Биологический каталог




Биологическая химия

Автор Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина

я прошло не очень много времени, учебник потребовал некоторой доработки в связи с бурным развитием ряда областей биохимии и смежных дисциплин. Достаточно упомянуть такие понятия, как рибозимы — ферменты, построенные из молекул РНК и не содержащие белка, как селекция нуклеиновых кислот in vitro, превратившаяся в могучий инструмент исследования взаимодействий нуклеиновых кислот между собой и с другими лигандами, как интенсивное развитие анти-смысловой технологии в качестве наиболее направленного подхода к борьбе с вирусными и онкологическими заболеваниями, понятие об апаптОзе — запрограммированной клеточной смерти, по-видимому, являющейся важным путем регуляции клеточных делений и, в частности, предотвращения малигнизацин клеток. Без представления этих понятий и ознакомления с новыми революционизирующими исследования методами невозможно полноценное биохимическое образование.

Кроме того, накопленный авторами опыт преподавания биохимии привел авторов к мысли о необходимости определенной перекомпоновки материала. Например, в связи с резко возрастающим значением экспериментальных методов, основанных на использовании ферментов биосинтеза нуклеиновых кислот, авторы пришли к выводу, что целесообразно все методы исследования объединить в главе "Методы исследования биополимеров" после изложения всех вопросов ферментативного катализа.

Авторы также пришли к выводу, что нецелесообразно выделить в виде отдельной главы вопросы, связанные с пространственной организацией биохимических процессов, сохранив в виде параграфа лишь вопрос о роли пространственного разобщения биохимических процессов как одного из регуляторных механизмов. Из огромной проблемы пространственной организации биохимических процессов в качестве иллюстрации сложности надмолекулярных структур, необходимых для реализации биологических процессов на уровне организма, сохранен параграф, посвященный биохимическим аспектам мышечного сокращения, тем более что это дает возможность осветить один из важнейших механизмов преобразования энергии (в данном случае химической энергии в механическую) и одновременно ознакомить читателя с такой биохимической классикой, как функции актина, миозина и актомиозинового комплекса. На этом примере отчетливо видно, что назрел вопрос о создании второй части этого учебника, посвященной физиологическим приложениям биохимии. Это в будущем можно было бы сделать, опираясь на курс лекций по физиологической химии, который был создан и на

протяжении ряда лет читался в НГУ академиком Р.И.Салгаником, а в настоящее время читается и перерабатывается одним из авторов этого учебника. В то же время авторы сочли целесообразным усилить изложение ряда биологических понятий, выделив этот материал в отдельную главу <Уровни организации живой материи >.

В результате учебник построен, как и первое издание, из десяти глав. После гл. 1, представляющей собой биологическое введение к курсу, в гл. 2 излагаются данные об основных химических компонентах живой материи. Эта глава, как гл. 3, посвященная пространственной структуре биополимеров и роли ее в биологических функциях белков и нуклеиновых кислот, подверглись лишь незначительному редактированию. Изложение вопроса о ферментах в гл. 4—6 несколько перекомпоновано. В основном изменение состоит в том, что вопрос о механизме действия ферментов перенесен в конец изложения учения о ферментах, поскольку он в равной мере относится и к матричному биосинтезу и поэтому не должен ему предшествовать. Кроме того, в гл. 6, посвященной вопросу о механизме действия ферментов, введены параграфы о рибозимах и о динамических аспектах ферментативного катализа, поскольку именно эти аспекты становятся горячей точкой современного учения о ферментативном катализе.

Гл. 7, посвященная методам исследования биополимеров, существенно расширена за счет изложения экспериментальных подходов и попыткой ознакомить читателя с некоторыми теоретическими методами анализа структуры и динамики биополимеров.

Гл. 8 и 9, посвященные изложению основ биоэнергетики и систем биохимических процессов, в своих основных чертах оставлены без изменении. Хотя эти области биохимии продолжают интенсивно развиваться, фундамент этих областей знания можно считать прочно установившимся, и материал, представляющий основную учебную значимость, едва ли требует серьезной корректировки.

В гл. 10 рассмотрены вопросы регуляции систем биохимических процессов, включая, как уже было сказано, и регуляторные аспекты пространственного разобщения этих процессов.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

Биохимия — это наука о веществах, из которых Построены живые организмы, и о химических процессах, протекающих в живых организмах. Она является основой для глубокого понимания всего, что происходит на более высоких уровнях организации живой материи и в первую очередь в клетках и живых организмах. Без этого понимания сегодня уже невозможно изучение на современном уровне таких фундаментальных биологических дисциплин, как клеточная биология, физиология, генетика. Непрерывно .возрастает воздействие биохимии на важнейшие связанные с живой природой сферы человеческой деятельности — здравоохранение, сельское хозяйство, биотехнологическую промышленность, охрану окружающей среды. Поэтому без опоры на биохимические знания сегодня немыслимо полноценное биологическое, медицинское, агрономическое, экологическое образование.

Вместе с тем, по мнению авторов, становится все более очевидном необходимость введения курса биохимии в систему химического образования. Это важно как с чисто прагматической точки зрения, так и для формирования более цельного мировоззрения специалистов-химиков. Направленный синтез биологических веществ — лекарственных препаратов, гербицидов для борьбы с сорняками в сельском хозяйстве, инсектицидов для истребления вредных насекомых, развитие методов анализа, имеющих диагностическую значимость, изучение природы воздействия токсических веществ на человека и другие живые организмы — все это и многое другое требует понимания механизма взаимодействия химических веществ с биологическими системами. Без этого химические исследования имеют в основном эмпирический характер. В то же время биохимические процессы все в большей мере начинают использоваться для осуществления химических превращений вне живых организмов, и знание возможностей биохимии существенно обогащает арсенал подходов, с помощью которых химик может решать стоящие перед ним проблемы. Особенно существенно для химика знание основ биологического катализа как наиболее совершенного класса каталитических процессов, принципы которого могут открыть новую страницу в развитии науки о катализе в целом. Широко обсуждается и в ряде случаев уже реализуется использование сложных биохимических структур в качестве биосенсоров для аналитических целей и в перспективе для развития принципиально новой базы для электроники.

Мировоззренческое значение биохимии для химического образования в первую очередь определяется тем, что системы, с которыми имеют дело биохимики, это одна из специфических форм протекания химических процессов. Главной отличительной чертой этих систем является высокий уровень их организации. Поэтому знание биохимии дает представление о том, как химические законы проявляются в высокоорганизованных системах.

В живой природе встречаются многие тысячи различных химических соединений и протекают тысячи разнообразных химических превращений. Многие из них уже достаточно хорошо известны. Часть этих веществ и превращений свойственна всем представителям живой природы, другие встречаются лишь у определенных систематических групп живых организмов. У многоклеточных организмов, в том числе и у человека, многие вещества и превращения характерны для определенных органов или систем — пищеварительной, кровеносной, эндокринной, иммунной и т.д. Полное представление материала, накопленного биохимиками, невозможно не только в рамках учебника, но и в объемистых монографиях. Авторы поставили перед собой задачу, не давая читателю утонуть в чрезмерном количестве деталей, изложить, опираясь на наиболее достоверно установленные и наиболее глубоко осмысленные факты, основные принципы биохимии. При этом главный упор делается на аспекты, которые в познавательном и методическом плане особенно четко отличают биохимические системы от тех, с которыми имеют дело классические неорганическая и органическая химия и традиционная химия высокомолекулярных соединений.

Высокий уровень структурной и функциональной организации живой материи в первую очередь обеспечивается участием особых биополимеров — белков и нуклеиновых кислот. Для каждого индивидуального биополимера характерен определенный порядок чередования разнотипных мономерных звеньев, образо-' ванных в случае белков двадцатью различными аминокислотами, а в случае нуклеиновых кислот — четырьмя различными нуклеотидами. Это создает основу неисчерпаемого многообразия таких биополимеров. Кроме того, полимерные цепи обеих групп биополимеров содержат большое число простых связей, и поэтому каждый индивидуальный биополимер может существовать в виде неисчислимого множества конформеров. Однако в результате многочисленных нековалентных взаимодействий, в которых участвуют как фрагменты остова полимера, так и различные боковые радикалы, в условиях существования живых организмов предпочтительным оказывается ограниченное число конформаций. Поэтому каждый биополимер обладает не только уникальной последовательностью чередования мономерных звеньев, но и уникальной пространственной структурой или небольшим набором таких структур.

Фундаментальную роль в пространственной организации отдельных клеток и живых организмов и в протекании биохимических процессов играет способность молекул белков и нуклеиновых кислот к опознаванию строго определенных партнеров, которая выражается в резко преимущественном образовании комплексов именно с этими партнерами. Возможность высокоспецифичного образования комплексов обеспечивается наличием у биополимера набора функциональных групп, предназначенных для взаимодействия с адекватным набором групп в узнава

страница 2
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Биологическая химия" (8.81Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(22.10.2017)