Файл: Реферат таырыбы днкны фотохимиялы трленулері Орындаан Жайынбай Жазира Курс 1 курс.docx

Сонымен, фотобиологиялық процесстердің көптігіне қарамастан олардың әр қайсысының құрамына келесі кезеңдер кіреді:

1. 
   Жарық квантын жұту
   
2. 
   Энергия алмасуының молекула ішіндегі процесстері
   
3. 
   Энергияның көшуі
   
4. 
   Бірінші фотохимиялық акт.
   
5. 
   Фотохимиялық өнімдердің жарықсыз өзгерулері, тұрақты өнімдердің құрылуымен аяқталады
   
6. 
   Фотоөнімдердің қатысуымен жүретін биохимиялық реакциялар
   
7. 
   Жарық әсеріне жалпыфизиологиялық жауап.
   

Биофизиканы тек қана бірінші бес процесс қызықтырады. Әр түрлі толқынды жарық сәулелерінің әсер ету сипаттамалары ерекше. Адамға көбінесе жарық аймағының үлкен жиынтығы өз әсерін тигізеді

Адамның ағзасына тигізетін биологиялық әсерінің сипаттамасына сәйкес барлық спектралды аймақты былай етіп бөледі:

Инфрақызыл аймақ (толқындардың ұзындығы 750 нм астам) жылулық эффекттер үшін жауапты.

Көрінетін аймақ (400-750 нм) көру, фотопериодизм. Ультракүлгін аймақ (200-400 нм) үш аймаққа бөлінеді: а) қысқатолқынды УК-C (200-280 нм)

б) ортатолқынды - УК-В (280-315 нм) в) ұзынтолқынды - УК-A (315-400 нм)

Күннің сәулелерінің экологиялық УК компонетіне 290 нм. ұзын толқындар жатады, қысқатолқынды УК сәулелері жерге дейін жетпейді, өйткені олар атмосфераның озонында жұтылады.

Әр түрлі УК сәулелерінің биологиялық әсері әртүрлі.

УК-А – күннің көзіне күю, провитаминдерден Д витаминнің синтезі, фотоаллергиялық және сенсибилизацияланған фототоксикалық эффекттер.

УК-В- эритема, эдема, күннің көзіне күю, көздің күйігі, канцерогенез, Д витаминнің синтезі

УК-С- эритема, күннің көзіне күю, канцерогенез, мутациялар, бактерицидті эффект.

2. Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері

Фотобиологиялық әсерлердің спектрі дегеніміз фотобиологиялық эффекттің әсер ететін жарықтың толқынының ұзындығынан тәуелдігі.

Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері биологиялық процесті тиімді түрде шақыратын спектр аймағын

---

анықтау үшін ғана емес, сонымен бірге бұл биологиялық процессте қандай зат жарық кванттарының акцепторы болатындығын анықтауға мүмкіндік береді.

Әсер ететін жарықтың сандық сипаттамасы болып фотохимимиялық реакцияның көлденен кесіндісі деп аталын шама саналады. Бұл шама кванттық шығуының кюветаның ауданына көбейтіндісіне тең болады. Фотохимияда әсер етудің спектрі болып ферменттің инактивациясының көлденең кесіндіcінің әсер ететін жарық толқынының ұзындағына тәуелдігі саналады.

О. Варббургтың жұмыстарымен дәлелденген заң: ерітінділердегі фотохимиялық реакциялардың кванттық шығуы әсер ететін жарықтың толқынының ұзындығына тәуелсіз.

Бұл заңның физикалық маңызы люминисценциядағы Вавиловтың заңына сәйкес келеді – фотохимиялық реакцияға қозған қалыптың ең төменгі деңгейіндегі молекулалар қатысады.

Бұл заңның салдары: s =sjx болғандығынан s (l) әсер ету спектрінің формасы жеке зат үшін оның S(l) жұту спектріне сәйкес келеді.

Биологиялық жүйедегі дозалық қисық сызықтар бойынша әсер етудің спектрін өлшеу ешқандай спектралдық өлшеусіз фотолизге ұшыраған заттын жұту спектрін, ақырғы фотобиологиялық эффект үшін күрделі жүйенің қай компонентінің фотолизі жауапты екендігін табуға болады.

Қарапайым оқиға. Трипсиннің фотобиологиялық әсер ету спектрінің және сол ферменттін жұту спектрінің қисық сызықтарын қарастырайық (сурет 3). Трипсинде 3 бас хромофорлар болады: триптофанның, тирозиннің және цистиннің қалдықтары. Олар трипсиннің жұту спектрі үшін жауапты.

Әсер ету спектрі бұл спектрді толығымен қайталайды, сондықтан ақуыздың инактивациясы үшін барлық үш аминоқышқылдардың инактивациясы керек деп айтуға болады.

Күрделі фотобиологиялық процестерде ақырғы эффект алдында жартылай қайтымды фотохимиялық процесстер мен жарық шығарусыз кезеңдер жүреді. Онда: кинетикалық тепе-теңдік орындалмауы мүмкін және әсер ету спектрін анықтау үшін s қалай анықтауға болатындығы белгісіз.

Көбінесе мұндай жағдайда ордината осі бойынша барлық толқындар

---

ұзындықтары үшін бірдей фотобиологиялық эффектті шақыратын Дс дозасына теріс Э «жарықтың тиімділігі» шамасы салынады.

Эритеманың әсер ету спектрінде ордината осінде «эритемалық тиімділік» деп аталатын шаманы салады, ол шама минималды эритемалық дозасына (МЭД) теріс пропорционалды. МЭД- минималь эритемдік доза ,яғни ең минималь байқалатын эритеманың пайда болуын туғызатын сәулелену дозасы. Мұндай шама адамның күннің көзіне күю, өсімдіктердің фототропизм және фототаксис ,көздің сезімталдығы т.б спектрлерін салу үшін алынады.

3. Олардың биология мен медицина қолданылуы.

Күрделі биологиялық жүйелердің әсер спектрлерін қарасыруда жоғарыда айтылған салыстырмалы түрде қарапайым саналатын суреттеме

экранировка эффекттісі кезінде шамасынан ауытқуы мүмкін. Экранировканың мәні объектіге түсірілген жарық сол объектінің жоғары беткі қабаттарында жұтылуы мүмкін.Және оның терең қабатында әсер етуші жарық интенсивтілігі түсетін жарық интенсивтілігінен төмен болып шығады. Бұл интенсивтілік бізге белгілі. Зерттеліп жатқан фотобиологиялы процессте квант акцепторларының табиғаты нақтыланған кезде бұл рецепторда қандай нақты фотохимиялық реакция жүретінін айқындап білуге болады.

Димеризацияның пиримидиндік негіздердегі электрондық қозу жағдайының қалай жүретінін , тиминдік сұйықтарда , ДНҚ – ның өшіретін триплеттік негіздермен және фотосинсебилизация әдісімен зерттеген .

Тиминді триплеттік сөндіргіштермен шағылыстырғанда циклобутандық димерлердің шығуының азаюы , тиминдік димерлердің триплеттік негіздердің жағдайы арқылы өтетіні айқындалады . Бірақ та дәл сол триплеттік негіздер ДНҚ – ның тиминдік димерлерінің түзілуіне ешқандай әсері жоқ . Сол себепті де ДНҚ – дағы тиминдердің димеризациясы негіздердің синглетті қозу жағдайында жүреді

---

деп есептеуге болады .

Алайда триплеттік сөндіргіштердің ДНҚ – лардың димерінің шығуының әсерінің жоқтығы , тимин молекулаларының жақын және қолайлы орналасуы триплеттік деңгейдегі димеризация жылдамдығының константасынан жоғары . Егер осы тұжырымдама дұрыс болса , онда ДНҚ тиминдерінің димеризациясы триплеттік жағдай арқылы жүзеге асады .

Бұл реакция алғаш рет тиминді сұйықтықтарды ультракүлгін сәулелерімен шағылыстарғанда табылған . Ол 5,6 екіреттілік көміртек байланысымен түзілген циклобутанның сақинасынан тұратын екі негіздіболып табылады. Қысқа ультракүлгін сәулелері әсерінен 70 – 80 % летальды зақымдануы бар ДНК бір тізбегінде тимин димерлері түзіледі . Димеризация реакциясының негізгі белгісі болып оның фотоқалпына келуі .

Пиримидиндік негіздер 200 – 300 нм қашықтықтағы сәулелерді жұтады , ал олардың димерлері ультракүлгін сәулесінің 200 – 285 нм диапазонында . Сол себепті де ДНК немесе негіздерді ультракүлгін сәулелермен шағылыстарған кезде әрбір толқын ұзындығына қоздырылған жарықтың димерлер мен негіздердің арасында динамикалық тұрақтылық орнатады.

ДНК дағы тиминдік негіздердің негізгі фотохимиялық реакцияларының бірі болып табылады . Пиримидиндік сақинаға су молекуласының көміртектік байланысты бұзып қосылуының айтамыз . Димеризация реакцияларына қарағанда фотогидратация фото қайтымды процесске

жатпайды . Алайда гидраттар жоғары температура , сұйықтың иондық күшінен және рһ өзгерісінен бұзылуы мүмкін . Фотогидратацияның жылдамдығы H2O ның D2O ге айналысында азаяды . Триплеттік өшіргіштер фотогидратацияға әсер етпейді . Реакцияның кванттық шығуы ультракүлгін сәулесінің толқын ұзындығына тәуелді емес .

Фотогидратация процессінің бір ерекшелігі ол тек бір ДНК молекуласында болады. Сол себепті пиримидин гидраттары тек ұдайы репликацияланатын және транскрипцияланатын жасушаларға әсерін тигізеді .

Тірі клеткаларды зерттеуде

---

флуресценттік микроскопия әдісі мен флуоресценттейтін бояулар кеңінен қолданылады. Оның мәні бір заттардың жарық энергиясын жұтылуындажарықтандыру қасиетіне ие болуымен қорытындыланады. Флуоресценттік сәулелендіру қоздырғышының қатынасы бойынша флуоресценттік спектр әрқашан үлкен ұзындықтағы толқындар жағына ауытқиды. Мысалы, бөлініп алынған хлорофилл ультракүлгін сәуле көмегімен қызыл түспен жарықтанады. Бұл принцип флуоресценттік микроскопияда қолданады: қысқа ұзындықтағы толқын аймағындағы флуоресценттік объектіні қарастыруда. Әдетте мұндай микроскопта көк-күлгін облысында жарық беретін фильтрлер қолданылады. Ультракүлгін толқында толқында жұмыс істейтін люминесценттік микроскоптар ғылыми зерттеу жұмыстарда көп қолданылады.

Өзіндік флуоресценцияда кейбір пигменттер бар (хлорофиллдер, бактериалды пигменттер, витаминдер (А және В2), гормондар. Егер флуоресценттік микроскоппен өсімдік клеткасын қараған кезде күңгірт-көк фонда клетка ішінен қызыл дәндер ашық көрінеді - бұл хлоропласттар.

Флуоресценттік микроскопия әдісінде тірі клеткаларға флуорохромдарды қосуға болады. (флуоресценциялы заттар). Бұл әдіс витальді бояумен ұқсас, яғни бұл жерде өте төмен концентрациясы бар бояу қолданылады (1x10-4-1х10-5) Көптеген флуорохромдар белгілі бір таңдаушы клетка құрылысымен байланысып, оларды екіншілік люминесценцияға шақырады. Мысалы, сарғыш акринді флуорохром нуклеин қышқылымен таңдаулы байланысады. ДНҚ мономерлік түрдегі ДНҚ-мен байланысқанда жасыл түске флуоросценциаланады, ал димерлік түрдегі РНҚ-да қызыл түске жарықтанады. Сарғыш акриндинмен боялған тірі клеткаларды бақылауда, олардың ядроларында жасыл түсті жарық болады, ол цитоплпазмамен ядрошықта қызыл түс жарқырайды. Осы тірі клеткаларды осы әдістің көмегімен немесе басқа химиялық заттардың шоғырлануын

көруге болады (кейбір жағдайда мөлшерін санау). Липидпен, шырыш және керотинмен және т.б. таңдаулы байланысатын флуорохромдар болады.

Таңбаланған флуорохромдық антиденені тірі клеткаға инъецирлеуге болады. Мысалы, тубулин белоктық флуорохроммен байланысқан антиденелерін клеткаларға енгізсе, олар микротүтікшелермен косылады.

---