НЕГІЗГІ БӨЛІМ ДНҚ ТУРАЛЫ ТҮСІНІК

Марат Оспанов атындағы Батыс Қазақстан

мемлекеттік медициналық университеті

ДНҚ-НЫҢ ФОТОХИМИЯҒА АЙНАЛУЫ: ЛЮМИНИСЦЕНТТІ БЕЛГІЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ БИОЛОГИЯДА ЖӘНЕ МЕДИЦИНАДА ҚОЛДАНЫЛУЫ

Орындаған: Сарыев. Т. М

Тексерген: Мәдихан. Ж. Ш

Тобы: 107

Ақтөбе-2016

Студенттің өзіндік жұмысы

ЖОСПАРЫ:

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

ДНҚ туралы түсінік

ДНҚ - ның фотохимиялық түрленуі . Люминесценттік таңбалар мен сорғылар және олардың медицинада қолданылуы .

ІІІ. Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) - тірі организмдердегі генетикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін, сақталуын, дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеин қышқылының екі түрінің бірі. ДНҚ-ның клеткадағы басты қызметі - ұзақ мерзімге РНҚ мен белокқа қажетті ақпаратты сақтау. ДНҚ-ның ерекшелiгi. Бiр организмнiң барлық клеткаларындағы ДНҚ молекуласының құрамы, құрылымы бiрдей болады да, жасына, ортадағы жағдайына тәуелдi емес. ДНҚ молекуласының нуклеотидтiк құрамы, құрылымы, тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы организмнiң ерекше қасиетiн анықтайды. ДНҚ молекуласының полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң ретi - ұрпақтан-ұрпаққа берiлетiн генетикалық мәлiмет. Полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы ДНҚ молекуласының бiрiншi реттiк құрылымы деп аталады. ДНҚ молекуласының екiншi реттiк құрылымын 1953 ж. Уотсон мен Крик анықтады. ДНҚ құрылымының анықталуы ХХ ғасырдағы биологияның ең маңызды жаңалығы деп саналады. Уотсон мен Крик теориясы бойынша екi полинуклеотид тiзбегiнен құралған ДНҚ-ның молекуласы кеңiстiкте оң қос қабат спираль болып табылады.

Қос қабат спиральдағы екi тiзбектiң жолдамасы - антипараллель, бiр тiзбектегi 5'-бағыттағы қалдықтардан түзiледi, нуклеотидтер арасындағы байланыс 3' 3' бағыттағыекiншi тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 5' қалдықтардан түзiледi. Екi полинуклеотидтi тiзбек өзара бұранда сияқты жалғасып, азоттық негiз арқылы байланысады. Гидрофобты азоттық негiздер спиральдiң iшiне орналасқан, ал гидрофильдi пентозды-фосфорлы қалдықтар ДНҚ молекуласының сыртқы жағына қарай бағытталған. Спиральдiң бiр айналымына азоттық негiздiң 10 жұбы келедi. Спиральдiң диаметрi 2 нм болады. Қос қабат спиральдегі азоттық негiздердің қабысуы өте ерекше. Бiр тiзбектегi аденинге - екiншi тiзбектегi тимин, ал гуанинге цитозин қарсы тұрады. Бұл - ДНҚ молекуласының құрылымыныњ өте ерекше маңызды қасиетi. Спиральдағы азоттық негiздердiң осылай орналасуы ДНҚ тiзбегiндегi сєйкестiк-үйлесiмдiлiк (комплементарлық) деп аталады. Қос қабат спиральдi азоттық негiздердiң арасындағы сутектiк байланыс және гидрофобты әрекеттесулер бiрiктiрiп ұстап тұрады. Мұнда аденин мен тиминнiң арасында екi сутектiк байланыс түзiледi, ал гуанин мен цитозиннiң арасында үш сутектiк байланыс түзiледi . Қосақтың әрқайсысында азоттық негiздердiң пентозды-фосфорлы керегесi-мен қосатын гликозидтік байланыстарының арасындаѓы қашықтығы бiрдей - 1, 085 нм.

ДНҚ кесіндісінің 3D моделі

ДНК ның ФОТОХИМИЯЛЫҚ ТҮРЛЕНУЛЕРІ

ДНК ҚЫСҚА ТОЛҚЫНДЫ УЛЬТРАКҮЛГІН СӘУЛЕНІҢ ЛЕТАЛЬДЫҚ ЖӘНЕ МУТАГЕНДІК ӘСЕРІНІҢ НЕГІЗГІ ЖАСУША ІШІЛІК НЫСАНАСЫ ДЕП ҚАБЫЛДАНҒАН. БҰЛ ДНК нің ФОТОБИОЛОГИЯЛЫҚ ЭФФЕКТТЕРДІҢ ӘРЕКЕТ СПЕКТРІНІҢ МАКСИМУМЫНЫҢ (260 - 265нм) ЖҰТЫЛУ СПЕКТРІНІҢ МАКСИМУМЫМЕН БЕТТЕСЕТІНІ АРҚЫЛЫ ДӘЛЕЛДЕНГЕН.

ДНК ның негізгі ХРОМОФОРЛАРЫ НУКЛЕОТИДТЕРДІҢ АЗОТТЫҚ НЕГІЗДЕРІ БОЛЫП ТАБЫЛАДЫ. ПРИМИДИНДІК КОМПЕНЕНТТЕРДІҢ ФОТОТҮРЛЕНУЛЕРІНІҢ КВАНТТЫҚ ШЫҒЫМЫ ПУРИН дерге ҚАРАҒАНДА БІРҚАТАР ЖОҒАРЫ.

Фотохимиялық рекцияның орындалуында қозған қалыптың өмір сүру уақытының маңызы аса зор, өйткені бұл уақыттың ішінде молекула артық энергияны сақтайды. Сондықтан көптеген фотохимиялық реакцияларға триплетті қозған қалыптағы молекулалар қатысады, өйткені мұндай молекулалардың синглетті қалыппен салыстырғанда өмір сүру уақыты анағұрлым көп болады. Оның үстіне мұндай молекула бирадикал болып табылады.

Барлық фотохимиялық реакциялар біркванттық механизм бойынша жүреді (реакцияға түсетін молекула тек қана жарықтың бір квантын жұтады) . Тек қана күшті лазерлі сәулеленудің әсерінен молекула екінші квантты жұтуға үлгере алады да бір молекуланың екіфотонды қозуы пайда болады және молекула жоғары қозған деңгейлерге көшеді.

Бірақ тек қана фотосинтез кезінде жарық сәулелердің энергиясы өнімдердің (глюкоза) химиялық байланыстарының энергиясы түрінде жинақталады, өйткені бастапқы заттармен (СО2 және Н2О) салыстырғанда олардың еркін энергиясының қоры молдау болады. Басқа фотобиологиялық процесстерде жарық фотохимиялық реакцияларға әкелетіндігіне қарамастан, реакцияның өнімдерінде артық еркін энергияның молшері бастапқы заттармен салыстырғанда көп болмайды. Бірақ фотохимиялық кезеңнен кейін жүретін жарық шығарусыз кезеңдерде күрделі физиологиялық-биохимиялық түрленулердің нәтижесінде биоқұрылымдарда энергияның мөлшері жоғары болуы мүмкін. Ондай түрлендірулердің (жарықтың морфогензге, пигменттердің синтезіне, дем алуға фотостимуляциялық әсері) жалпы энергиялық эффектісі өте жоғары болғанымен тікелей жарық сәулелерінің энергиясы жинақталмайды.

Фотобиологиялық процесстерге биологиялық маңызды қосылымдардың жарықты жұтуынан басталатын және физиологиялық реакциямен аяқталатын процесстер жатады.

Барлық фотобиологиялық процесстерде жарықтың энергиясы химиялық түрлендірулердің активациялық тосқауылдарынан өту үшін қолданылады. Жарықтын әсерінен қозған молекуланың реакциялық қабілеттігіне бірқатар факторлар әсерлерін тигізеді. Реакцияға түсу қабілеті қозған электронның энергетикалық деңгейінің қалпына тәуелді. Бұл деңгей энергетикалық тосқауылдан өтуді қамтамасыз етеді. (1 сурет ) .

1 сурет . А* +ВР фотохимиялық процессінің энергетикалық схемасы

E1 - көлеңкелік реакцияның активация энергиясы; А + ВР; E2- берілген: А* +ВР (E1 >E2) фотохимиялық реакцияның активация энергиясы (Рубин А. Б., 2000) .

Негативті фотобиологиялық процесстердің ағзадағы екі түрі болады: фототоксикалық және фотоаллергиялық.

Фототоксикалық эффекттерге аллергиялық реакциялармен қатар жүрмейтін, терінің не көздің зақымданулары жатады. Олардың клиникасынка эритема, эдема, пигментация, көз жанарының бұлдырауы және т. б. жатады.

Фотоаллергиялық эффекттерге аллергиялық сенсибилизацияның бірінші иммунологиялық механизмі кіреді.

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

Көрінетінаймақ (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.

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