ДНК НЫҢ ФОТОХИМИЯЛЫҚ ТҮРЛЕНУЛЕРІ

Презентация қосу

Марат Оспанов атындағы Батыс Қазақстан
мемлекеттік медициналық университеті

Студенттің өзіндік жұмысы

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

Орынд
Тексе
Тобы: 107

Ақтөбе-2016
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.
ДНҚ кесіндісінің 3D моделі
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
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.
Адамның ағзасына тигізетін биологиялық әсерінің сипаттамасына
сәйкес барлық спектралды аймақты былай етіп бөледі:

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.
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 .
Көптеген органикалық қосылыстар қалыпты жағдайда немесе
ультракүлгін сәулемен әсер еткенде өзіне тән люминесценттік
жарық шығарады . Мәне осы жарықтың спектрлік құрамын талдай
келіп тағамдардың , дәрі дәрмектердің , тіннің , терінің және т . б
қоспаларын анықтайды . Ульракүлгін сәуленің әсерінен ағзаның
көптеген тіндері , мысалы тырнақ , тіс , боялмаған шаш ,көз
бұршағы флюоресценттік жарық шығарады. Сол жарықтың
спектрін анықтау дианостикада қолданылады . Осы мақсатта
қолданылатын құралды флюорометр дейді . Флюорометрдің басты
бөлігі сынапты шам деп те атайды .
Сынапты шам – ішінен ауасы жоғарғы вакуумға дейін сиретілген
кварц түтігінен тұрады . Түтіктің іші аргон газымен толтырылып
ЛЮМИНЕСЦЕНТТІК
кварц оған бірнеше тамшы сынап қосады . Түтіктің екі басына Э
электрод орналастырылған . Осындай шамды тоқ көзіне

ТАҢБАЛАР
қосқанда ,аргонның жеке иондары мен электрондарының әсерінен
солғын разряд пайда болады. Газдың иондары мен электрондары
түтіктің ішіндегі электродтармен соқтығысып , оларды қыздырады .
Қызған электродтардың бетінен электрондар бөлініп шығады .
Қорытынды
Фотобиологиялық процесстердің биофизикалық
негізін зерттеу кванттық биофизиканың басты
бөлімдерінің бірі. Оларға фотосинтез , фототаксис ,
фототропизм, көру, ультракүлгін сәуленің әсері
жатады.
Жылулық сәуле шығарумен қатар энергияның түрлену
нәтижесінде басқадай жарық шығады . Ол жарықтар –
суық жарықтар, оларды люминесценция деп аталады.
Осы суық жарық оны тудыратын энергияның түріне
байланысты хемилюминесценция,
электролюминесценция, фотолюминесценция
бөлінеді.
Пайдаланылған
әдебиеттер:

Рубин А.Е. Биофизика: Биофизика
клеточных процессов -2 том. – М. Книжный
дом «Университет», 2000
Релиуов А . Н. Медицинская и
биологическая физика , Дрофа , 2008
Арызханов Б. С. Жоғары оқу орындарының
студенттеріне арналған , Алматы , Қайнар ,
1990

Ұқсас жұмыстар

НЕГІЗГІ БӨЛІМ ДНҚ ТУРАЛЫ ТҮСІНІК

ДНҚ репликация ДНҚ транскрипция РНҚ трансляция белок

Репликация принциптері

Прокариот ДНҚ - ның репликациясы

ДНҚ молекуласының құрылысы

ДНҚ тізбектерін ДНҚ полимеразамен көшіру әдісі

Пәндер