Готовые билеты в PDF-формате (1123293), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Ингибирование избытком субстрата.2. Два типа фотодинамических реакций.(когда интенсивность света в поле микроскопа была достаточно большой, окрашенныекрасителями клетки прекращали движение и погибали, причем спектр действия этогоэффекта соответствовал спектрам поглощения красителей.)Фотодинамическое действие - способ световой регуляции движения и жизнеспособностиклеток.По характеру первичного процесса все фотодинамические реакции можно разделить на дватипа:I тип - все реакции, первичной стадией которых служит реакция возбужденных молекулфотосенсибилизаторов (Sens*) с субстратами окисления (Х).Sens* + Х →свободно-радикальные интермедиаты + O2 → продукты окисления ХII тип - процессы, в которых первичным является взаимодействие возбужденных молекулфотосенсибилизаторов с кислородомSens* + O2 → активные фотопродукты + Х → продукты окисления ХБилет № 171.
Физико-химические механизмы стабилизации мембран. Особенности фазовыхпереходов в мембранных системах. Вращательная и трансляционная подвижностьфосфолипидов, флип-флоп переходы. Латеральная диффузия мембранных липидов.2. Кислородный эффект в радиобиологии и его механизмы.Кислородный эффект в радиобиологии:– это явление усиления повреждающего действия ионизирующего излучения приналичии в среде кислорода во время облучения;- радиозащитное действие гипоксии (т.е. пониженного содержания кислорода);- радиосенсибилизирующее действие кислорода;- универсальное явление, наблюдаемое при облучении различных объектов – целыхорганизмов, клеток и простых модельных систем;Первые наблюдения кислородного эффекта:1.
В 1912 г. в Германии H.Swartz - реакция кожи на облучение уменьшается, если тубусрентгеновской трубки или радиевый аппликатор плотно прижаты к коже.(уменьшение лучевой реакции кожи обусловлено прекращением кровотока и,следовательно, пониженным содержанием кислорода в этих участках кожи).2. В 1921 г. H.Holthusen - яйца аскарид более устойчивы к облучению в отсутствиикислорода.3. В 1921-1923 гг. E.Petry - семена растений в бескислородной среде более устойчивы коблучению, чем в присутствии кислорода.Кислородный эффект:- при облучении макромолекул в сухом состоянииКЭ обнаружен не только на клеточном и организменном уровне, но и в экспериментахс облучением биологических макромолекул в сухом состоянии(ферменты, нуклеиновыекислоты).
КЭ почти всегда наблюдается при облучении сухих макромолекул.- при облучении разбавленных водных растворов макромолекул (обратный)т.е. в условиях, когда преобладает непрямое действие - КЭ может быть очень слабымили отсутствовать. Возможен защитный эффект кислорода (т.е. обратный): приоблучении растворов трипсина (его радиочувствительность в атмосфере кислородаоказалась в 3 раза ниже, чем в атмосфере азота).- на культивируемых клетках при действии разных видов ионизирующих излученийКЭ наблюдается при облучении редкоионизирующими излучениями (γ- ирентгеновским).
При облучении плотноионизирующими излучениями кислородныйэффект гораздо менее выражен (в случае нейтронного=15 МэВ излучения) илиполностью отсутствует (в случае α‑излучения=2,5 МэВ). Самое высокое значение ККУ придействии рентгеновского излучения.Снижение КЭ при действии плотноионизирующего излучения на клетки (объяснение)- при действии плотноионизирующего излучения количество одномоментнопроисходящих попаданий в мишень так велико, что поражение мишени достигаетмаксимального уровня и становится необратимым даже в бескислородных условиях (т.е.усиливать радиационный эффект уже некуда, он и так максимальный).- при действии плотноионизирующего излучения в результате дополнительныхреакций вторичных продуктов радиолиза воды образуется кислород.
Это приводит ктому, что реальных аноксических условий при облучении плотноионизирующимизлучением создать невозможно. Дополнительные реакции с участием вторичныхпродуктов радиолиза воды становятся возможны, поскольку плотность радикалов,возникающих при действии плотноионизирующего излучения гораздо выше, чем придействии редкоионизирующего излучения. Повышается вероятность осуществленияреакции рекомбинации 2-х гидроксильных радикалов и реакции гидроксильногорадикала с перекисью водорода с образованием перекисного радикала:При действии редкоионизирующих излучений вероятность осуществления последнейреакции очень незначительна (т.к. для ее осуществления необходимо образование прирадиолизе воды 3-х близко расположенных друг к другу гидроксильных радикалов, чтоочень маловероятно для РЕДКОионизирующего излучения).Образовавшийся перекисныйрадикал может привести к образованию кислорода по следующим реакциям:Первоначальные представления о физико-химическом механизме КЭКЭ на физ-хим уровне обусловлен появлением более активных продуктов радиолизаводы в присутствии кислорода, а именно супероксиданионрадикала O2–• и перекисногорадикала HO2•.
Позже было показано, что реакционная способность этих радикалов непревышает реакционной способности других основных продуктов радиолиза воды,возникающих в отсутствии кислорода.Гипотеза кислородной фиксацииВ 1956 г. Т. Альпер и П. Говард-Фландерс:- в результате облучения мишени образуется ее активированное состояние;- это активированное состояние мишени существует в течение очень короткоговремени (не более 20 мс), а затем мишень возвращается в стабильное состояние (т.е.восстанавливается);- в активированном состоянии мишень является очень реакционноспособной поотношению к кислороду;- если во время облучения в среде присутствует кислород, то мишень вактивированном состоянии взаимодействует с ним с образованием перекиси(гидроперекиси), т.е. происходит пероксидация мишени;- пероксидация мишени приводит к потере ее функциональных свойств(ферментативной активности и т.д.) и затрудняет ее репарацию (у молекулы ДНК) иливовсе делает ее невозможной.
Повреждение становится нерепарируемым. Кислородзакрепляет («фиксирует») повреждение мишени.Значение КЭ при радиотерапии опухолейКЭ необходимо учитывать при радиотерапии злокачественных новообразований.Цель радиотерапии – убить опухолевые клетки и как можно меньше повредитьнормальные ткани, окружающие опухоль. Применению облучения для удаления опухолипрепятствует тот факт, что существенная часть популяции клеток опухоли является гораздоболее устойчивой к действию облучения.
Это связано с тем, что в опухолях имеютсягипоксические зоны, возникающие в результате гораздо худшего снабжения опухоликровью по сравнению с нормальными тканями, что происходит по следующим причинам:- рост капиллярной сети не поспевает за быстрым ростом опухоли;- быстрое деление клеток опухоли приводит к периодическому сдавливаниюимеющихся там капилляров и прекращению кровотока.Парциальное напряжение кислорода (рО2) в гипоксической зоне опухоли можетсоставлять 1‑10 мм рт.
ст., тогда как в нормальных тканях – от 20 до 100 мм рт. ст.Билет 21ФРАНКА -КОНДОНА ПРИНЦИП -утверждает, что электронные переходы в молекулах происходяточень быстро по сравнению с движением ядер, благодаря чему расстояние между ядрами и ихскорости при электронном переходе не успевают измениться. Ф.- К. п. соответствуетадиабатическому приближению(метод приближённого решения задач квантовой механики,применяемый для описания квантовых систем, в к-рых можно выделить "быструю" и"медленную" подсистемы. Исходная задача решается в два этапа: сначала рассматриваетсядвижение быстрой подсистемы при фиксир. координатах медленной подсистемы, а затемучитывается движение последней.) и основан на приближённом разделении полной энергиимолекулы на электронную энергию и энергию движения ядер (колебательную и вращательную),согласно Борна - Оппенгеймера теореме (БОРНА - ОППЕНГЕЙМЕРА ТЕОРЕМА - устанавливаетсоотношение между вкладами движений электронов относит.
движений ядер и вращениямолекулы как целого в полную энергию молекулы. Разложив оператор энергии по параметру(где- масса электрона и М - величина, имеющая порядок массы ядермолекулы), M. Борн (M. Born) и P. Оппенгеймер (В. Oppenheimer) в 1927 показали, что полнуюэнергию молекулы приближённо можно представить в виде:где член нулевого порядка соответствует электронной энергии, член 2-го порядка - колебательной ичлен 4-го порядка - вращательной (нечётные степени параметраобращаются в нуль).Возможность такого разложения связана с тем, что масса электрона много меньше массы ядер.). По Ф.- К.
п. в простейшем случае двухатомной молекулы наиб. вероятны электронные переходы,изображаемые вертикальными линиями на диаграмме зависимости потенц. энергии отмежъядерного расстояния для двух комбинирующих электронных состояний (Рис. 3. Схемаэлектронных (е' и е'')и колебательных уровней энергии двухатомной молекулы и образованиеэлектронно-колебательных полос (R''e , R'e )в соответствии с принципом Франка - Конда.)5. Основные законы молекулярной флуоресценции1. Независимость спектров флуоресценции от длины волны возбуждающего света.Электронные спектры поглощения многоатомных молекул обычно состоят из нескольких широкихполос, расположенных в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Это дает возможностьвозбуждать их люминесценцию монохроматическим светом с широким набором длин волн. Привозбуждении люминесценции светом с частотами, лежащими в пределах одной полосы поглощениявещества, молекулы переходят на разные колебательные уровни одного возбужденногоэлектронного состояния.
В случае же возбуждения свечения излучением, частоты которогосоответствуют разным полосам поглощения вещества, молекулы могут переходить в различныевозбужденные электронные состояния.В обоих случаях спектр люминесценции долженсущественно меняться, однако в действительности у сложных молекул, помещенных вконденсированные среды, форма и положение их спектра люминесценции характерны для каждоговещества и практически не зависят от длины волны возбуждающего света. При поглощениивозбуждающих квантов различной величины молекулы первоначально переходят сневозбужденного электронного уровня Е0 на возбуждающие уровни Е1, Е2 и Е3. Вместе с темпостоянство их спектра люминесценции указывает на то, что завершающий излучательный переходпроисходит всегда с одного и того же уровня Е1.Е3Е2Е1Е0Это означает, что большинство из возбужденных состояний, присущих исследуемым молекулам,нестабильны, и лишь одно из них Е1, характерное для них в данных температурных условиях,является устойчивым, откуда происходит переход в невозбужденное состояние с испусканиемкванта люминесценции.
Независимость спектра люминесценции от длины волны возбуждающегосвета характерна, прежде всего, для сложных молекул, находящихся в жидкой и кристаллическойфазах.2.Закон Стокса-ЛоммеляОдна из важных закономерностей молекулярной люминесценции проявляется во взаимномрасположении спектров поглощения и люминесценции. Д.Стокс сформулировал правило, согласнокоторому свет люминесценции имеет всегда большую длину волны, чем поглощенныйвозбуждающий свет: hvlm < hvabcПравило Стокса утверждает, что за счет больших возбуждающих квантов всегда должны возникатьболее мелкие кванты люминесценции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
