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

Сонымен, фотобиологиялықпроцесстердің көптігіне қарамастан олардыңәр қайсысының құрамынакелесікезеңдер 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 текқана бірінші бес процесс қызықтырады. Әр түрлітолқынды жарық сәулелерінің әсер ету сипаттамалары ерекше. Адамғакөбінесежарықаймағының үлкенжиынтығыөзәсерінтигізедіАдамның ағзасына тигізетін биологиялық әсерінің сипаттамасына сәйкесбарлықспектралдыаймақтыбылай етіпбөледі:Инфрақызыл аймақ(толқындардың ұзындығы 750 нм астам) жылулықэффекттерүшін жауапты.Көрінетін аймақ (400-750 нм) көру, фотопериодизм.Ультракүлгін аймақ (200-400 нм) үш аймаққа бөлінеді:а)қысқатолқындыУК-C (200-280 нм)б) ортатолқынды - УК-В (280-315 нм)в)ұзынтолқынды-УК-A(315-400нм)Күннің сәулелерінің экологиялық УК компонетіне 290 нм. ұзын толқындаржатады, қысқатолқындыУК сәулелері жерге дейін жетпейді, өйткені оларатмосфераныңозонында жұтылады.ӘртүрліУКсәулелерініңбиологиялықәсеріәртүрлі.УК-А – күннің көзіне күю, провитаминдерден Д витаминнің синтезі,фотоаллергиялықжәнесенсибилизацияланғанфототоксикалықэффекттер.УК-В- эритема, эдема, күннің көзіне күю, көздің күйігі, канцерогенез, ДвитаминніңсинтезіУК-С- эритема, күннің көзіне күю, канцерогенез, мутациялар,бактерицидті эффект.

2. Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері

Фотобиологиялық әсерлердің спектрі дегеніміз фотобиологиялықэффекттіңәсерететінжарықтыңтолқыныныңұзындығынантәуелдігі.Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері биологиялық процесті тиімдітүрде шақыратын спектр аймағын

---

анықтау үшін ғана емес, соныменбіргебұл биологиялық процесстеқандай зат жарық кванттарының акцепторыболатындығынанықтауға мүмкіндікбереді.Әсер ететін жарықтың сандық сипаттамасы болып фотохимимиялықреакцияның көлденен кесіндісі депаталын шама саналады. Бұл шамакванттық шығуының кюветаның ауданына көбейтіндісіне тең болады.Фотохимияда әсер етудің спектрі болып ферменттің инактивациясыныңкөлденеңкесіндіcінің әсер ететін жарық толқынының ұзындағынатәуелдігісаналады.О. Варббургтыңжұмыстарымен дәлелденген заң: ерітінділердегіфотохимиялық реакциялардың кванттық шығуы әсер ететін жарықтыңтолқыныныңұзындығына тәуелсіз.Бұл заңның физикалықмаңызы люминисценциядағы Вавиловтың заңынасәйкес келеді – фотохимиялық реакцияға қозған қалыптың ең төменгідеңгейіндегі молекулалар қатысады.Бұл заңның салдары: s =sjx болғандығынан s (l) әсер ету спектрініңформасыжекезатүшіноныңS(l)жұтуспектрінесәйкес келеді.Биологиялық жүйедегі дозалық қисық сызықтар бойынша әсер етудіңспектрін өлшеу ешқандай спектралдық өлшеусіз фотолизге ұшырағанзаттын жұту спектрін, ақырғы фотобиологиялық эффект үшін күрделіжүйеніңқайкомпонентініңфотолизіжауаптыекендігінтабуғаболады.Қарапайым оқиға. Трипсиннің фотобиологиялық әсер ету спектрінің жәнесол ферменттін жұту спектрінің қисық сызықтарын қарастырайық (сурет3). Трипсинде 3 бас хромофорлар болады: триптофанның, тирозиннің жәнецистинніңқалдықтары.Олар трипсинніңжұту спектріүшінжауапты.Әсер ету спектрі бұлспектрді толығымен қайталайды, сондықтанақуыздың инактивациясы үшін барлық үш аминоқышқылдардыңинактивациясыкерекдеп айтуғаболады.Күрделі фотобиологиялық процестердеақырғы эффект алдында жартылайқайтымды фотохимиялық процесстер мен жарықшығарусыз кезеңдержүреді. Онда: кинетикалық тепе-теңдік орындалмауымүмкін және әсерету спектрінанықтауүшінs қалайанықтауғаболатындығыбелгісіз.Көбінесе мұндай жағдайда ордината осі бойынша барлық толқындар

---

ұзындықтары үшін бірдей фотобиологиялық эффектті шақыратын ДсдозасынатерісЭ«жарықтыңтиімділігі»шамасысалынады.Эритеманың әсер ету спектрінде ордината осінде «эритемалық тиімділік»деп аталатын шаманы салады, ол шама минималды эритемалық дозасына(МЭД) теріс пропорционалды. МЭД- минималь эритемдікдоза ,яғни еңминимальбайқалатынэритеманың пайда болуын туғызатынсәулеленудозасы. Мұндайшама адамның күннің көзіне күю, өсімдіктердіңфототропизм және фототаксис ,көздің сезімталдығыт.бспектрлерінсалуүшіналынады.

3. Олардың биология мен медицина қолданылуы.

Күрделі биологиялықжүйелердіңәсер спектрлерін қарасыруда жоғарыдаайтылған салыстырмалытүрдеқарапайымсаналатын суреттемеэкранировка эффекттісі кезіндешамасынан ауытқуы мүмкін.Экранировканың мәні объектіге түсірілген жарықсол объектінің жоғарыбеткі қабаттарында жұтылуы мүмкін.Және оның терең қабатындаәсеретушіжарықинтенсивтілігітүсетінжарықинтенсивтілігінентөменболыпшығады. Бұл интенсивтілікбізге белгілі. Зерттеліп жатқанфотобиологиялы процессте квантакцепторларының табиғатынақтыланғанкезде бұлрецептордақандай нақты фотохимиялық реакцияжүретінінайқындапбілугеболады.Димеризацияныңпиримидиндік негіздердегі электрондыққозужағдайының қалай жүретінін , тиминдік сұйықтарда ,ДНҚ – ның өшіретінтриплеттікнегіздерменжәнефотосинсебилизацияәдісімензерттеген.Тиминді триплеттік сөндіргіштермен шағылыстырғандациклобутандықдимерлердің шығуының азаюы , тиминдік димерлердің триплеттікнегіздердің жағдайы арқылы өтетініайқындалады . Бірақ та дәл солтриплеттік негіздер ДНҚ – ныңтиминдік димерлерінің түзілуіне ешқандайәсері жоқ . Сол себепті де ДНҚ– дағы тиминдердің димеризациясынегіздердіңсинглеттіқозу жағдайындажүреді

---

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.

---