Спектры фотобилогического действия - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
Изучение характера действия и силы действия светового излучения, относящегося к определенному световому диапазону, обычно начинают с определения спектра фотобиологического действия.
Спектром фотобиологического действия называется зависимость фотобиологического эффекта от длины волны действующего света. Спектры действия позволяют не только выяснить, какая область спектра наиболее эффективно вызывает данный биологический процесс, но и какое вещество является акцептором квантов света в данном биологическом процессе.
Количественной характеристикой эффективности действующего света в самом простом случае может служить величина, называемая поперечным сечением фотохимической реакции, которое представляет собой произведение квантового выхода на площадь кюветы. В фотохимии спектром действия называется зависимость поперечного сечения инактивации фермента от длины волны действующего света.
Важный закон, который был экспериментально подтвержден в работах О. Варббурга и сотрудников, изучавших действие света на белковые системы, заключается в том, что квантовый выход фотохимических реакций в растворах не зависит от длины действующего света.
Физический смысл этого закона аналогичен закону Вавилова в люминесценции - в фотохимическую реакцию вступают молекулы, находящиеся на самом низшем уровне возбужденного состояния. Следствие этого закона состоит в том, что поскольку =sX спектр действия () по форме соответствует для индивидуального вещества спектру его поглощения S(). Измерив по дозовым кривым спектр действия в сплошной биологической системе, мы можем определить спектр поглощения фотолизируемого вещества, не проводя никаких спектральных измерений. Именно это и обуславливает интерес к регистрации спектров действия в фотобиологии: мы узнаем, фотолиз какого компонента сложной системы ответственен за конечный фотобиологический эффект.
Простой случай. Рассмотрим кривую спектра фотобиологического действия трипсина и кривую спектра поглощения этого же фермента (рисунок 3). В трипсине есть три главных хромофора: остатки триптофана, тирозина и цистина, которые и обуславливают спектр его поглощения. Спектр действия повторяет или почти повторяет этот спектр, следовательно, для инактивации белка существенен фотолиз всех трех аминокислот.
В случае сложных фотобиологических процессов, когда конечному эффекту предшествуют частично обратимые фотохимические процессы и темновые стадии, уравнение кинетики
Может не соблюдаться, и неясно, как определить для построения спектра действия. Обычно в этом случае по оси ординат откладывают величину "эффективности света" Э, обратную дозе ДС, вызывающей какой-то определенный фотобиологический эффект, одинаковый для всех длин волн
В спектрах действия эритемы по ординате откладывают величину "эритемной эффективности" 1 /МЭД, где МЭД - минимальная эритемная доза, т. е. доза облучения, вызывающая минимальную обнаруживаемую эритему
Подобная величина откладывается на спектрах действия загара человека, фототропизма и фототаксиса растений, чувствительности глаза и т. д..
При изучении спектров действия в сложных биологических системах может искажаться представленная выше сравнительно простая картина за счет эффектов экранировки. Суть экранировки заключается в том, что часть падающего на объект света поглощается в верхних слоях этого объекта. И в его глубине интенсивность действующего света оказывается ниже по сравнению с падающим светом I0, интенсивность которого нам известна. Когда природа акцепторов квантов в исследуемом фотобиологическом процессе установлена, становится возможным выяснить, какие именно фотохимические реакции происходят в этом рецепторе.
Похожие статьи
-
Фотохимические реакции - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
ФОТОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ - химические превращения, протекающие под действием света в видимой и ультрафиолетовой области спектра. Еще в античные временя...
-
Первичный фотохимический акт - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
Квантовым выходом называется отношение числа прореагировавших молекул к числу поглощенных квантов. Согласно принципу фотохимической эквивалентности...
-
Реакция фотогидратации - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
Этот процесс - вторая важная фотохимическая реакция пиримидиновых оснований ДНК, которая заключается в присоединении воды к пиримидиновым основаниям ДНК,...
-
Люминесцентная микроскопия - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
Люминесцентная микроскопия -- оптическое исследование микрообъектов, окрашенных специальными красителями (флюорохромами), испускающими свечение при...
-
Сшивки с белками - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
При наличии на поверхности носителя функциональных групп, способных вступать в химические реакции с функциональными группами фермента с образованием...
-
Люминесцентные зонды и метки - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
В медицине используется применение специальных флуоресцирующих молекул, добавляемых к исследуемым биологическим системам извне, в которых они...
-
Литература - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды
1. Реутов В. П. и др. Проблема оксида азота в биологии и медицине и принцип цикличности. 2. Методология биологии: новые идеи (синергетика, семиотика,...
-
В каждом организме (животном, растительном или микробной клетке) все время происходят сложные процессы превращения веществ. Велика роль в этих процессах...
-
СОСАЛЬЩИК ПЕЧЕНОЧНЫЙ - Fasciola hepatica - возбудитель фасциолеза - антропозооноза, природно-очагового заболевания. Географическое распространение -...
-
Экспериментальные данные за последнее время, как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности...
-
Крапивница и отек Квинке, Побочные действия местных анестетиков - Лекарственная аллергия
А. В патогенезе крапивницы и отека Квинке, вызванных Аспирином , могут участвовать разные механизмы. Б. Аспирин и другие НПВС вызывают обострение и...
-
ПЕНИЦИЛЛИНЫ - Действие антибиотиков
Относятся к классу бета-лактамов - основы современной АБ-химиотерапии, являются первым классом АБ, примененных для лечения. Природные: бензилпенициллин...
-
Принцип действия растра - Устройство рентгеновской трубки и рентгендиагностических аппаратов
Когда рентгеновский аппарат посылает излучения через тело, происходит поглощение и изменение напрвления рентгеновских лучей. Только около 1 процента...
-
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ГРЯЗИ - Лечение на курортах
Лечебные грязи влияют на организм, оказывая температурное, механическое и химическое раздражение. Физические свойства грязи позволяют пользоваться при...
-
Механизм действия гормонов. Роль циклазной системы в механизме действия гормонов - Понятие гормонов
По механизму действия гормоны делят на два основные типа. Первый - это белковые и пептидные гормоны, катехоламины и гормоноиды. Их молекула, подойдя к...
-
Кокаиновая зависимость - Кокаин и особенности его действия. Кокаиновая зависимость
Потребность повторить эффект первой дозы является первым психологическим фактором в формировании психической зависимости от кокаина и других...
-
Кокаин. Опасность кокаина - Кокаин и особенности его действия. Кокаиновая зависимость
Кокаин - Белый мелкокристаллический порошок, получаемый с помощью экстракции из листьев растения Eryhoxylum coca. Листья коки являются наиболее древним...
-
В эпидемиологии развития инфекции имеют значение: 1. возраст 2. географическое положение 3. социально - экономический статус 4. профессия Инфицирование...
-
ВУХЕРЕРИЯ - Wuchereria bancrofti и БРУГИЯ - Brugia malayi - возбудители вухерериоза и бругиоза - антропозоонозов. Природно-очаговые заболевания....
-
ЦЕПЕНЬ КАРЛИКОВЫЙ - Hymenolepis папа - возбудитель гименолепидоза - антропо-зооноза, природно-очагового заболевания. Географическое распространение -...
-
Действие на организм и токсичность - Метаболизм этилового спирта в организме
Этиловый спирт может поступать в организм несколькими путями: при приеме внутрь, при внутривенном введении, а также через легкие в виде паров с вдыхаемым...
-
ДИОКСИДИН - Действие антибиотиков
Синтетический препарат широкого спектра, но высокой токсичности! Только в России допущен к системному использованию, поскольку действует на...
-
Поражаемая система, Механизм действия - Токсикология мышьяка
Различают следующие типы отравлений мышьяком, которые могут явиться причиной летальных исходов: Паралитический, возникающий при огромных дозах мышьяка;...
-
Вирусы как независимые генетические системы Какое место занимают вирусы в биологическом мире? Каково их происхождение и кто их ближайшие родственники?...
-
Происхождение вирусов и происхождение клетки - Строгие постулаты Коха
Проблема происхождения вирусов - это, по существу проблема независимости генетических элементов в репродуктивном и эволюционном отношении. Основные...
-
Хаос порядок термодинамический равновесие - Хаос и порядок. Явление самоорганизации
Могут быть разные виды открытых микроскопических и макроскопических систем, в которых происходит обмен и трансформация энергии, приводящие к...
-
Строение, биороль простагландинов и тромбоксанов - Понятие гормонов
Простагландины -- биологически активные вещества, представляющие собой производные полиненасыщенных жирных кислот, молекула которых содержит 20...
-
Альтруизм в отношении со своими соплеменниками - Естествознание - единая наука о природе
Слияние отдельных групп в более крупные объединения для выполнения ряда важнейших функций: охрана, охота, земледелие, то есть формирования общественных...
-
Синергетика хакен неустойчивость диссипативный Бельгийский физик и физикохимик российского происхождения. Лауреат Нобелевской премии по химии 1977 года,...
-
Различные теории воспаления - Теории воспаления
В первой половине XX столетия учение о воспалении стало развиваться в связи с возникновением биофизических и биохимических методов. В процессе развития...
-
Экологические факторы, ограничивающие развитие организма. Законы минимума Ю. Либиха и толерантности В. Шелфорда В середине XIX в. немецкий...
-
Представление о саморегуляции физиологических функций нашло наиболее полное отражение в теории функциональных систем, разработанной академиком П. К....
-
Введение - Абиотические факторы среды. Свет
Абиотические факторы среды (факторы неживой природы) - это комплекс условий внешней среды, оказывающих прямое или косвенное влияние на растения....
-
Натуральная гигиена, в отличие от медицины, предлагает не узкую специализацию: не лекарства и яды, а изучение законов всеобъемлющей природы, комплексное...
-
Энергия - Естествознание - единая наука о природе
Земля планета солнечной энергии. "Живая сила" Лейбница. Основы термодинамики. Энтропия. Демон Максвела. На нашей планете основным источником энергии...
-
Заключение - Демонстрация у животных
В заключительной части данной работы можно сказать что, в процессе эволюции может происходить ритуализация смещенных действий и они, таким образом,...
-
Говоря о состоянии цивилизации, необходимо различать понятия "кризис", "катастрофа" и "коллапс". Кризис означает переломный момент, решительный исход, т....
-
Физика как наука, цели, задачи и методы исследования - Физическая картина мира
Физика - наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, а также законы ее...
-
Введение - Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК
Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК (ГВОЗДЕВ В. А., 1999), БИОЛОГИЯ Рассмотрена роль метилирования ДНК...
-
Представление о сущности жизни в истории науки - Материальная сущность жизни
Исторически сложились две противоположные точки зрения по вопросу о сущности жизни. По философским понятиям их можно оценить как материалистическую и...
Спектры фотобилогического действия - Фотохимические превращения ДНК. Люминесцентные метки и зонды