54 Предмет, задачи молекул.Биофизики. Методы исследования

Биофизика-физика макроскопических систем-клеток и организмов.

Предмет - Изучает строение и физ хим свойства биофункциональных молекул (прежде всего биополимеров-белков, нуклеиновых кислот). Основной задачей мол биофизики является вскрытие физических механизмов, ответственных за биофункциональность этих молекул (напимер, ферментативная активность белков).

Малые различия в мол струк-ре- важно для реализации хим. баланса в живой системе(хиральность-оптически-активные конфигурации, конформации молекул-поворотные изомеры).

Методы: ЭПР(Электронный Парамагнитный Резонанс), ЯМР(Я́дерный магни́тный резона́нс), При исследовании строения и конформационных превращений Биополимеры широко используются как очищенные природные Биоп, так и их синтетические модели, которые проще по строению и легче поддаются исследованию. Так, при изучении белков моделями служат гомогенные или гетерогенные полипептиды (с заданным или случайным чередованием аминокислотных остатков). Моделями ДНК и РНК являются соответствующие синтетические гомогенные или гетерогенные полинуклеотиды. К методам исследования Биоп и их моделей относятся рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, изучение спектров поглощения, оптической активности, люминесценции, методы светорассеяния и динамического двойного лучепреломления, седиментационный метод, вискозиметрия, физико-химические методы разделения и очистки и ряд др. Все методы, разработанные для изучения синтетических полимеров, применимы и к Биополимеры При трактовке свойств Биополимеры и их моделей, закономерностей их конформационных превращений используются также методы теоретической физики (статистической физики, термодинамики, квантовой механики и др.).

В мол. биоф. нету проблем, связ. с неравновесным поведением живой открытой системы-биополимеры хорошо иссслед in vitro.

55 Биополимеры как основа организации биоструктур, особенности строения, функции

БИОПОЛИМЕРЫ (от греч. bios-жизнь и polymeres - состоящий из многих частей, многообразный), прир. высоко-мол. соединения, являющиеся структурной основой всех живых организмов. Обеспечивают их нормальную жизнедеятельность, выполняя разнообразные биол. функции. К Б. относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Известны также смешанные Б., напр. липопротеины (комплексы, содержащие белки и липиды), гликопротеины (соед., в молекулах к-рых олиго- или полисахаридные цепи ковалентно связаны с пептидными цепями), липополисахариды (соед., молекулы к-рых построены из липидов, олиго-и полисахаридов).

Основные структурные компоненты живого организма являются биополимерами (белки и НК).

Специфика - состоят из ограниченного числа повторяющихся сегментов (мономеры, связанные между собой в полипептидную цепь, НК). Атомы, повороты и вращающиеся вокруг одинарных связей - большое количество состояний (конформаций). В зависимости от химического строения и внешних условий молекулы Биополимеры могут находиться либо в одной или в нескольких преимущественных конформация

Биополимер - макросистема. Основные параметры:

1. Размеры

2. Форма

3. Степень свёрнутости

Существуют и взаимодействия - силы притяжения и отталкивания, ограниченное число вариантов.

Нуклеиновые кислоты выполняют в клетке генетические функции. Последовательность мономерных звеньев (нуклеотидов) в дезоксирибонуклеиновой кислоте - ДНК (иногда в рибонуклеиновой кислоте - РНК) определяет (в форме генетического кода) последовательность мономерных звеньев (аминокислотных остатков) во всех синтезируемых белках и, т. о., строение организма и протекающие в нём биохимические процессы.   Белки выполняют в клетке ряд важнейших функций. Белки-ферменты осуществляют все химические реакции обмена веществ в клетке, проводя их в необходимой последовательности и с нужной скоростью. Белки мышц, жгутиков микробов, клеточных ворсинок и др. выполняют сократительную функцию, превращая химическую энергию в механическую работу и обеспечивая подвижность организма в целом или его частей. Белки - основной материал большинства клеточных структур