Фотохимические превращения ДНК - Реферат

Кафедра медицинской биофизики и основы безопасности жизнедеятельностиВ современной фотохимии выделяют следующие разделы: фотохимию малых молекул, позволяющую выяснить динамику элементарного акта в возбужденных электронных состояниях молекул; орг. и неорг. фотохимии, изучающие фотопревращения соответствующих хим. соединений и методы фотохимического синтеза; механистич. Важные практические применения фотохимии связаны с фотографией, фотолитографией и др. процессами записи и обработки информации, пром. и лаб. синтезом орг. и неорг. в-в (фото-нитрозирование циклогексана с целью получения капролактама, синтез витаминов группы D, напряженных полициклич. структур и др.), синтезом и модификацией полимерных материалов (фотополимеризация, фотомодификация и фотодеструкцияполимеров), квантовой электроникой (фотохим. лазеры, затворы, модуляторы), микроэлектроникой (фоторезисты), преобразованием солнечной энергии в химическую.Фотохимическими реакциями называются реакции, которые происходят под действием света - видимого, а также инфракрасного и ультрафиолетового излучений. Эффективность воздействия света зависит от его энергии: чем короче длина волны, тем выше энергия излучаемых фотонов и тем сильнее воздействие кванта света на облучаемую частицу - атом, ион или молекулу. Еще в античные временя мастера красильного производства знали, что некоторые краски на прямом солнечном свету обесцвечиваются - выцветают. Лишь в 1727 Иоганн Генрих Шульце установил, что почернение хлорида серебра происходит под действием света.После поглощения кванта света в молекуле могут происходить разнообразные процессы. В соответствии с этим законом, первичный фотохимический акт происходит под действием одного кванта света - фотона. Молекула, поглотившая в первичном процессе квант света, приобретает избыточную энергию, поэтому такую молекулу называют возбужденной. В отличие от теплового воздействия, когда возбуждаются колебательные движения молекулы и возрастает ее кинетическая энергия, при поглощении фотона энергия передается электронам. Так, возбужденное состояние может за очень короткое время (порядка 10-9 с) вернуться в основное состояние, отдавая избыточную энергию в виде кванта света (как правило, с меньшей энергией).С этой точки зрения фотохимию можно определить как химию возбужденных молекул, образовавшихся при поглощении квантов света. Часто более или менее значительная часть возбужденных молекул не вступает в фотохимическую реакцию, а возвращается в основное состояние в результате различного рода фотофизических процессов дезактивации. Первичные продукты фотохимической реакции - радикалы, ионы, ион-радикалы и электроны - быстро вступают в дальнейшие темновые реакции за время, не превышающее обычно 10-3 сек.В целях выяснения механизма реакций фотодимеризации пуриновых и пиримидиновых оснований, происходящих в ДНК проведены исследования более простых модельных систем. В работе изучали механизм образования димеров тимина в замороженных до температуры жидкого азота водных растворах при их облучении УФ-светом. Фотохимические превращения оснований нуклеиновых кислот, в том числе и тимина, зависят от присутствия добавок в замороженных растворах, механизм действиякоторых до конца не ясен. Например, в присутствии нафталина (1,5-10-4 М) наблюдается увеличение выхода димеров на 15% и снижение на 75% в присутствии ацетона (5-10 4 М) в замороженном водном растворе тимина(3-10 3 М). По мнению авторов, в процессе фотодимеризации тиминаучаствует синглетное состояние тимина, а наблюдающиеся сенсибилизацияи ингибирование выхода димера обусловлены влиянием нафталина и ацетона на это состояние.Эта реакция впервые была обнаружена при Уф облучении замороженных растворов тимина. Она состоит в соединении двух оснований по 5,6-двойной углеродной связи с образованием кольца циклобутанового типа: Характерная черта реакции димеризации ее обратимость. Пиримидиновые основания поглощают свет в области 200-300 нм, их димеры примерно в том же диапазоне УФ-спектра (200-285 нм).Поэтому при Уф облучении оснований или ДНК для каждой длины волны возбуждающего света между димерами и основаниями устанавливается динамическое равновесие, определяемое соотношением поперечных сечений димеризации оснований и мономеризации димеров. Например, квантовый выход димеризации тимина в водном растворе при комнатной температуре - 4,7?10-4, а в замороженном - 1.Этот процесс - вторая важная фотохимическая реакция пиримидиновых оснований ДНК, которая заключается в присоединении воды к пиримиддиновым основаниям ДНК, которая заключается в присоединении воды к пиримидиновому кольцу у С 5(Н) и С6(ОН) углеродных атомов с разрывом двойной связи между ними и образованием 6-окси-5-гидропроизводных оснований.

Содержание фотохимический аминокислотный люминесцентный микроскопия

1. Фотохимические реакции

2. Первичный фотохимический акт

3. Изучение продуктов первичных фотобиохимических реакций

4. Фотохимические реакции при электронно-возбуденных состояниях пиримидиновых оснований

5. Реакция фотодимеризации

6. Реакция фотогидратации

7. Сшивки с белками

8. Люминесцентная микроскопия

9. Люминесцентные метки и зонды и их применение в медицине

Заключение