Giorgio Careri Memorial Lecture

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Tuesday, 22 October, 2019

Il Dipartimento di Fisica ha istituito nel 2010 una serie di conferenze per ricordare Giorgio Careri (1922-2008); professore di Struttura della Materia per più di trenta anni in questo Ateneo, in cui Careri ha dato un forte impulso allo sviluppo della fisica delle basse temperature e alla biofisica. Mente brillante e indipendente egli ha coltivato molti interessi in quell’ incrocio di linee di pensiero dove Fisica, Biologia e le Arti si incontrano. La lezione Careri, viene affidata ogni anno a studiose o studiosi attivi nei campi di ricerca che interessarono Careri, per presentare sia visioni di insieme che argomenti di punta della loro attività.
 
La decima lezione della serie verrà tenuta dalla professoressa EDDA KLIPP dell’ Università Humboldt di Berlino. La professoressa Klipp dirige un nutrito gruppo di ricercatori molto attivi in biofisica teorica e sperimentale (https://rumo.biologie.hu-berlin.de/tbp/index.php/en//).
Qui di seguito l’ annuncio e un riassunto della conferenza.
 
 
ENTROPIC REGULATION OF DYNAMICAL METABOLIC PROCESSES (regolazione entropica di processi metabolici dinamici)
 
Prof. EDDA KLIPP, Humboldt Humboldt-Universität Berlin.
 
 
Dipartimento di Fisica, aula Conversi (edificio Marconi CU0013) 22 ottobre 2019, ore 16:00.
 
Life depends on the input of energy, either directly provided by sunlight or in form of high-energy matter. The rules and conditions for the conversion of chemical or electromagnetic energy into living structure and all the processes related with life are governed by the laws of thermodynamics. Hence, to understand the potential and the limitations of cell growth and metabolism, it is unavoidable to take these laws into account. During the last years, systems biology has developed many mathematical models aiming to describe steady states and dynamic behavior of cellular processes in qualitative and quantitative terms. The validity of the model predictions depends strongly on whether the model formulation is in agreement with the laws of physics, chemistry, and, specifically, thermodynamics.
Here, we review basic principles of thermodynamics for equilibrium and non-equilibrium processes as well as for closed and open systems as far as they concern processes of life and development. We illustrate the application of thermodynamic laws for some practical cases that are currently intensively studied in systems and computational biology.
Specifically, we will discuss the concept of entropy production and energy dissipation for isolated and open systems and its interpretation for the feasibility of biological processes, especially metabolism. We demonstrate that steady states of metabolic systems cannot show energy dissipation, while in dynamical modes entropy of the system can both increase or decrease, depending on the type of perturbation. These findings are very important for biotechnological processes where energy dissipation should be limited.

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