Cтраница 3
Сходные процессы играют важную роль в молекулярной биофизике - в физике белков и нуклеиновых кислот ( см. ниже гл. [31]
Молекулярная биофизика предназначена для физиков и биофизиков, научных работников, аспирантов и студентов старших курсов. Основное внимание в книге обращено на теоретические основы молекулярной биофизики и применяемых в ней методов. В ряде разделов излагаются оригинальные результаты, полученные автором и его сотрудниками. [32]
В последнее время появились хорошие книги М. В. Волькенштейна [12] и Л. А. Блюменфельда [10], в которых излагаются теоретические основы молекулярной биофизики и анализируются некоторые ее проблемы. Такие книги облегчают взаимопонимание физиков и биологов и способствуют более интенсивному развитию молекулярной биофизики. [33]
Современная биофизика сложных систем посвящена исследованию физических основ поведения организма или некой его функциональной подсистемы как целого. Здесь иа первый план выступают те особенности, от которых практически полностью отвлекается молекулярная биофизика и почти полностью-биофизика клетки. [34]
В 1919 г. академик П. П. Лазарев организовал в Москве первый в мире Институт биофизики. Самим появлением термина биологическая физика наука также обязана этому выдающемуся ученому нашей страны. В настоящее время биофизика подразделяется на молекулярную биофизику, биофизику клетки и биофизику сложных процессов. [35]
Роль методов изучения структуры макромолекул особенно возросла после фундаментальных открытий в биохимии, обосновавших положение о том, что многие основные процессы в живой клетке ( деление, передача признаков, изменчивость) протекают на молекулярном уровне. Возникли специальные науки - молекулярная биология и молекулярная биофизика, для которых изучение структуры макромолекул биополимеров имеет первостепенное значение. [36]
Роль методов изучения структуры макромолекул особенно возросла после фундаментальных открытий в биохимии, обосновавших положение о том, что многие основные процессы в живой клетке ( деление, передача признаков, изменчивость) протекают на молекулярном уровне. Возникли специальные науки - молекулярная биология и молекулярная биофизика, для которых изуче ние структуры макромолекул биополимеров имеет первостепенное значение. [37]
Основное внимание в книге уделено теоретико-физическому рассмотрению биологических явлений. Однако описаны и экспериментальные факты. Книга представляет собой обзорную монографию, которая может служить также пособием для научных работников, аспирантов и студентов, занимающихся биофизикой и обладающих необходимым знанием физики. Книгу можно читать и независимо от Молекулярной биофизики при некотором знакомстве с белками и нуклеиновыми кислотами. [38]
Очевидно, что такое развитие не является самоцелью. Задачи физики полимеров сводятся к теоретическому и экспериментальному исследованию зависимости технически важных физико-механических свойств полимеров от их химического строения. С другой стороны, физика макромолекул служит основой молекулярной биофизики. [39]
Живые организмы представляют собой открытые динамические системы. Важнейшие процессы, в них протекающие, - химические реакции и транспорт вещества. Прямые и обратные связи, определяющие поведение живой клетки, регуляцию ее жизнедеятельности, реализуются специфическими молекулами и надмолекулярными системами на основе молекулярного узнавания. Такое изучение биологических молекул, прежде всего белков и нуклеиновых кислот, позволило построить и развить молекулярную биофизику и заложить молекулярные основы биофизики в целом. [40]
Приведенные слова имеют лишь фигуральный смысл - магнитное поле действует не на свет, а на вещество, которое обретает в поле круговое двулуче-преломление. Сравнительно недавно эффект Фарадея - магнитное оптическое вращение ( MOB) и магнитный круговой дихроизм ( МКД) - нашли важные применения в молекулярной биофизике. [41]
Молекулы, которыми занимается биофизика, характеризуются многими особенностями, отличающими их от молекул неживой природы. Белки - самые сложные из известных нам молекул. Будучи макромолекулами, белки и нуклеиновые кислоты не являются статистическими системами, в отличие от макромолекул синтетических полимеров. Это - динамические системы, своего рода машины, поведение которых определяется положением и функциональностью каждого элемента, образующего молекулу. Основная задача молекулярной биофизики состоит в исследовании специфических особенностей, определяющих строение и свойства биологических молекул. Физическая теория, с которой приходится иметь дело в молекулярной биофизике, есть теория строения и физических свойств этих молекул и одновременно теория методов исследования, применяемых в эксперименте. [42]
Это справедливо для всех уровней биологического строения, начиная с молекулярного. Само возникновение биологической структуры можно грубо представить двумя стадиями - биосинтезом составляющих элементов ( макромолекул, клеток) и сборкой из них организованной системы. Процесс сборки находится в значительной степени под термодинамическим контролем, скажем, на молекулярном уровне система стремится к состоянию с наименьшим химическим потенциалом. Равновесная термодинамика оказывается одной из основ молекулярной биофизики. [43]
Молекулярная биофизика естественно переходит в биофизику клетки, изучающую строение и функциональность клеточных и тканевых систем. Эта область биофизики является самой старой и традиционной. Ее главные задачи связаны сегодня с изучением физики биологических мембран и биоэнергетических процессов. В этой области также применяются уже перечисленные экспериментальные методы. Биофизика клетки имеет дело с более сложными задачами и встречается с большими трудностями по сравнению с молекулярной биофизикой. Биофизике клетки посвящены гл. [44]
Молекулярная биофизика изучает строение и физико-химические свойства биологически функциональных молекул, прежде всего биополимеров - белков и нуклеиновых кислот. Задали молекулярной биофизики состоят в раскрытии физических механизмов, ответственных за биологическую функциональность молекул, например за каталитическую активность белков-ферментов. Она неотделима от молекулярной биологии и химии. Крупные успехи в этой области понятны - легче изучать молекулы ( даже наиболее сложные из известных науке молекулы белков), чем клетки или организмы. Молекулярная биофизика опирается, с одной стороны, на биолого-химические дисциплины ( биохимия, молекулярная биология, биоорганическая и бионеор-таническая химия), с другой, на физику малых и больших молекул. [45]