Фотохимиялық реакция механизмі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

БОӨЖ №11
Реферат
ДНК-ның фотохимиялық түрленуі

Орындаған: Кенжебек Ә.О.
Курс:1 курс
Мамандығы: Жалпы медицина
Тобы: 107 Б
Қабылдаған: Ақтан Б.Р,
АКТ кафедрасы

Алматы, 2020
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
НЕГІЗГІ БӨЛІМ:
Ⅰ. Фотохимиялық реакция механизмі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
ІІ. ДНК-ның фотохимиялық түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.1. Электронды - қозу күйінің примидинді негіздерінің фотохимиялық реакциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2.2. Фотодимеризация реакциясы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
2.3. Фотогидратация реакциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..7
2.4. Қарқындылығы жоғары ультракүлгін-сәулеленудің ДНҚ-ға тигізетін әсерлерінің ерекшеліктері (екі кванттық реакциялар) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
ІІІ. Фотохимиялық реакциялардың медицинада қолданылуы ... ... ... ... ..9
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...11

КІРІСПЕ
Фотохимия, фотохимиялық реакциялар -- химия ғылымының жарық сәулелері әсерінен жүретін реакцияларды зерттейтін саласы.Фотохимиямен оптика және оптикалық сәуле шығару тығыз байланысты. Фотохимиялық реакциялардың жүруі затқа сіңірілген жарық сәулелерінің әсерінен ғана болатынын алғаш орыс ғалымы Х.Гротгус дәлелдеген (1818). Фотохимия - бұл заттардың ультрафиолет маңында (100-400 нм), көрінетін көрінетін (400-800 нм) және инфрақызыл (0,8 - 1,5 мкм) маңында электромагниттік сәулеленуінің әсерінен химиялық өзгерісі туралы ғылым болып табылады. Фотохимиялық реакциялар - электромагнитті толқындардың, оның ішінде жарықтың әрекетімен болатын химиялық процестер. Кванттық химия, спектроскопия, химиялық кинетика жетістіктерін пайдалану, сондай-ақ жаңа эксперименталды зерттеу әдістерінің пайда болуы, ең алдымен өте жылдам (10-12 с дейін) процестерді және қысқа мерзімді аралық өнімдерді зерттеу әдістері, фотондардың атомдармен және молекулалармен өзара әрекеттесу, молекулалардың қозған электронды күйлерінің табиғаты, фотофизикалық және фотохимиялық процестердің механизмдері заңдылықтары туралы егжей-тегжейлі идеялар жасауға мүмкіндік берді.
Фотохимиялық реакциялар, әдетте, фотонды негізгі (тұрақты) электронды күйде молекуланың сіңіруінен пайда болған молекулалардың қозған электронды күйлерінен жүреді. Егер жарықтың қарқындылығы өте үлкен болса [1020 фотон (с · см2)] көп болса, онда екі немесе одан көп фотонды сіңіру арқылы жоғары қозған электронды күйлерді толтыруға болады және екі және көп фотонды фотохимиялық реакциялар байқалады. Фотохимиялық процестерді екі топқа бөлуге болады. Бірінші процестерде сәулелену себепші болады. Бұлар сәуле әсерінсіз де жүре алады . Сәуле энергиясы тек активті бөлшектердің пайда болуына себепші болып , процесс ағымын катализдейді . Екінші топқа берілген жағдайда өздігінен жүре бермейтін процестер жатады Ол үшін сырттан жұмсалатын жұмыстың болуы шартты нәрсе. Бұған қажетті энергия сәуле толқынындағы электромагнит түрінде жеткізіледі. Затқа сіңген сәуле, бұл системадағы энергия қорын арттырып , тепе - теңдік константасын өзгертеді.
Фотохимияны практикалық қолдану фотографиямен, фотолитографиямен және ақпараттарды тіркеу мен өңдеудің басқа процестерімен, органикалық және бейорганикалық заттардың өндірістік және зертханалық синтезімен, полимер материалдарының синтезі мен модификациясымен, кванттық электроникамен (фотохимиялық лазерлер, жапқыштар, модуляторлар), микроэлектрониктермен (фоторезистер), күн энергиясының химиялық энергияға түрленуіне тығыз байланысты. Фотохимиялық реакцияларға өсімдіктегі фотосинтез, бояулардың одуы, сәуле әсерінен ыдырау реакциясы, суретке түсіру құбылысы және тағы басқа процестер мысал болады.
Фотохимиялық процестер табиғатта өте маңызды рөл атқарады. Фотосинтез Жердегі барлық дерлік тірі организмдердің өмір сүруін қамтамасыз етеді. Адамдарды қоршаған жануарлар мен жануарлардың көпшілігі туралы ақпараттың басым көпшілігі көру арқылы алынады, оның механизмі родопсиннің фотоизомеризациясына негізделген, бұл сигналдың күшейту ферментативті процестерінің тізбегін іске қосады және осылайша өте жоғары сезімталдықты қамтамасыз етеді (жеке фотондарды тіркеуге дейін).

Ⅰ Фотохимиялық реакциялар механизмі

Фотохимиялық реакциялар деп химиялық реакцияға түсетін заттардың бірі сәуле квантын өзіне сіңіріп, нәтижесінде өзі активті бөлшекке айналып онан әрі жүретін реакцияларды айтады.
Фотохимиялық процестерді екі топқа бөлуге болады. Бірінші процестерде сәулелену себепші болады. Бұлар сәуле әсерінсіз де жүре алады . Сәуле энергиясы тек активті бөлшектердің пайда болуына себепші болып , процесс ағымын катализдейді . Екінші топқа берілген жағдайда өздігінен жүре бермейтін процестер жатады Ол үшін сырттан жұмсалатын жұмыстың болуы шартты нәрсе. Бұған қажетті энергия сәуле толқынындағы электромагнит түрінде жеткізіледі. Затқа сіңген сәуле, бұл системадағы энергия қорын арттырып , тепе - теңдік константасын өзгертеді.
Фотохимиялық реакцияларға өсімдіктегі фотосинтез, бояулардың одуы, сәуле әсерінен ыдырау реакциясы, суретке түсіру құбылысы және тағы басқа процестер мысал болады. Фотохимиялық реакциялар газдарда да, сұйықта да, катты заттарда да жүре береді.
Алғашқы рет 1817 жылы К. Гроттус тек системаға дарыған сәуле ғана химиялық өзгеріс туғызатынын анықтады. Ал, 1855 жылы Р. Бунзен хлор мен сутек арасындағы реакциядан шығатын өнімнің мөлшері әрекеттесетін газ қоспасына түсетін сәуле жарықтығы мен сәуле түскен уақытқа пропорционалдығын көрсетеді. К. А. Тимирязев (1875) және Вант-Гофф (1904) сәуле әсерінен жүретін реакциялардағы химиялық өзгерістерге тап болатын заттардың және осы тұста жаңадан түзілетін өнімнің мөлшері оларға дарыған сәуле энергиясына тура пропорционал болатынын ашты. Сәуле табиғатының (1910) кванттык құрылымын анықтаған жаңалық фотохимиялық процестердің негізгі теориялық жағдайын қалыптастыруға мүмкіндік туғызды. Ал, 1912 жылы А. Эйнштейн ашқан фотохимиялық эквиваленттік заңы аса маңызды бетбұрыстың бірі: алғашқы фотохимиялық айналу актісіне кезіккен молекула саны осында дарыған сэуле квантыныц санына тең.
АВ молекулаларын сәулелендіру кезінде жүретін фотохимиялық процестердің жалпы схемасы:
АВ + hν--АВ*--А + В
АВ молекуласына түскен сәуледен оған сәуле кванты (фотоны) дарығанда электрондары энергиясы артуымен сипатталатын қоздырылған АВ* молекуласы алынады. Онан әрі осы молекуладағы энергия қорының молекулаға қайта таралуы олардың химиялық байланысын үзіп, активті А және В бөлшектерін тудырады.
Молекуланы қоздыру процесі өте қысқа, шамамен 10~8 секундта жүреді. Егер осы уақытта қозған молекула басқалармен әрекеттесіп үлгермесе, онда ол активсізденеді. Сондықтан фотохимиялық процестерді төмендегідей үш сатыға бөлуге болады: 1. бірінші акт -- активтену; 2. екінші немесе қараңғылық процесстері; 3. мүмкін болған активсіздену.
Екінші процеске өте көп молекула қатысады. Мұндай реакция өте тез жүріп, күрделі тізбекті реакция схемасымен, айталық хлор мен сутек арасындағыдай жүреді, яғни оған дарыған әрбір сәуле кванты бірнеше молекуланын, түрленуіне әкеледі.

Ⅱ. ДНК-ның фотохимиялық түрленуі
Жарыққа биообъектілердің сезімталдығын арттыратын заттар фотосенсибилизаторлар деп аталынады,ал осыларды жүргізетін фотобиологиялық процесстерді фотосенсибилизденген процесстер деп атайды.
Фотосенсибилизаторлы реакциялардың нақты классификациясы реакцияға қабілетті фотоөнімдердің негізгі табиғатына және реакцияланатын субстраттарға байланысты.Фотосенсибилизатордың биообъектілердің ультракүлгін сәулелеріне сезімталдығын арттыратынын көрсететін үш типі бар.
І типінде электрондық қозған фотосенсибилизаторлар мен субстраттардың арасындағы энергияның тасымалдануы,молекулярлы оттегімен әсерлесуімен еркін радикалдардың қалыптасуымен қатар.
ІІ типтегі реакцияда триплетті электрондық қозған күйдегі фотосенсибилизатор және молекулярлық оттегінің арасындағы энергияның тасымалдануы.
S0hv S1 T1-жарықтың жұтылуы және фотосенсибилизатордың триплеттік күйінің қалыптасуы.;
T102 S0 1O2 - энергияның тасымалы және синглетті электрондық қозған молекулярлық оттегінің қалыптасуы.Осы кезде пайда болған синглетті оттегі 1O2соңғысын қышқылдау арқылы субстратпен әрекеттеседі.
Реакцияның ІІ типінде фотосенсибилизатор катализатор ретінде жұмыс атқарады.Фотоқышқылданудың субстраттары ретінде ДНК - ң,белоктардың,липидтердің және басқалардың молекулалары қызмет атқарады.
ІІІ типті реакцияда псораленнің,қараңғыда ДНК - ң қос тізбегіне орналасқан, электрондық қозған молекулалары қатысады.Сонымен қатар,олар қос тізбекті ДНК тізбегін зақымдау арқылы немесе ДНК-ң қос тізбегінің арасына жалғастырушы жіпше түзу арқылы тиминге ковалентті байланысады.
І-ІІІ типтердегі реакциялар субстраттар фотосенсибилизаторлардың қатысуымен сәулеленетін болса ғана жүзеге асырылады .

2.1. Электронды - қозу күйінің примидинді негіздерінің фотохимиялық реакциялары
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 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.