Verbum

РАДЫКА́ЛЫ СВАБО́ДНЫЯ,

хімічныя часціцы, якія маюць няспараныя электроны на знешніх атамных ці малекулярных арбіталях. Наяўнасцю свабоднай валентнасці абумоўлены парамагнетызм і высокая хім. актыўнасць Р.с., якія лёгка ўступаюць у рэакцыі замяшчэння, далучэння, распаду, ізамерызацыі, рэкамбінацыі і дыспрапарцыянавання. Р.с. пашыраны ў прыродзе: утвараюцца ў жывых арганізмах і ўдзельнічаюць у працэсах дыхання і фотасінтэзу; знойдзены ў космасе.

Р.с. бываюць нейтральнымі (атамы, малекулы) ці зараджанымі часціцамі (іон-радыкалы), могуць мець 1, 2 (бірадыкалы) і больш (полірадыкалы) няспараных электронаў. Большасць Р.с. мае малы (долі секунды) час жыцця, іх называюць нестабільнымі. Гэта актыўныя прамежкавыя прадукты ў многіх хім. рэакцыях арган. рэчываў. Існуюць адносна ўстойлівыя, т.зв. стабільныя радыкалы, якія атрымліваюць у выглядзе індывід. рэчываў (напр., нітраксільныя радыкалы — устойлівыя ў паветры інтэнсіўна афарбаваныя крышт. рэчывы ці вадкасці). Першы стабільны Р.с. — трыфенілметыл (С₆Н₅)₃С’ атрымаў (у растворы) амер. хімік М.​Гомберг у 1900. Утвараюцца Р.с. з малекул пры тэрмічнай дысацыяцыі, акісляльна-аднаўляльных працэсах, апрамяненні некаторых рэчываў ультрафіялетавым святлом, пад уздзеяннем патоку часціц высокай энергіі, пранікальнага выпрамянення (радыёліз) і ультрагуку. Даследуюць Р.с. фіз. метадамі: ультрафіялетавая і інфрачырвоная спектраскапія, каларыметрыя, хемілюмінесцэнцыя, мас-спектраметрыя, спектраметрыя электроннага парамагнітнага рэзанансу. Для ідэнтыфікацыі выкарыстоўваюць таксама хім. метады (напр., метад Шварца, заснаваны на ўзаемадзеянні Р.с. з талуолам). Стабільныя Р.с. выкарыстоўваюць як інгібітары полімерызацыі і акіслення розных арган. матэрыялаў (гл. Антыаксіданты); як лічыльнікі для вызначэння скорасці ініцыіравання ланцуговых хім. рэакцый і біяхім. працэсаў, у дэфектаскапіі цвёрдых цел (напр., алмазаў), пры вырабе фотаматэрыялаў.

Літ.:

Бучаченко АЛ., Вассерман А.М. Стабильные радикалы. М., 1973;

Розанцев Э.Г., Шолле В.Д. Органическая химия свободных радикалов. М., 1979;

Нонхибел Д., Теддер Дж., Уолтон Дж. Радикалы: Пер. с англ. М., 1982.

Дз.​І.​Мяцеліца.

т. 13, с. 239

ЛАНЦУГО́ВЫЯ ХІМІ́ЧНЫЯ РЭА́КЦЫІ,

хімічныя рэакцыі, у якіх узнікненне прамежкавай актыўнай часціцы (атама, свабоднага радыкала, іона) і яе рэгенерацыя (узнаўленне) у кожным элементарным акце рэакцыі выклікаюць вялікую колькасць (ланцуг) пераўтварэнняў зыходных рэчываў у прадукты рэакцыі. Тыповыя Л.х.р. — тэрмічны крэкінг, піроліз, акісленне, радыкальная полімерызацыя, галагеніраванне.

Л.х.р. складаецца з некалькіх элементарных стадый: зараджэнне ланцуга (ініцыіраванне) — утварэнне актыўных часціц (АЧ), якое адбываецца, напр., у выніку дысацыяцыі малекул; працяг ланцуга — узаемадзеянне АЧ з зыходнымі рэчывамі, якое прыводзіць да ўтварэння малекул прадукту рэакцыі і новых АЧ; абрыў ланцуга («знікненне» АЧ) у выніку рэкамбінацыі свабодных радыкалаў, узаемадзеяння АЧ са сценкамі пасудзін ці з інгібітарамі. Адрозніваюць Л.х.р. неразгалінаваныя і разгалінаваныя. У неразгалінаваных на кожную АЧ, якая расходуецца пры працягу ланцуга, узнікае адна актыўная часціца, напр., рэакцыя хларыравання вадароду. Пры ініцыіраванні ўтвараецца свабодны атам хлору (Cl), які ўзаемадзейнічае з малекулай вадароду H₂(Cl+H₂ → HCl+H) з утварэннем малекулы хлорыстага вадароду HCl і свабоднага атама вадароду, які ўзаемадзейнічае з малекулай Cl₂(H+Cl₂ → HCl+Cl), і г.д. У разгалінаваных Л.х.р. на адну АЧ, расходаваную пры працягу ланцуга, узнікае некалькі АЧ (2 і больш), адна з іх працягвае першы ланцуг, а інш. пачынаюць новыя, што прыводзіць да разгалінавання. Калі скорасць разгалінавання меншая за скорасць знікнення АЧ, разгалінаваная Л.х.р. адбываецца ў стацыянарным рэжыме. Пры нестацыянарным рэжыме (скорасць знікнення АЧ меншая за скорасць разгалінавання) агульная скорасць ланцуговага працэсу імкліва ўзрастае. Пераход да нестацыянарнага рэжыму адбываецца скачком і разглядаецца як самазагаранне рэакцыйнай сумесі ці ланцуговы выбух. Значны ўклад у развіццё тэорыі Л.х.р. М.​М.​Сямёнава і С.Н.Хіншэлвуда. Гл. таксама Кінетыка хімічная.

Літ.:

Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. 2 изд. М., 1958;

Яго ж. Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения. М., 1969.

Дз.​І.​Мяцеліца.

т. 9, с. 127

БЯЛКІ́, пратэіны,

прыродныя высокамалекулярныя арган. рэчывы, малекулы якіх складаюцца з астаткаў амінакіслот. Адзін з асн. хім. кампанентаў абмену рэчываў і энергіі жывых арганізмаў. Абумоўліваюць іх будову, гал. адзнакі, функцыі, разнастайнасць і адаптацыйныя магчымасці, удзельнічаюць ва ўтварэнні клетак, тканак і органаў (структурныя бялкі), у рэгуляцыі абмену рэчываў (гармоны), з’яўляюцца запасным пажыўным рэчывам (запасныя бялкі). Складаюць матэрыяльную аснову амаль усіх жыццёвых працэсаў: росту, стрававання, размнажэння, ахоўных функцый арганізма (гл. Антыцелы, Імунаглабуліны, Таксіны), утварэння генет. апарату і перадачы спадчынных прыкмет (нуклеапратэіды), пераносу ў арганізме рэчываў (транспартныя бялкі), скарачэнняў мышцаў, перадачы нерв. імпульсаў і інш.; ферменты бялковай прыроды выконваюць у арганізме спецыфічныя каталітычныя функцыі, выключна важнае значэнне ў рэгуляцыі фізіял. працэсаў маюць бялкі.-гармоны. Сінтэзуюцца бялкі з неарган. рэчываў раслінамі і некат. бактэрыямі. Жывёлы і чалавек атрымліваюць гатовыя бялкі з ежы. З прадуктаў іх расшчаплення (пептыдаў і амінакіслот) у арганізме сінтэзуюцца спецыфічныя ўласныя бялкі, дзе яны няспынна разбураюцца і замяняюцца зноў сінтэзаванымі. Біясінтэз бялкоў ажыццяўляецца па матрычным прынцыпе з удзелам ДНК, РНК, пераважна ў рыбасомах клетак і інш. Паслядоўнасць амінакіслот у бялках адлюстроўвае паслядоўнасць нуклеатыдаў у нуклеінавых к-тах. Паводле паходжання і крыніц атрымання бялкоў падзяляюцца на раслінныя, жывёльныя і бактэрыяльныя, паводле хім. саставу — на простыя (некан’югіраваныя) — пратэіны і складаныя (кан’югіраваныя) — пратэіды. Простыя складаюцца з астаткаў амінакіслот, што злучаны паміж сабою пептыднай сувяззю (—NH—CO) у доўгія ланцугі — поліпептыды, складаныя — з простага бялку, злучанага з небялковым арган. ці неарган. кампанентам непептыднай прыроды, т.зв. прастэтычнай групай, далучанай да поліпептыднай часткі. Сярод складаных бялкоў паводле тыпу прастэтычнай групы вылучаюць нуклеапратэіды, фосфапратэіды, глікапратэіды, металапратэіды, гемапратэіды, флавапратэіды, ліпапратэіды і інш. У састаў бялкоў уваходзіць ад 50 да 6000 і больш астаткаў 20 амінакіслот, што ўтвараюць складаныя поліпептыдныя ланцугі. Амінакіслотны састаў розных бялкоў неаднолькавы і з’яўляецца іх важнейшай характарыстыкай, а таксама мерай харч. каштоўнасці. Паслядоўнасць амінакіслот у кожным бялку вызначаецца паслядоўнасцю монануклеатыдных буд. блокаў у асобных адрэзках малекулы ДНК. Вядома амінакіслотная паслядоўнасць некалькіх соцень бялкоў (напр., адрэнакортыкатропнага гармону чалавека, рыбануклеазы, цытахромаў, гемаглабіну і інш.). Парушэнні амінакіслотнай паслядоўнасці ў малекуле бялку выклікаюць т.зв. малекулярныя хваробы. Амінакіслотную паслядоўнасць поліпептыднага ланцуга для малекулы гармону інсуліну ўстанавіў англ. біяхімік Ф.​Сэнгер (1953). Звесткі пра колькасць адрозненняў у амінакіслотных паслядоўнасцях гамалагічных бялкоў, узятых з розных відаў арганізмаў, выкарыстоўваюць пры складанні эвалюцыйных картаў, якія адлюстроўваюць паслядоўныя этапы ўзнікнення і развіцця пэўных відаў арганізмаў у працэсе эвалюцыі.

Агульны хім. састаў бялкоў (у % у пераліку на сухое рэчыва): C — 50—55, O — 21—23, N — 15—18, H — 6—7,5, S — 0,3—2,5, P — 1—2, і інш. Малекулярная маса ад 5 тыс. да 10 млн. Большасць бялкоў раствараецца ў вадзе і ўтварае малекулярныя растворы. Па форме малекул адрозніваюць бялкі фібрылярныя (ніткападобныя) і глабулярныя (згорнутыя ў кампактную структуру сферычнай формы); па растваральнасці ў вадзе, растворах нейтральных соляў, шчолачах, кіслотах і арган. растваральніках вылучаюць альбуміны, гістоны, глабуліны, глютэліны, праламіны, пратаміны і пратэіноіды. Бялкі маюць кіслыя карбаксільныя і амінныя групы, таму ў растворах яны амфатэрныя (маюць уласцівасці асноў і к-т). Пры гідролізе яны распадаюцца да амінакіслот; пад уплывам розных фактараў здольныя да дэнатурацыі і каагуляцыі, уступаюць у рэакцыі акіслення, аднаўлення, нітравання і інш. Пры пэўных значэннях pH у растворах бялкоў пераважае дысацыяцыя тых ці інш. груп, што надае ім адпаведны зарад і выклікае рух у электрычным полі — электрафарэз. Структура бялкоў характарызуецца амінакіслотным саставам, парадкам чаргавання амінакіслотных астаткаў у поліпептыдных ланцугах, іх даўжынёй і размеркаваннем у прасторы. Адрозніваюць 4 парадкі (узроўні) структуры бялкоў: першасную (лінейная паслядоўнасць амінакіслотных астаткаў у поліпептыдным ланцугу), другасную (прасторавая, найчасцей спіральная прасторавая канфігурацыя, якую прымае сам поліпептыдны ланцуг), трацічную (трохмерная канфігурацыя, якія ўзнікае ў выніку складвання або закручвання структур другаснага парадку ў больш кампактную глабулярную форму) і чацвярцічную (злучэнне некалькіх частак з трацічнай структурай у адну больш буйную комплексную праз некавалентныя сувязі). Найб. устойлівая першасная структура бялкоў, іншыя лёгка разбураюцца пры павышэнні т-ры, рэзкім змяненні pH асяроддзя і інш. уздзеяннях (дэнатурацыя бялкоў), што вядзе да страты асн. біял. уласцівасцяў. Фарміраванне прасторавай канфігурацыі малекул бялку вызначаецца наяўнасцю ў поліпептыдных ланцугах вадародных, дысульфідных, эфірных і салявых сувязяў, сіл Ван дэр Ваальса і інш. Уласцівасці бялкоў залежаць ад іх хім. будовы і прасторавай арганізацыі (канфармацыі). Наяўнасць некалькіх узроўняў арганізацыі Б. забяспечвае іх вял. разнастайнасць у прыродзе (напр., у клетках бактэрыі Escherichia coli каля 3000 розных бялкоў, у арганізме чалавека больш за 50 000). Кожны від арганізмаў мае ўласцівы толькі яму набор бялкоў, па якім ён можа быць індэнтыфікаваны. Органы і тканкі жывых арганізмаў маюць розную колькасць бялкоў (у % да сырой вагі); 6,5—8,5 у крыві, 7—9 у мозгу, 16—18 у сэрцы, 18—23 у мышцах, 10—20 у насенні злакаў, 20—40 у насенні бабовых, 1—3 у лісці большасці раслін. Па харч. каштоўнасці бялкі падзяляюць на паўнацэнныя (маюць усе амінакіслоты, неабходныя жывёльнаму арганізму для сінтэзу бялкоў сваіх тканак) і непаўнацэнныя (у складзе малекул няма некаторых амінакіслот). Сутачная патрэба дарослага чалавека ў бялках 100—120 г. Арганізм расходуе ўласныя бялкі, калі ў ежы іх менш за норму. Многія прыродныя бялкі і бялковыя ўтварэнні выкарыстоўваюць у прам-сці (напр., для вырабу скуры, шэрсці, натуральнага шоўку, казеіну, пластмасаў і інш.), медыцыне і ветэрынарыі (як лек. сродкі і біястымулятары, напр., інсулін пры цукр. дыябеце, сываратачны альбумін як заменнік крыві, гама-глабулін для прафілактыкі інфекц. захворванняў, бялкі-ферменты для лячэння парушэнняў абмену рэчываў, гідралізатары бялкоў для штучнага жыўлення). Для атрымання пажыўных і кармавых бялкоў выкарыстоўваюць мікрабіял. сінтэз. Вядуцца даследаванні па штучным сінтэзе бялковых малекул (штучна сінтэзаваны фермент рыбануклеаза і інш.). Бялкі — адзін з гал. аб’ектаў даследаванняў біяхіміі, імуналогіі і інш. раздзелаў біял. навукі.

Літ.:

Бохински Р. Современные воззрения в биохимии: Пер. с англ. М., 1987;

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1985;

Гершкович А.А. От структуры к синтезу белка. Киев, 1989;

Овчинников Ю.А. Химия жизни: Избр. тр. М., 1990.

У.​М.​Рашэтнікаў.

т. 3, с. 397

БІЯФІ́ЗІКА (ад бія... + фізіка),

біялагічная фізіка, навука пра фіз.-хім. асновы і заканамернасці жыццядзейнасці, а таксама ультраструктуры біял. сістэм на ўсіх узроўнях арганізацыі ад субмалекулярнага да клеткі і цэлага арганізма. Падзяляецца на квантавую, малекулярную, мембранную, клетачную, біяфізіку кіравання і рэгуляцыі, біяфізіку складаных сістэм. Вылучаюць таксама біяфізіку рухомасці, узбуджальнасці, рэцэпцыі, біяэнергет., трансп. працэсаў і інш.

Біяфізіка як навука сфарміравалася ў сярэдзіне 20 ст. Першыя даследаванні біяфіз. характару вядомы з 17 ст. (працы франц. вучонага Дэкарта па вывучэнні органаў пачуццяў). У 1791 адкрыта жывёльная электрычнасць (італьян. вучоны Л.Гальвані). У 2-й пал. 19 ст. ням. вучоныя Г.Гельмгольц і В.Вунт паклалі пачатак фізіял. акустыцы і оптыцы. У Расіі развіццю біяфіз. даследаванняў спрыялі працы І.М.Сечанава (біямеханіка рухаў, канец 19 ст.), П.​П.​Лазарава (іонная тэорыя ўзбуджэння, 1916), Г.М.Франка і С.​Ф.​Радыёнава (фіз. метад выяўлення звышслабага свячэння біяаб’екта, 1950-я г.). У 1953 англ. Вучоныя Дж.Кендру і М.Перуц адкрылі структуру міяглабіну і гемаглабіну.

Станаўленне біяфізікі на Беларусі пачалося з даследаванняў М.М.Гайдукова і Ц.М.Годнева па фотасінтэзе (1924—27). Навукова-даследчыя работы па малекулярнай і мембраннай біяфізіцы вядуцца ў ін-тах АН Беларусі (фотабіялогіі, біяарган. хіміі, біяхіміі, фізікі), БДУ, Гродзенскім і Віцебскім мед. ін-тах. Высветлены прырода і інфарм. магчымасць УФ-флюарэсцэнцыі бялкоў (С.В.Конеў, Я.А.Чарніцкі), рэгуляцыя фотасінтэзу пры адаптацыі праз змяненне структурна-функцыян. стану хларапластаў (В.М.Іванчанка), раскрыты асаблівасці фатонікі малекулы хларафілу (Г.П.Гурыновіч, К.М.Салаўёў), залежнасці радыеадчувальнасці дэзоксірыбануклеапратэідаў ад колькасці міжмалекулярных кантактаў (А.​М.​Пісарэўскі, В.​Т.​Андрыянаў, С.​М.​Чаранкевіч), адкрыты новыя рэгулятарныя механізмы ў палачцы сятчаткі вока (І.​Дз.Валатоўскі). Праведзены даследаванні па матэм. разліку канфармацыі поліпептыдаў і бялкоў (С.​Г.​Галакціёнаў), мембранна-структурным кантролі праліферацыі мікробных клетак (У.​М.​Мажуль), кааператыўных эфектах у пратэаліпасомах (П.​А.​Кісялёў), электрафізіялогіі расліннай клеткі (У.​М.​Юрын), структурнай і рэцэпторнай рэарганізацыі мембранаў мозга пры старэнні (С.​Л.​Аксёнцаў і А.​А.​Мілюцін).

Літ.:

Конев С.В., Волотовский И.Д. Фотобиология. 2 изд. Мн., 1979;

Биофизика. М., 1983;

Рубин А.Б. Биофизика. Кн. 1—2. М., 1987;

Волькенштейн М.В. Общая биофизика. М., 1978.

С.​В.​Конеў.

т. 3, с. 180

АДСО́РБЦЫЯ (ад лац. ad... на, да + sorbere паглынаць),

паглынанне рэчыва з газавага або вадкага асяроддзя (адсарбату) паверхняй, мікрасітавінамі цвёрдага цела (адсарбенту) ці вадкасці. Адсорбцыя — прыватны выпадак сорбцыі, якая ўключае абсорбцыю. У аснове адсорбцыі ляжаць асаблівыя ўласцівасці рэчыва ў паверхневым слоі, колькасна яна характарызуецца паверхневым нацяжэннем. Падзяляецца на фізічную абсорбцыю і хемасорбцыю, без рэзкага размежавання паміж імі; часта спалучаецца ў адзіным працэсе.

Фізічная адсорбцыя — вынік міжмалекулярных узаемадзеянняў (дысперсных сіл і сіл электрастатычнага характару); менш трывалая, абарачальная (адначасова адбываецца дэсорбцыя) працякае адвольна з памяншэннем паверхневай свабоднай энергіі і выдзяленнем цяпла. Скорасць фіз. адсорбцыі залежыць ад хім. прыроды і геам. структуры адсарбенту, канцэнтрацыі і прыроды рэчываў, што паглынаюцца, т-ры, дыфузіі і міграцыі малекул адсарбату; калі яна роўная скорасці дэсорбцыі, настае адсарбцыйная раўнавага. Пры хемасорбцыі малекулы адсарбату і адсарбенту ўтвараюць хім. злучэнні.

Велічыню адсорбцыі адносяць да адзінкі паверхні ці масы адсарбенту; яна павялічваецца пры павышэнні канцэнтрацыі адсарбату і памяншаецца пры павышэнні т-ры. Пры цвёрдых адсарбентах велічыню адсорбцыі вызначаюць па колькасці паглынутага рэчыва ці па змене канцэнтрацыі адсарбату; пры вадкіх — па змене паверхневага нацяжэння. Адсорбцыя адыгрывае важную ролю ў цеплаабмене, стабілізацыі калоідных сістэм (гл. Дысперсныя сістэмы, Каагуляцыя, Міцэлы), у гетэрагенных рэакцыях (гл. Тапамічныя рэакцыі, Каталіз). Выкарыстоўваецца ў храматаграфіі, прамысл. тэхналогіях, мае месца ў многіх біял. і глебавых працэсах. Адсорбцыя ў біялагічных сістэмах — першая стадыя паглынання рэчываў з навакольнага асяроддзя субмікраскапічнымі калоіднымі структурамі, арганеламі і клеткамі. У рознай ступені ўласціва працэсам функцыянавання біял. мембран, узаемадзеяння ферментаў з субстратам, антыцелаў з антыгенамі (на пач. стадыі), нейтралізацыі таксічных агентаў, усмоктвання пажыўных рэчываў і інш., дзе істотнае значэнне маюць паверхневыя ўласцівасці асобных кампанентаў біял. сістэм. У мед. практыцы індыферэнтнымі, нерастваральнымі адсарбентамі карыстаюцца для выдалення з арганізма соляў цяжкіх металаў, алкалоідаў, харч. інтаксікантаў, пры метэарызме, вонкава — у выглядзе прысыпак, мазяў і пастаў — пры запаленні скуры і слізістых абалонак для падсушвання. На з’явах адсорбцыі грунтуецца шэраг метадаў біяхім. даследаванняў.

Літ.:

Адамсон А. Физическая химия поверхностей: Пер. с англ. М., 1979;

Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. 2 изд. М., 1984.

т. 1, с. 138

МАЛЕКУЛЯ́РНАЯ ГЕНЕ́ТЫКА,

навука пра спадчыннасць і зменлівасць жывых істот на субклетачным і малекулярным узроўні; раздзел генетыкі і малекулярнай біялогіі. Вывучае заканамернасці і малекулярныя механізмы захавання, узнаўлення і перадачы спадчыннай інфармацыі. Даныя М.г. выкарыстоўваюцца ў медыцыне, прам-сці, сельскай гаспадарцы, складаюць аснову многіх біял. навук.

Вылучылася ў самастойны кірунак у сярэдзіне 20 ст. ў сувязі з доказам ролі малекул ДНК і РНК у спадчыннасці і ўкараненнем у біялогію новых фіз. і хім. метадаў даследаванняў. У развіццё М.г. вял. ўклад зрабілі амер. вучоныя А.Д.Хершы, Дж.Ледэрберг, Дж.Уотсан, А.Корнберг, М.Нірэнберг, Х.Г.Карана, Д.Балтымар, франц. — Ф.Жакоб, Ж.Мано, англ. — Ф.Крык, сав. — А.​А.​Баеў, А.С.Спірын, Г.К.Скрабін, і інш. Вывучаны механізмы функцыянавання і структура ДНК і РНК, расшыфраваны генетычны код, адкрыта адваротная транскрыпцыя, высветлена роля і механізмы дзеяння ферментных сістэм у рэплікацыі, транскрыпцыі, трансляцыі і рэпарацыі генаў; створана аперонная мадэль рэгуляцыі экспрэсіі генаў. Стварэнне рэкамбінантнай малекулы ДНК (амер. вучоны П.​Берг, 1972) паклала пачатак развіццю генетычнай інжынерыі. Вядуцца работы па малекулярна-генет. карціраванні геномаў, лакалізацыі і кланіраванні генаў. У шэрагу арганізмаў вызначана нуклеатыдная паслядоўнасць ДНК усяго генома. Створаны генетычна мадыфікаваныя мікраарганізмы, расліны і жывёлы з генамі, каштоўнымі для сельскай гаспадаркі, медыцыны і інш. У 1997 англ. вучоныя адкрылі магчымасць кланіравання жывёл з адной саматычнай клеткі.

На Беларусі праблемы М.г. распрацоўваюцца з канца 1960-х г. Значны ўклад у развіццё М.г. зрабілі Р.Р.Ганчарэнка, М.Л.Картэль, Г.І.Лазюк, У.А.Пракулевіч, Ю.К.Фамічоў і інш. Даследаванні вядуцца ў ін-тах Нац. АН Беларусі: генетыкі і цыталогіі, біяарганічнай хіміі, эксперыментальнай батанікі, лесу, Цэнтр. бат. садзе; БДУ, НДІ спадчынных і прыроджаных захворванняў. Вывучаюцца малекулярныя структуры і функцыянаванне геномаў раслін, роля паўторных паслядоўнасцей ДНК у геномах, генет. трансфармацыя раслін, мітахандрыяльныя і хларапластныя геномы. Высвятляюцца генет. арганізацыя храмасом фітапатагенных бактэрый і генетыка бактэрыяфагаў, малекулярныя механізмы генет. рэгуляцыі сінтэзу ферментаў у бактэрыяльнай клетцы. Даследуюцца праблемы спадчынных заган развіцця.

Літ.:

Стент Г., Кэлиндар Р. Молекулярная генетика: Пер. с англ. 2 изд. М., 1981;

Инге-Вечтомов С.Г. Введение в молекулярную генетику. М., 1983;

Картель Н.А. Биоинженерия: методы и возможности. Мн., 1989.

М.​А.​Картэль.

т. 10, с. 26

А́ТАМНАЯ ФІ́ЗІКА,

раздзел фізікі, прысвечаны вывучэнню будовы і ўласцівасцяў атамаў, а таксама элементарных працэсаў, у якіх яны ўдзельнічаюць. У шырокім сэнсе атамная фізіка (субатамная фізіка) — фізіка мікраскапічных з’яў, якім характэрна перарыўнасць рэчыва і электрамагнітнага выпрамянення і якія падпарадкоўваюцца квантавым законам (гл. Элементарныя часціцы, Атам, Малекула, Фатон).

Гіпотэза, што матэрыя складаецца з атамаў як найменшых непадзельных і нязменных часціц, узнікла ў Стараж. Грэцыі ў 5—33 ст. да нашай эры. Дасканалыя ўяўленні пра атамістычную будову рэчыва склаліся значна пазней. У сярэдзіне 19 ст. дакладна вызначаны паняцці малекулы і атама. У канцы 19 ст. адкрыты электрон, рэнтгенаўскія прамяні і радыеактыўнасць, што дало магчымасць устанавіць складаную будову атама. Сучасную ядз. мадэль атама прапанаваў Э.​Рэзерфард у 1911. Гэта мадэль і квантавыя ўяўленні М.​Планка, А.​Эйнштэйна і інш. далі магчымасць Н.​Бору ў 1913 стварыць першую квантавую тэорыю атама і яго спектраў (гл. Бора тэорыя). У 1923 Л. дэ Бройль выказаў ідэю пра хвалевыя ўласцівасці часціц рэчыва, што было пацверджана эксперыментальна ў доследах па дыфракцыі электронаў у 1927 (гл. Дыфракцыя часціц).

Тэарэтычныя асновы атамнай фізікі закладзены ў 1925—28 працамі В.​Гайзенберга, Э.​Шродынгера, М.​Борна, П.​Дзірака і інш., у выніку чаго ўзніклі квантавая механіка і квантавая электрадынаміка. На гэтай аснове дадзена тлумачэнне вял. колькасці мікраскапічных з’яў і прадказаны шэраг эфектаў на атамна-малекулярным узроўні (гл. Атамныя спектры, Вымушанае выпрамяненне, Зонная тэорыя, Фотаэфект). Для апісання ўласцівасцяў элементарных часціц і іх узаемадзеянняў створана квантавая тэорыя поля. Развіццё атамнай фізікі прывяло да карэннага перагляду асн. уяўленняў і паняццяў фізікі мікраскапічных з’яў і ўзнікнення новых галін ведаў і тэхн. дастасаванняў, напрыклад квантавай электронікі, мікраэлектронікі, фізікі цвёрдага цела. На Беларусі даследаванні па атамнай фізіцы і сумежных навуках праводзяцца з канца 1950-х г. у ін-тах фіз. і фізіка-тэхн. профілю АН, БДУ, Бел. політэхн. акадэміі і інш.

Літ.:

Зубов В.П. Развитие атомистических представлений до начала XIX века. М. 1965;

Хунд Ф. История квантовой физики Киев, 1980;

Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики: Пер. с англ. М. 1985;

Ельяшевич М.А. Развитие Нильсом Бором квантовой теории атома и принципа соответствия // Успехи физ. наук. 1985. Т. 147, вып. 2.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 67

БІЯСІ́НТЭЗ (ад бія... + сінтэз),

утварэнне ў жывых арганізмах складаных арган. рэчываў з больш простых злучэнняў пры ўдзеле ферментаў. Гал. функцыі біясінтэзу — ажыццяўленне актыўнага абмену рэчываў, утварэнне і аднаўленне структурных частак клетак і тканак (гл. Анабалізм), што цесна звязана з адначасовым процілеглым працэсам расшчаплення складаных арган. рэчываў на больш простыя (гл. Катабалізм), якія з’яўляюцца крыніцай «будаўнічага матэрыялу» і энергіі для біясінтэзу. У выніку біясінтэзу павялічваюцца памеры малекул, ускладняецца іх структура і павышаецца энергет. патэнцыял.

Пачатковыя пастаўшчыкі энергіі для біясінтэзу — зялёныя расліны і фотасінтэзавальныя бактэрыі, што акумулююць сонечную энергію (гл. Фотасінтэз), а таксама некаторыя інш. бактэрыі, якія выкарыстоўваюць энергію акіслення неарган. злучэнняў (гл. Хемасінтэз). З дапамогай гэтай энергіі аўтатрофныя і хематрофныя арганізмы здольны сінтэзаваць простыя арган. рэчывы з неарган. (гл. Асіміляцыя). Усе іншыя (гетэратрофныя) арганізмы выкарыстоўваюць гатовыя арган. рэчывы як матэрыял і крыніцу энергіі для свайго біясінтэзу (гл. Акісляльнае фасфарыліраванне). Асн. крыніца энергіі для біясінтэзу — распад макраэргічных злучэнняў, пераважна адэназінтрыфосфарнай кіслаты (гл. Біяэнергетыка). Для біясінтэзу некаторых клетачных кампанентаў патрабуюцца таксама багатыя энергіяй атамы вадароду, донарам якіх з’яўляецца нікацінамідадэніндынуклеатыдфасфат (НАДФ). У ходзе біясінтэзу кожны аднаклетачны арганізм, як і кожная клетка мнагаклетачнага арганізма, самастойна сінтэзуе рэчывы, што складаюць яго. Асноўныя з іх — полінуклеатыды (ДНК і РНК), поліцукрыды і бялкі, малекулы якіх разнастайныя па структуры і найбольш складаныя. Утварэнне палімерных арган. злучэнняў з больш простых манамераў суправаджаецца ў кожным выпадку рэакцыяй дэгідратацыі (вывядзеннем малекул вады з рэагуючых злучэнняў). Палімерызацыя адбываецца або «з галавы», або «з хваста». Калі палімерызацыя ідзе «з галавы», актываваная сувязь знаходзіцца на канцы палімеру, што бесперапынна расце, і павінна рэгенерыраваць пры кожным далучэнні манамеру. У гэтым выпадку кожны манамер прыносіць з сабой актываваную групу, якая будзе выкарыстана ў рэакцыі з наступным манамерам дадзенай паслядоўнасці. Калі палімерызацыя ідзе «з хваста», актывізаваная сувязь, якую нясе з сабой новы манамер, будзе выкарыстана для далучэння гэтага манамеру да палімернага ланцуга. Палімерызацыя полінуклеатыдаў і некаторых простых поліцукрыдаў ідзе «з хваста», бялкоў — «з галавы». Характар біясінтэзу, які адбываецца ў клетцы, вызначаецца спадчыннай інфармацыяй, што «закадзіравана» ў геноме.

Біясінтэз можа быць ажыццёўлены і ў эксперым. умовах. У прам-сці шырока выкарыстоўваецца мікрабіял. сінтэз — біясінтэз мікраарганізмамі біялагічна актыўных рэчываў (вітамінаў, некаторых гармонаў, антыбіётыкаў, амінакіслот, бялкоў і інш.). Многія інш. рэакцыі біясінтэзу ўлічваюцца або выкарыстоўваюцца ў розных галінах біятэхналогіі.

Літ.:

Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. М., 1965;

Молекулярная биология клетки: Пер. с англ. Т. 1. 2 изд. М., 1994;

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 2. М., 1985.

А.​М.​Ведзянееў.

т. 3, с. 177

ВЫСОКАМАЛЕКУЛЯ́РНЫЯ ЗЛУЧЭ́ННІ, палімеры,

хімічныя злучэнні з малекулярнай масай ад некалькіх тысяч да дзесяткаў мільёнаў. Малекулы высокамалекулярных злучэнняў (макрамалекулы) складаюцца з тысяч атамаў, звязаных хім. сувязямі. Паводле паходжання падзяляюць на прыродныя, ці біяпалімеры (напр., бялкі, нуклеінавыя кіслоты, поліцукрыды), і сінтэтычныя (напр., поліэтылен, поліаміды), паводле саставу — на неарганічныя палімеры, арганічныя і элементаарганічныя палімеры.

У залежнасці ад размяшчэння ў макрамалекуле атамаў і груп атамаў (манамерных звёнаў) адрозніваюць высокамалекулярныя злучэнні: лінейныя, макрамалекулы якіх утвараюць адкрыты лінейны ланцуг (напр., каўчук натуральны) ці выцягнутую ў ланцуг паслядоўнасць цыклаў (напр., цэлюлоза); разгалінаваныя, макрамалекулы якіх — лінейны ланцуг з адгалінаваннямі (напр., крухмал); сеткавыя — трохвымерная сетка з адрэзкаў высокамалекулярных злучэнняў ланцуговай будовы (напр., ацверджаныя фенола-альдэгідныя смолы). Макрамалекулы аднолькавага хім. саставу могуць быць пабудаваны з манамерных звёнаў рознай прасторавай канфігурацыі (гл. Прасторавая ізамерыя). Палімеры з адвольным чаргаваннем стэрэаізамерных звёнаў наз. атактычнымі. Стэрэарэгулярныя палімеры складаюцца з аднолькавых ці розных, але размешчаных у ланцугу ў пэўнай паслядоўнасці стэрэаізамераў. Паводле тыпу манамерных звёнаў палімеры падзяляюць на гомапалімеры (палімер утвораны адным манамерам, напр. поліэтылен) і супалімеры (палімер утвораны з розных манамерных звёнаў, напр. бутадыен-стырольныя каўчукі). Асн. фіз.-хім. і мех. ўласцівасці высокамалекулярных злучэнняў: здольнасць утвараць высокатрывалыя валокны і плёнкі палімерныя, набракаць перад растварэннем і ўтвараць высокавязкія растворы, здольнасць да вял. абарачальных дэфармацый (высокаэластычнасць). Гэтыя ўласцівасці абумоўлены высокай малекулярнай масай, ланцуговай будовай і гнуткасцю макрамалекул. У лінейных высокамалекулярных злучэннях яны выяўлены найб. поўна. Трохвымерныя высокамалекулярныя злучэнні з вял. частатой сеткі нерастваральныя, няплаўкія і не здольныя да высокаэластычных дэфармацый. Высокамалекулярныя злучэнні могуць існаваць у крышт. і аморфным фазавым стане. Аморфныя высокамалекулярныя злучэнні акрамя высокаэластычнага могуць знаходзіцца ў шклопадобным і вязкацякучым станах. Высокамалекулярныя злучэнні з нізкай (ніжэй за пакаёвую) т-рай пераходу з шклопадобнага ў высокаэластычны стан наз. эластамерамі, з высокай — пластыкамі (гл. Пластычныя масы).

Палімеры маюць малую шчыльнасць (900—2200 кг/м³), нізкі каэф. трэння і малы знос, выдатныя дыэл. і аптычныя ўласцівасці, высокую хім. ўстойлівасць да к-т, шчолачаў і інш. агрэсіўных рэчываў. Прыродныя высокамалекулярныя злучэнні, якія ўтвараюцца ў клетках жывых арганізмаў у выніку біясінтэзу, вылучаюць з расліннай і жывёльнай сыравіны. Сінт. высокамалекулярныя злучэнні атрымліваюць полімерызацыяй і полікандэнсацыяй. Асн. тыпы палімерных матэрыялаў — пластычныя масы, гума, валокны хімічныя, лакі, фарбы, эмалі, клеі, герметыкі, іонаабменныя смолы выкарыстоўваюць у розных галінах нар. гаспадаркі і побыце. Біяпалімеры складаюць аснову жывых арганізмаў і ўдзельнічаюць ва ўсіх працэсах іх жыццядзейнасці.

М.​Р.​Пракапчук.

т. 4, с. 322

АКІСЛЕ́ННЕ БІЯЛАГІ́ЧНАЕ,

біяхімічны працэс, сукупнасць акісляльна-аднаўляльных рэакцый. Адбываецца ва ўсіх жывых клетках (пераважна ў мітахондрыях), складае аснову тканкавага дыхання і браджэння. Асн. функцыя акіслення біялагічнага — забеспячэнне арганізма энергіяй, якая паступова вызваляецца з арган. рэчываў пры перадачы аднаўляльных эквівалентаў (АЭ) — пратонаў і электронаў (ці толькі электронаў) ад донара да акцэптара (з прычыны рознасці іх акісляльна-аднаўляльных патэнцыялаў) і назапашваецца пераважна ў форме багатых энергіяй сувязяў адэназінтрыфосфарнай кіслаты (АТФ) і інш. макраэргічных злучэнняў. У аэробаў (большасць жывёл і раслін, многія мікраарганізмы) канчатковы акцэптар АЭ — кісларод. Пастаўшчыкі АЭ — арган. і неарган. рэчывы. Найб. значэнне мае акісленне біялагічнае, якое адбываецца пры гліколізе, акісленні α-кетаглутаравай к-ты і пры пераносе АЭ у ланцугу акісляльных (дыхальных) ферментаў (гл. Акісляльнае фасфарыліраванне). У разліку на 1 малекулу глюкозы гліколіз дае 2, акісляльнае фасфарыліраванне ў дыхальным ланцугу — 34 малекулы АТФ. У працэсе дыхання адбываецца паслядоўнае многаступеньчатае акісленне вугляводаў, тлушчаў і бялкоў, што прыводзіць да аднаўлення асн. пастаўшчыкоў АЭ для дыхальнага ланцуга, якое ў значнай ступені ажыццяўляецца ў трыкарбонавых кіслот цыкле. Мяркуюць, што гліколіз, цыкл трыкарбонавых кіслот і дыхальны ланцуг функцыянуюць у клетках усіх эўкарыётаў. Рэакцыі акіслення біялагічнага ў клетках каталізуюць аксідарэдуктазы. Акісляльныя рэакцыі, аднак, не заўсёды суправаджаюцца назапашваннем энергіі. Яны таксама нясуць функцыі пераўтварэння рэчываў (напр., пры ўтварэнні жоўцевых к-т, стэроідных гармонаў, на шляхах метабалізму амінакіслот і інш.). Акісленнем абясшкоджваюцца многія чужародныя і таксічныя для арганізма рэчывы (араматычныя злучэнні, недаакісленыя прадукты дыхання і інш.). Такое акісленне біялагічнае наз. свабодным акісленнем і суправаджаецца ўтварэннем цяпла. Мяркуюць, што сістэма пераносу электронаў, якая ажыццяўляе акісляльнае фасфарыліраванне, здольная пераключацца на свабоднае акісленне пры павелічэнні патрэбнасці ў цяпле.

Вывучэнне працэсаў акіслення ў арганізме пачалося ў 18 ст. з прац А.​Лавуазье. Вял. заслуга ў даследаванні акіслення біялагічнага належыць У.І.Паладзіну (разглядаў акісленне біялагічнае як ферментацыйны працэс). Значны ўклад зрабілі таксама сав. вучоныя А.​М.​Бах, У.​А.​Энгельгарт, У.​А.​Беліцэр, С.​Я.​Севярын, У.​П.​Скулачоў, ням. О.​Варбург, Г.​Віланд, англ. Д.​Кейлін, Х.​Крэбс, П.​Мітчэл, амер. Д.​Грын, А.​Ленінджэр, Б.​Чанс, Э.​Рэкер і інш. (лакалізацыя акіслення біялагічнага ў клетцы, сувязь з інш. працэсамі абмену рэчываў, механізмы ферментацыйных акісляльна-аднаўляльных рэакцый, акумуляцыя і пераўтварэнне энергіі і інш.). Гл. таксама Біяэнергетыка.

На Беларусі розныя аспекты акіслення біялагічнага вывучаюць у ін-тах біяарганічнай хіміі, фотабіялогіі, фізіялогіі, біяхіміі (Гродна) АН, БДУ.

Літ.:

Кривобокова С.С. Биологическое окисление: Ист. очерк М., 1971;

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1985;

Строев Е.А. Биологическая химия. М., 1986;

Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. 2 изд. М., 1990.

М.​М.​Філімонаў.

т. 1, с. 191