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

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Студенттің өзіндік жұмысы
Тақырыбы: ДНҚ - ның фотохимиялық түрленуі. Люминесценттік таңбалар мен сорғылар және олардың медицинада қолданылуы .

Жоспары
* Кіріспе
* ДНҚ - ның фотохимиялық түрленуі. Люминесценттік таңбалар мен сорғылар және олардың медицинада қолданылуы .
Фотохимиялық реакциялар
Алғашқы фотохимиялық акт
* Алғашқы фотобиологиялық реакциялардың өнімін оқу
* Электронды - қозу күйінің примидиновты негіздерінің фотохимиялық реакциялары
Фотодимеризация реакциясы
Фотогидратация реакциясы
Люминесценттік микроскопия
* Люминесцентті таңбалар мен сорғыларды медицинада қолдану
* Қорытынды
* Қолданылған әдебиет
*

Кіріспе
Тақырып бойынша ДНҚ - ның фотохимиялық түрленуі мен люминесценттік сорғылар туралы ақпаратты қамтү қажет болды . Ең алдымен фотохимиялық реакциялар дегеніміздің өзі не екеніне тоқгала кеттім келеді . Фотохимиялық реакциялар - жарықгың әрекетімен болатын химиялық процестер. Табиғатта кеңінен тараған , фотосинтездің , озон қабатының түзілуі мен бұзылуының, фотохимиялық у түтін пайда болуының және ластағыш заттекгердің басқа да бірқатар
айналуларының негізі осы фотохимиялық реакциялар болып табылады.
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) . Ол "Химиялық қоспада тек жұтылатын сәулелер ғана химиялық акгивті болады" деп түжырымдалатын Фотохимияның бірінші заңын ашты. Фотохимиясаласында жинақталған тәжірибелік материалдар мен оларды ғылыми жағынан түсіндіріп , бір жүйеге келтіру 20 ғ-дың 1-жартысында кванттық механика , атомдық немесе молекулалық спекгроскопия дамығаннан кейін мүмкін бола бастады.
Фотохимияның екінші заңы -- кванттық эквивэленттілік ззңын А.Эйнштейн зшты (1912). Бұл ззң бойыншз жұтылзтын сәуленің әрбірквэнты тек бір ғэнэ молекулзны түрлендіруге қэтысэды. Фотохимиялық резкциялзр кезінде химия жүйенің бос знергиясының эззюы
немесе көбеюі мүмкін. Энергияның көбеюі сырттэн сіңірілген жзрық сәулелері энергиясының жүйе энергиясынз қосылуынэнболэды. Фотохимиялық зктивтену процесінде жзрық сәулелерін сіңірген молекулз этомдэрғз немесе этомдэр тобынз ыдырзйды, кейде молекулз ыдырзмзй "қозғэн" молекулз күйіне эуысэды. Ыдырэудэн пзйдз болғзн бөлшектердің немесе ззттзрдың
зкгивтілігінің жоғэры болуы ондэғы бос вэленттілікке бзйлзнысты. Фотохимиялық резкциялзрдың тиімділігі квзнт шығымымен (д) энықтэлэды; Ол резкция өніміндегі молекулэлзр сзнының жұтылғзн квэнт сзнынз қзтынзсынз тең. Фотохимиялық резкциялзр: фотодимерлену, фотоконденсзттзну, фотоиондзну, фотототықтыру, фотогидролиз, т.б. болып бөлінеді. Бұл резкциялзрдың прзктикзлық мзңызы зор. Мысзлы, зуа қзбзтының жоғзры бөлігінде оттек молекуласы қысқа толқынды ультракүлгін Күн радизциясын сіңіріп, "қозғзн" күйге зйнзлзды: 02+һ\'(R)02. Осы молекулзлар қалыпты оттек молекулзлзрымен әрекеттесіп (02+02=03+0), төменгі зуа қзбзтындзғы оргзнизмдерді қорғзйтын озон қзбзтын түзеді (қ. Озоносферз). Күн сәулесі энергиясын пзйдзлзнзтын есімдіктердегі фотосинтез процесі және фотогрзфия процестер Фотохимиялық резкциялзрдың қзтысуымен жүреді.
Фотохимиялық резкциялзр деп химиялық резкцияғз түсетін ззттзрдың бірі сәүле квзнтын өзіне сіңіріп, нәтижесінде өзі зктивті бөлшекке зйнзлып онзн әрі жүретін резкциялзрды зйтзды. Фотохимиялық процестерді екітопқз бөлүге болзды. Бірінші процестерде сәүлелену себепші болзды. Бұлзр сәуле әсерінсіз де жүре злзды . Сәуле энергиясы тек зктивті бөлшекгердің пзйдз болуынз себепші болып , процесс зғымын кзтзлиздейді . Екінші топқз берілген жзғдзйдз өздігінен жүре бермейтін процестер жзтзды Ол үшін сырттзн жұмсзлзтын жұмыстың болуы шзртты нәрсе. Бұғзн
қзжетті энергия сәуле толқынындзғы электромзгнит түрінде жеткізіледі. Ззтқз сіңген сәуле, бұл системздзғы энергия қорын зрттырып , тепе - теңдік констзнтзсын өзгертеді.
Фотохимиялық резкциялзрғз өсімдіктегі фотосинтез, бояулзрдың одуы, сәуле әсерінен ыдырзу резкциясы, суретке түсіру құбылысы және тзғы бзсқз процестер мысзл болзды. Фотохимиялық резкциялзр гзздзрдз дз, сұйықтз дз, кзтты ззттзрдз дз жүре береді.
Алғзшқы рет 1817 жылы К. Гроттус тек системзғз дзрығзн сәуле ғзнз химиялық өзгеріс түғыззтынын знықтзды. Ал, 1855 жылы Р. Бунзен хлор мен сутек зрзсындзғы резкциядзн шығзтын өнімнің мөлшері әрекеттесетін гзз қоспзсынз түсетін сәуле жзрықтығы мен сәуле түскен үзқытқз пропорционзлдығын керсетеді. К. А. Тимирязев (1875) және Взнт-Гофф (1904) сәүле әсерінен жүретін резкциялзрдзғы химиялық езгерістерге тзп болзтын ззттзрдың және осы тұстз жзңздзн түзілетін өнімнің мөлшері олзрғз дзрығзн сәуле энергиясынз турз пропорционзл болзтынын зшты. Сәуле тзбиғзтының (1910) квзнттык құрылымын знықтзғзн жзңзлық фотохимиялық процестердің негізгі теориялық жзғдзйын қзлыптзстыруғз мүмкіндік туғызды.
1912 жылы А. Эйнштейн зшқзн фотохимиялық эквивзленттік ззңы зсз мзңызды бетбұрыстың бірі: злғзшқы фотохимиялық зйнзлу зктісіне кезіккен молекулз сзны осындз дзрығзн сәүле квзнтының сзнынз тең. Фотохимиялық резкциялзрдың бзстзпқы өнімдері өте тұрзқсыз болып олзр бзстзпқы күйіне қзйтздзн өтүі немесе тұрзқты фотоөнімдердің тзрзлымы өте зз болып , олзрды қзрзпзйым физико - химиялық әдіспен знықтзү мүмкін болмзйды . Бзстзпқы фотоөнімді знықтзүғз зрнзлғзн әдістеме ол - импульсты фотолиз әдістемесі . Бұл әдістемеде үлгі күшті жзрықпен жзрықтзлынзды . Ол үлгі молекулзлзрының көпшілігін бір узқыттз қозғзн күйге өткізеді . Пзйдз болғзн қозғзн фотоөнімдердің спектрін знықтзуғз болзды . Олзр бірнеше микро немесе миллисекунд зрзлығындз жоғзлып кетеді . Осындзй өнімдерін знықтзу және олзрды тзлдзу олзрдың жзрықты жұтү спекгрін және "өмір сүру" узқытын өлшеу зрқылы жүргізіледі.
Импульстік фотолиз әдісі қзлыпты темперзтурздз ерітіндіде триплетті молекулзлзрдың жойылуын тікелей бзқылзуғз мүмкіншілік береді. Фотобиологиялық процесстерге биологиялық мзңызды қосылымдзрдың жзрықты жұтүынзн бзстзлзтын және физиологиялық резкциямен зяқтзлзтын процесстер жзтзды. Бзрлық фотобиологиялық процесстерде жзрықтың энергиясы химиялық түрлендірулердің зктивзциялық тосқзуылдзрынзн өту үшін қолдзнылзды. Жзрықтын әсерінен қозғзн молекулзның резкциялық қзбілеттігіне бірқзтзр фзкторлзр әсерлерін тигізеді.
Резкцияғз түсу қзбілеті қозғзн электронның энергетикзлық деңгейінің қзлпынз тәуелді.Бұл деңгей энергетикзлық тосқзуылдзн өтуді қзмтзмзсыз етеді. (1 сурет ).
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, ейткені 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 жұтүға 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 (С02 және Н20) сэлыстырғанда олардың еркін энергиясының қоры молдау болады. Басқа фотобиологиялық процесстерде жарық фотохимиялық реакцияларға әкелетіндігіне қарамастан, реакцияның
өнімдерінде артық еркін энергияның молшері бастапқы заттармен сэлыстырғанда көп болмайды. Бірақ фотохимиялық кезеңнен кейін жүретін жарық шығарусыз кезендерде 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 процесстердегі айналымдардың тізбегі: хромофорлық топпен жарықты жұтү және элекгрқозған қалыптардың пайда болуы - электронды қозудың энергиясының миграциясы (R) бірінші фотофизикалық акт және бірінші фотоөнімдердің құрылуы - аралық кезеңдер (R) бірінші тұрақты химиялық өнімдердің құрылуы (R) физиологиялық-биохимиялық процесстер (R) ақырғы фотобиологиялық өнім.
Барлық белгілі фотобиологиялық процесстер екі топқа бөлінеді: негативті (деструктивтік) және позитивтік (реттеуші) фотобиологиялық процесстер.
Негэтивті 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.
Позитивті фотобиологиялық эффекттерге керу қабілеті, фотопериодизм (тәулік және жыл ішіндегі тіршілік циклдерін жарық- қараңғы фазаларының ауысуы арқылы реттеу). Адам мен сүтқоректі жануарларда фотопериодизмнің рецептор көздері бар, кейбір құстарда - гипоталамус, балықтарда - эпифиз, жәндіктерде - ми.
Тағы бір позитивті механизм - ультракүлгін әсерінен провитаминдерден Д витаминнің құрылуы.
Өсімдіктерде маңызды фотобиологиялық процесстер - фотосинтез, фототаксис, фототропизм және фотопериодизм.
Сонымен, фотобиологиялық процесстердің көптігіне қарамастан олардың әр қайсысының құрамына келесі кезеңдер кіреді:
Жарық квантын жұтү
Энергия алмасуының молекула ішіндегі процесстері
Энергияның көшуі
Бірінші фотохимиялық акт.
Фотохимиялық енімдердің жарықсыз езгерулері, тұрақты өнімдердің құрылуымен аяқталады
Фотоенімдердің қатысуымен жүретін биохимиялық реакциялар
Жарық әсеріне жалпыфизиологиялық жауап.
Биофизиканы тек қана бірінші бес процесс қызықтырады. Әр түрлі толқынды жарық сәүлелерінің әсер ету сипаттамалары ерекше.
Адамның ағзасына тигветін Оиологиялық әсерінің сипаттамасына сәйкес Оарлық спектралды аймақты Оылай етіп оөледі:
Инфрақызыл аймақ (толқындардың ұзындығы 750 нм астам) жылулық эффекттер үшін жауапты.
Көрінетін аймақ (400-750 нм) көру, фотопериодизм.
Ультракүлгін аймақ (200-400 нм) үш аймаққа бөлінеді:
а) қысқатолқынды УК-С (200-280 нм)
б) ортатолқынды - УК-В (280-315 нм)
в) ұзынтолқынды - УК-А (315-400 нм)
Күннің сәулелерінің экологиялық УК компонетіне 290 нм. ұзын толқындар жатады, қысқатолқынды УК сәүлелері 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, бакгерицидті эффект.
1.2.Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері Фотобиологиялық әсерлердің спектрі дегеніміз фотобиологиялық эффекттің әсер ететін жарықтың толқынының ұзындығынан тәуелдігі.
Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері биологиялық процесті тиімді түрде шақыратын спекгр аймағын анықтау үшін ғана емес, сонымен бірге бұл биологиялық процессте қандай зат жарық кванттарының акцепторы болатындығын анықгзуға мүмкіндік береді. Әсер ететін жарықтың сандық сипаттамасы болып фотохимимиялық реакцияның көлденен кесіндісі деп аталын шама саналады. Бұл шама кванттық шығуының кюветаның ауданына көбейтіндісіне тең болады. Фотохимияда әсер етүдің спекгрі болып ферменттің инактивациясының келденең кесіндісінің әсер ететін жарық толқынының ұзындағына тәуелдігі саналады
Варббургтың жұмыстарымен дәлелденген заң: ерггінділердегі фотохимиялық реакциялардың кванттық шығуы әсер ететін жарықтың толқынының ұзындығына тәуелсіз.
Бұл заңның физикалық маңызы люминисценциядағы Вавиловтың заңына сәйкес келеді - фотохимиялық реакцияға қозған қалыптың еңтөменгі деңгейіндегі молекулалар қатысады. Бұл заңның салдары: 5 =дх болғандығынан 5 (I) әсер ету спекгрінің формасы жеке зат үшін оның 5(1) жұтү спекгріне сәйкес келеді. Биологиялық жүйедегі дозалық қисық сызықтар бойынша әсер етүдің спекгрін өлшеу ешқандай спекгралдық өлшеусіз фотолизге ұшыраған заттын жұтү спекгрін, ақырғы фотобиологиялық эффекг үшін күрделі жүйенің қай компонентінің фотолизі жауапты
екендігін табуға болады. Қарапайым оқиға. Трипсиннің фотобиологиялық әсер ету спекгрінің және сол ферменттін жұтү спекгрінің қисық сызықгарын қарасгырайық (сурет 3). Трипсинде 3 бас хромофорлар болады: триптофанның, тирозиннің және цистиннің қалдықгары. Олар
трипсиннің жұтү спекгрі үшін жауапты. Әсер ету спекгрі бұл спекгрді толығымен қайталайды, сондықган ақуыздың инактивациясы үшін барлық үш аминоқышқылдардың инакгивациясы керек деп айтуға болады. Күрделі фотобиологиялық процесгерде ақырғы эффекг ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.