Модель Основы биохимии

Примерно такой же исторический путь прошла и стереохимия. Зародившись на основе наблюдений над своеобразными свойствами некоторых природных веществ (винной кислоты и др.), стереохимия затем в значительной мере обратилась к изучению синтетических моделей и лишь после этого смогла вновь поставить перед собой задачу изучения стереохимии природных веществ. Поскольку в биохимии приходится, как правило, иметь дело с наиболее сложными органическими веществами, к рассмотрению вопроса о влиянии пространственных факторов на биохимические процессы мы можем приступить лишь вооруженные всеми знаниями, приобретенными при изучении предыдущих глав. Этим обстоятельством и определяется положение данной главы в конце книги. [c.573]

В начале 60-х годов, когда я работал в университете в Оттаве, мои коллеги по химическому факультету сходились во мнении, что будущее органической химии помимо усовершенствования теоретических иредставлеппй лежит в решении биохимических проблем. Поэтому я приступил к подготовке лекций по общей биохимии, специально предназначенных для студентов-химиков старших курсов, не имеющих подготовки в области классической, описательной биохимии. В методическом отношении я положил в основу своих лекций изучение тех химических реакций, которые наилучшим образом отра кают соответствующие биохимические превращения. Следует заметить, что в этот период эффективное химическое моделирование ферментативных реакций только еще начинало развиваться заметных успехов в разработке биомоделирующих систем удалось добиться в последние 15 лет. Я как лектор был приятно удивлен значительным увеличением числа студентов старших курсов, специализирующихся в области биохимии и биологии, так что иногда они по численности превосходили студентов-химиков. Выпускники-биохимики, как оказалось, обнаружили, что полученные ими знания недостаточны для работы и что гораздо легче осмыслить фундаментальные общие биохимические концепции, используя подходящие модели. В 1971 г. я перешел работать в университет Мак-Гилла к этому времени лекции постепенно оформились в самостоятельный курс, называемый в настоящее время биоорганической химией этот курс читается студентам-выпускникам биологических специальностей последние 10 лет. Большое число слушателей на лекциях еще раз подтверждает необходимость этого курса. [c.8]

Два больших открытия, сделанные в 1953 г., ознаменовали наступление новой эры в биохимии. В этом году Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик в Кембридже (Англия) создали модель структуры ДНК (двойную спираль) и высказали предположение о структурной основе точной репликации ДНК. В этом предположении, по существу (хотя и не в явной форме), была выражена идея о том, что последовательность нуклеотидных звеньев ДНК содержит в себе закодированную генетическую информацию. В том же году Фредерик Сэнгер, работавший в Кембридже в той же лаборатории, расшифровал последовательность аминокислот в полипептидных цепях гормона инсулина. Это достижение само по себе имело большое значение, так как в течение долгого времени считалось, что определение аминокислотной последовательности полипептида представляет собой совершенно безнадежную по трудности задачу. Но, кроме того, результаты, полученные Сэнгером, практически одновременно с появлением гипотезы Уотсона-Крика, тоже наводили на мысль о существовании какой-то связи между нуклеотидной последовательностью ДНК и аминокислотной последовательностью белков. В следующее десятилети Ь эта идея привела к расшифровке всех содержащихся в ДНК и РНК нуклеотидных кодовых слов, которые однозначно определяют аминокислотную последовательность белковых молекул. [c.146]

Теоретическая химия проникает во все области химии, и в основных химических дисциплинах постепенно возникают самостоятельные теоретические разделы. Сейчас считаются естественными такие понятия, как теоретическая неорганическая или органическая химия, теоретическая биохимия или фармакология. Основным орудием теоретической химии в настоящее время являются квантовохимические методы. Численные результаты, полученные этими методами, позволяют оценивать качество математических моделей, используемых для описания экспериментально наблюдаемых явлений. Численное решение уравнения Шрёдингера стало самым обычным методом установления взаимосвязей между химической структурой соединения и присущими ему свойствами. Быстрое развитие вычислительной квантовой химии обусловлено прежде всего замечательными успехами вычислительной техники. Методическая же основа квантовой химии известна уже десятилетия, и, согласно недавней оценке, одного из основателей современ-ной теоретической химии Вильсона, за последние двадцать" лет в этой области было очень мало действительно новых идей [1]. Несмотря на то что численные квантовохимические методы носят принципиально приближенный характер, их использование наравне с экспериментальными методами стало обычным способом получения информации об изучаемой проблеме. Современная теоретическая химия не ограничивается вычислительными методами, в основе которых лежит классическая математика (главным образом анализ). Предпринимаются попытки использовать математику как теорию логических структур для того, чтобы получить непосредственное представление о внутренней логической структуре химической задачи (без промежуточных вычислений). Это направление, формирующееся на почве теоретической химии, получило название алгебраической или математической химии. [c.11]

Вторичная структура ДНК. Расшифровка вторичной структуры ДНК — одно из крупнейших достижений молекулярной биологии и биохимии, благодаря которому был раскрыт механизм передачи наследственной информации в ряду поколений. В 1953 г. американский биохимик Д. Уотсон и английский физик Ф. Крик на основании большого числа экспериментальных данных (картины дифракции рентгеновских лучей на нити ДНК) предложили модель структуры молекулы ДНК, су-ществуюш,ей в водном растворе. В основе модели Уотсона и Крика заложены следующие основные положения. [c.273]

Попятно, что ira каждом уровне дробления решающим могут оказаться данные разных разделов биологии или (и) психологии. Например, для построения феноменологических моделей сенсорных систем основу представляли сведения из психофизики. Для более подробных моделей, включающих представления о характере iij)e-образований в составляющих систему нейронных ядрах, необходимы результаты электрофизиологических исследований этих ядер. Но чтобы приблизиться к пониманию механиз.мов передачи и переработки информации — носителями которой являются потоки нервных импульсов,— требуются модельные представления на нейронном уровне, т. е. на уровне иггформационных преобразований Б нервных клетках и организации взаимодействия между ними. Наиболее детальная. модель предполагает понимание по крайней мере характера н])еобразований в тех элементах нейрона, которые по сои-ременпым воззрения.м определяют переработку информации,— это мембрана клетки, сома, дендриты, синапсы. Здесь уже нужны данные не только физиологии и морфологии нервной клетки, но и результаты моделирования но существу молекулярных процессов в мембране. Примечательно, что здесь начинается и разделение сфер исследования. Для тех кто моделирует информационную сторону процессов в нервной системе, приближается момент, когда достаточно ограничиться феноменологическими сведениями о более мелких элементах (посчитать их за черные ящики ). Вместе с тем здесь начинается сфера интересов биохимии и молекулярной биологии, данные которых как бы поддерживают снизу весь этот комплекс информационных исследований нервных процессов, помогая установить свойство наиболее ма.чых элементов, влияющих на специфику оперативной переработки нервной информации. [c.10]

Раскрытие на протяжении последних лет пространственной структуры белков, нуклеиновых кислот и других биомолекул значительно расширило наши представления о молекулярных основах жизни. Излагая этот аспект биохимии, я очень широко пользовался молекулярными моделями, чтобы создать живое представление об архитектуре и динамике на ма-кромолекулярном уровне. Другой вдохно вляющий и прекрасный аспект биохимии-это ее все возрастающая связь с медициной. Я привожу много примероь такой связи. Обсуждение молекулярных болезней, в частности серповидноклеточной анемии, или механизма действия таких лекарственных препаратов, как пени- [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология