Теор. лучев. поражения. Теории мишеней. Стохастическая теор., вероятностн. модель, Структурно-метаболич. теор. биол. действия

Концепции радиобиологич. эффекта делят на: 1) качественные (1. Гипотеза первичных радиотоксинов и цепных реакций, 2. структурно-метаболич. гипотеза). 2) количественные (1. принцип попадания и теор. мишеней, 2. стохастическая гипотеза и вероятносн. модель радиац. попадания)

Принцип попадания и мишеней. Англ. физик Дессауэр (20гг. ХХв.)сделал обобщение о том, что даже при малых дозах получаемой энергии при облучении, она адсорбируется в виде отдельных порций, приводя к местному разогреву и изменению в этих микрообъемах - гипотеза «точечного тепла». Учитывая наличие в кл. ответственных функц. структур, и число случайн. попаданий дискретных количеств энергии именно в жизненно важные микрообъемы – мишени. Изуч. Тимофеев-Рясовский, Циммер, Кроузер. В зависимости от числа попаданий, необх. для поражения, различают одну-, две- или многоударн. мишени.

Гипотеза стохастического действия. При формировании радиобиологич. эффекта всегда осущ-ся взаимодейств. множества случ. событий (множествен. стохастика). Эта концепция отвергает возможность по форме кривой доза-эффект рассчитать размеры и число мишеней, поражен. котор. вызыв. данный эффект. Эта гипотеза рассм. любой биол. объект как лабильную динамич. систему, постоянно находящ. в сост. перехода из одного сост. в другое. Любой такой переход связан с множеством комплексных причин. На биологич. стохастичность первого порядка при облучении объекта накладыв. стохастичн. второго порядка вследствии случайн. взаимод. облучения с в-вом, что резко увелич. вероятность крушений ситемы, происх., обычно, с меньшей частотой.

Особенности: 1) эта гипотеза учитывает как физиологич., так и индуцирован. излучением процесса. 2). Гипотеза стремится описать кинетику индуцир. облучением процессов в динамике.

Вероятностная модель радиац. поражения Клетки, подвергаясь одной дозе, поражаются по разному, потенциальные повреждения появляются с вероятностью <1. Реализованные повреждения наследуются при делении клетки. 1 этап: - осуществление событий попадения, в результате котор. формир. потенциальн. поврежд. 2 этап – реализация потенциальных повр. 3 этап – различные вторичные нарушения нормального прохождения внутриклет. процессов, вызов реализ. поврежд.

Основной радиобиол. парадокс – несоответствие малых количеств поглощен. энергии с биологич. эффектом

Структурно-метаболич. гипотеза. Биологич. действие иониз. излуч. предст. собой попытку обобщить эксперем. материал на молек. и клет. уровне с целью получен. общей динамики развития взаимосвяз. процессов, возник. при поглощ. энергии. В этой гипотезе решающ. роль отводится нарушениию ядерн. молекул, но и нарушении цитоплазматич. структур. Повреждение такой строг скоординир. системы в одном из звеньев приводит к нарушен. мембран и сопряжен. важных метаболич. процессов, активации ферментов, растройству управляющих систем и др. последств.

№15.Морфоол. и структ. организация и хим. состав бактер. клетки Бактерии - в основном однокл. организмы, лишенные хлорофилла Форма шаровидная (кокки), палочковидная (бациллы, клостридии), извитые (вибрионы, спириллы), нитевидные (хломндобактерии) Стр-ра бакт. кл. – клет.стенка, цитопл. с включениями и нуклеоидом, мембр., временные структуры - капсула, жгутики, фибриллы Осн. компонент кл. стенки – муреин. По его содерж. и др. компонентам бывают; Г+ и Г- Клеточная стенка Г+ толст., имеет гомоген. губчат. структ., с порами, плотно прилегает к цитопл. мембр. Г- многослойная и разнообр. Кл. стенка Внутр. слой муреин, внеш. обр. фосфолипидами, липопротеидами, белками. Наруж. мембр. трехслойная Клет. стенка выполняет ф-ции - барьерную, выдерживает внутр. давление протопл. в гипотонич. Р-ре I,- формы бактерий лишены клет. стенки но способны к развитию. ЦП мембрана 8-15% сухой массы, хим. состав представлен белково-липидным комплексом. Мембр. обр. текучим бислоем липидов, в которые включены белковые молекулы Мембрана ответственна за поступление пит, в-в в кл, и выход продуктов метобрлизма, осмотический барьер Нуклеоид генетич. материал предст. молек. ДНК, сосредоточ. в ограниченных пространствах цитопл., но не имеют ядерной мембраны. ДНК ~ 1 хромосоме. Кроме хромосомы есть внехромосомные генетические эл-ты плазмиды кол и юные молекулы ДНК Капсула И слизь на пов-ти кл. структурно не обязательные компоненты. По хим Составу жгутиковая нить образована белком - орган движения Фибрин также нитевидные структуры на пов-ти клетки Они короче и тоньше жгутиков Ф-я - прикрепление клетки к субстрату, Хим. состав. бакт. кл. сост из органогенов N. С, О, Н, Вода 75%, мин. вещ-ва неорг. (Н, S, Na, Мg, Са, К). микроэлементы (Со, В, Мn, Zn, Сu) 2-14% от сухой массы. Орг. часть - белки 50-80%, углеводы, липиды.

 

6.Общее понятие фотосинтеза C3-C4 – Пути темновой фазы.

Ф-з – с-з зелеными растениями орган. в-в. из неорган. (CO₂, H₂O) с использованием E солнечного света в проц. Ф. идет 2 этапа: синтез органической массы и запасание E в форме различных орган. соединений. Источником явл. Е кванта света.

6CO₂+6H₂O+hv -> C₆H₁₂O₆ +6O₂ . Идет восстановление CO₂: nCO₂ -> (CH₂O)n

Восстановление углерода идет засчет углерода воды + идет окисл. распад воды с выделением гидрооксила и O₂.

 

6CO₂+12H₂O+hv -> C₆H₁₂O₆ +6H₂O+6O₂ . E кванта накапливается ввие углеводов в молекуле глюкозы.

Все организмы, кот. пит-ся за счет E света – фототрофы. Особен. фототроф. с-за – может идти в аэроробных усл. Типичные фотосинтетики – пурпурные и красные серобактерии, содержат бактерию хлорофилл.

Особенности Ф. высших раст.: 1) восст-е CO₂ за счет H воды. 2) OВР идет против градиента редокс-потенциала. 3) Ф идет против направления термодинамич. проц. в неживой природе. Ф – един проц. в биосфере кот. повышает свободную E биосферы. E кванта при Ф. накапливается 1) в виде хим. связей углеводов и др. орган. соединений. 2) в виде восстановителя НАДФ x H2 3) в виде АТФ, кот. образуется в световой фазе Ф, как рез-т действия e-транспортной цепи.

C3 путь (Кальвина) 3 этапа: 1) фаза карбоккселирования, состоит в связывании углерода кислоты 2) восстановит-я (восст. -е углерода) 3) фазы регенерации акцептора: 1-я:

Фермент - 1, 5 диф-т – карбоксилаза.

2-я. Углерод восстанавливается в составе 3ФГК -> 3 ФГА (альдегид)

Основным продуктам этой фазы явл. 3ФГА, кот. может изомеризоваться в фосфадиоксиацитон:

3-я. Необх. снова восст-е пентозы. Из 6 молекул пентозы 5 вступают в 3-ю фазу, а 1 молекула накапливается и идет на образование молекулы углеводной природы.

C4 путь (Хетч, Силэк). Относятся злаковые засушливые (кукуруза, просо). Кукуруза имеет 2 типа хлоропластов: 1) мелкие 2) хлоропласты обкладки листа (крупные). C4 путь идет в клетках мезофила листа, а р-ция Кальвина в клетках откладки. Реакция связывания углекислоты происходит с образованием 4-х углеродного соединения из фосфоенолпирувата.

Присоединение CO₂ идет при открытых устьицах.

ЩУК может превращ. и в аспорогин. к-ту, если в среде есть ион NH₄.

Ябл. и аспорогил. К-ты поступ. в кл. обкладки, где идет р-я декарбоксилир. с пом. фермента малик-энзим. В этих кл. идет отщепл. CO₂, кот. необх. для Ф. Устьица могут быть закрыты. Происходит декарбоксилирование яблочн. кислоты до пирувата и CO₂.

ПВК, кот. возникает в рез-те декарб-я ябл. Кислоты, возвр. в кл. мезофила, где в результате фосфарилирования снова превращается в ФЕП, кот. явл. первичн. акцептором. Этот путь позвол. раст. с C4 путем синтезировать при закрытых устьицах, т. к. хлоропласты кл. обкладки исп. Малат, кот. образ. ранее. Закрывание устьиц в жаркое время способств. экономии воды. Раст. C4 пути хорошо переносят жару.