purinas es mayor que la de la pirimidina; al igual que la purina, la resistencia a la radiación de la adenina es mayor que la de la guanina. Según el tamaño de la resistencia, se puede organizar en el siguiente orden:
A>G>C>U>T Los cálculos biológicos cuánticos muestran que el tamaño de la energía de vibración de cada π electrón de estas cinco bases (uno de los indicadores de energía, que indica la estabilidad del sistema) está exactamente en línea con el orden anterior. Otro ejemplo es que muchos hidrocarburos aromáticos con más de 3 anillos y menos de 7 anillos tienen actividad cancerígena entre los hidrocarburos cancerígenos, sus niveles de actividad son diferentes; Para explicar teóricamente este problema, Pullman et al. La figura muestra la región K y la región L del hidrocarburo aromático 1,2-benzantraceno. La región K es el sitio de la reacción de enlace y la región L es el sitio de la reacción de adición en posición para (ver Hidrocarburo aromático 1, ). 2-Benzantraceno Diagrama esquemático del área K y del área L). Concluyeron que los hidrocarburos cancerígenos deberían tener una zona K químicamente reactiva fuerte y una zona L débil. Calcularon docenas de hidrocarburos aromáticos y utilizaron un índice completo (incluido el índice electrónico y el índice de energía del propio enlace y los átomos de carbono involucrados en el enlace) para expresar la presencia y la fuerza de la actividad cancerígena. Aunque los resultados no son muy ideales, básicamente proporcionan una base teórica para la relación entre la actividad cancerígena y la estructura electrónica. Sin embargo, cabe señalar que el estudio de estructuras moleculares aisladas es sólo un aspecto. Sólo mediante un estudio en profundidad de los cambios estructurales cuando las moléculas interactúan con los objetivos se pueden obtener resultados más satisfactorios.
Conformación y función de macromoléculas biológicas
La estructura espacial de proteínas y ácidos nucleicos y su importancia en los procesos funcionales son los principales temas de investigación en este campo. Debido a la gran cantidad de átomos involucrados en las macromoléculas biológicas, la investigación encontró muchas dificultades, por lo que el trabajo en esta área se llevó a cabo relativamente tarde. Sin embargo, ya se sabe que las proteínas y los ácidos nucleicos tienen propiedades semiconductoras únicas. La semiconductora ocurre cuando fuerzas débiles conectan diferentes unidades, como las cadenas polipeptídicas de una proteína.
En este caso, los electrones π pueden abarcar diferentes unidades en lugar de estar dispersos. Los niveles de energía originales se combinan luego en bandas de energía con un ancho determinado. Mucha gente ha utilizado diferentes métodos para calcular el espacio y el ancho de las bandas de energía. Sin embargo, debido a la rugosidad de los métodos de cálculo, los resultados reales no son muy consistentes. Sin embargo, se proporciona cierta base para la descripción de esta propiedad y su importancia en la transferencia de energía. En los últimos años, el efecto de disolución de las macromoléculas en solución ha atraído mucha atención, especialmente la constatación de que el agua no sólo existe como un "medio" para sustancias vivas, sino que también se combina con las macromoléculas mediante interacciones para formar un todo. Los cálculos de la mecánica cuántica pueden proporcionar información precisa sobre la ubicación de la hidratación (ver Aguas biológicas). Por ejemplo, para algunos fármacos, la histamina produce diferentes efectos fisiológicos en dos conformaciones diferentes (estimulando la secreción ileal y gástrica respectivamente), que también pueden explicarse a partir del diagrama energético conformacional.
Especificidad de los mecanismos de acción y reconocimiento
Una característica importante de la biología es la especificidad de las interacciones. Las drogas pueden interactuar con receptores específicos en la superficie de las células. Las moléculas de anticuerpos pueden reconocer, unirse y reaccionar con una molécula de antígeno entre 105 moléculas. La comprensión de los mecanismos de esta interacción específica se limita a la llamada relación "llave de bloqueo" entre el tamaño, la forma y la capacidad de las moléculas para encajar firmemente. Evidentemente, esta perspectiva puramente "morfológica" necesita profundizarse más desde una perspectiva "funcional", es decir, el estudio de fuerzas específicas y los cambios conformacionales que provocan. En la actualidad, no hay mucho trabajo en esta área y se necesita mayor desarrollo. Sin embargo, es evidentemente crucial para dilucidar muchos fenómenos vitales (acción enzimática, acción inmunitaria, acción farmacológica, etc.).
Campos de aplicación
Editorial
La biología cuántica es todavía una disciplina muy joven. La Sociedad Internacional de Biología Cuántica (ISQB) se fundó en 1970. Su desarrollo no sólo requiere la ayuda de computadoras electrónicas y mejoras en los métodos de cálculo, sino que también requiere una estrecha cooperación con los resultados experimentales. Hasta ahora, la biología cuántica se ha limitado a estudiar los efectos de moléculas más pequeñas, especialmente fármacos. Aún es necesario profundizar en la exploración de problemas biológicos complejos.
Campos de aplicación de la biología cuántica
1: Armas biológicas. Dos: armas químicas. Tres: armas bacterianas. Cuarto: Medicina ecológica. Cinco: mutación genética. Seis: Evolución genética. Siete: Evolución biológica del virus. Ocho: Transformación de especies. IX: Transformación de especies. X: Evolución de las especies. XI: Evolución Sobrenatural. Doce: Biología súper ecológica.
Biología cuántica en la investigación de la medicina ecológica
La medicina ecológica se basa en la biología atómica, bioquímica, mecánica estructural biológica, mecánica de campos biomagnéticos, ecología, física electromagnética, evolución biológica, una ciencia de investigación integral. basado en la medicina tradicional china, la biología molecular, la variabilidad genética, etc.
La creación del laboratorio de medicina ecológica resolverá todos los problemas médicos actuales y tratará todas las enfermedades difíciles, como el SIDA: SIDA.
El establecimiento de un laboratorio de medicina ecológica ahorrará una gran cantidad de suministros médicos y tratará todas las enfermedades difíciles a bajo costo, y tiene perspectivas de desarrollo muy amplias.
El establecimiento exitoso del laboratorio de medicina ecológica juega un papel central en la medicina aeroespacial y otros campos, por supuesto, también juega un papel decisivo en la mejora de la fuerza nacional integral.
Biología cuántica de la evolución de los virus biológicos
La evolución de los virus biológicos es una especie de superevolución. Su tiempo de evolución no es largo. Generalmente, los virus biológicos solo tardan entre unos segundos y decenas de horas en evolucionar, por lo que se le llama una especie de superevolución.
Superterrorismo en biología cuántica
La naturaleza del terrorismo ha cambiado: utilizando medios tecnológicos avanzados para atacar países enteros, grandes cantidades de personas e infraestructuras nacionales enteras, ahora el terrorismo se convertirá en el corriente principal, en lugar del enfoque común en los bombardeos y la toma de rehenes de siglos anteriores.
Debido a que las armas biológicas, químicas y químicas son fáciles de fabricar, de bajo costo y fáciles de transportar, los terroristas usarán fácilmente estas armas.
El terrorismo es una trilogía organizada: “El terrorismo se organiza para la supervivencia”, “El terrorismo se organiza para la guerra”, “El terrorismo se organiza para la estrategia”.
Resultados de la investigación de armas bioquímicas (bacterianas): fluido biónico, fluido bioquímico sangriento, ambiente biónico, ambiente bioquímico sangriento, organismos antiecológicos, organismos súper ecológicos, súper virus, etc.
Resultados de la investigación en biología cuántica: eliminador suicida, eliminador de raíces, creador de raíces, campo de fuerza biomórfico, campo magnético biomórfico, complejo de raíces, etc.