Verbum

ГЕНЕТЫ́ЧНЫ КОД,

адзіная сістэма «запісу» спадчыннай інфармацыі ў малекулах нуклеінавых кіслот у выглядзе паслядоўнасці нуклеатыдаў, што ўваходзяць у склад генаў. Уласцівы ўсім жывым арганізмам (у т. л. вірусам) і заснаваны на індывід. адрозненні ў наборах і ўзаемаразмяшчэнні чатырох азоцістых асноў (адэніну, гуаніну, цытазіну, урацылу) у малекулах ДНК або РНК. Адзінкай генетычнага кода служыць кадон, або трыплет (трынуклеатыд). Генетычны код, запісаны ў малекуле ДНК, вызначае парадак размяшчэння амінакіслот у бялковай малекуле, ад якога залежыць уласцівасць самога бялку. Зыходзячы з таго, што малекула ДНК складаецца з дзесяткаў тысяч нуклеатыдаў, практычна дапускаецца неабмежаваная колькасць спалучэнняў азоцістых асноў і магчымасць кадзіравання ўсіх бялкоў у арганізме.

Сутнасць генетычнага кода, прынцыпы будовы і асн. ўласцівасці (універсальнасць, здольнасць да выраджэння, трыплетнасць) эксперыментальна выявілі ў 1961—65 амер. вучоныя Ф.Крык і С.Брэнер, М.Нірэнберг, С.Ачоа, Х.Карана і інш. Рэалізацыя генетычнага кода ў жывых клетках ажыццяўляецца ў працэсе сінтэзу матрычнай РНК на ДНК гена (транскрыпцыя) і сінтэзу бялку (трансляцыя), пры якім паслядоўнасць нуклеатыдаў гэтай РНК пераводзіцца ў адпаведную паслядоўнасць амінакіслот бялковай малекулы. 61 кадон з 64 кадзіруюць пэўныя амінакіслоты, 3 адказваюць за заканчэнне сінтэзу бялку. Некалькі кадонаў могуць кадзіраваць адну і тую ж амінакіслату (выраджальнасць генетычнага кода), але адзін і той жа кадон адпавядае толькі адной амінакіслаце. За рэдкім выключэннем генетычны код універсальны — аднолькавы для ўсіх арганізмаў.

Э.В.Крупнова.

т. 5, с. 157

ГЕН

(ад грэч. genos род, паходжанне),

спадчынны фактар, структурна-функцыянальная адзінка генетычнага матэрыялу, адказная за фарміраванне якой-небудзь элементарнай прыкметы. З дапамогай гена адбываецца запіс, захаванне і перадача генетычнай інфармацыі. Умоўна ген можна ўявіць як адрэзак малекулы ДНК (у некаторых вірусаў і фагаў — малекулы РНК), які ўключае нуклеапратэідную паслядоўнасць з закадзіраванай у ёй першаснай структурай поліпептыду (бялку) або малекулы транспартнай ці рыбасомнай РНК, сінтэз якіх кантралюецца гэтым генам. У вышэйшых арганізмаў (эўкарыёт) ген знаходзіцца ў храмасомах і ў арганелах цытаплазмы (мітахондрыях, хларапластах і інш.); кожны з іх займае ў храмасоме дакладнае месца — локус. Сукупнасць усіх генащ арганізма складае яго генатып. Кожны ген, які ўключае ад некалькіх соцень да 1500 нуклеатыдаў, адказны за сінтэз пэўнага бялку (поліпептыднага ланцуга), ферменту і г.д. Кантралюючы іх утварэнне, ген кіруе ўсімі хім. рэакцыямі арганізма і тым самым вызначае яго прыкметы (гл. Генетычны код).

Дыскрэтныя спадчынныя задаткі адкрыў у 1865 Г.Мендэль, у 1909 В.Іагансен назваў іх генам. У 1911 Т.Морган і яго супрацоўнікі даказалі, што ген з’яўляецца ўчасткам храмасомы, склалі першыя храмасомныя карты, на якіх пазначылі размяшчэнне асобных генаў на храмасомах (гл. Генетычная карта храмасом). Адрозніваюць гены: структурныя, што нясуць інфармацыю пра паслядоўнасць амінакіслот у поліпептыдзе, і рэгулятарныя (кантралююць і рэгулююць дзейнасць структурных генаў); алельныя і неалельныя (гл. Алелі); паводле лакалізацыі на храмасоме аўтасомныя (гл. Аўтасомы) і счэпленыя з полам (гл. Палавыя храмасомы). Важная ўласцівасць генаў — спалучэнне іх высокай устойлівасці (нязменнасці ў шэрагу пакаленняў) са здольнасцю да мутацый, якія служаць асновай зменлівасці арганізмаў, што дае матэрыял для натуральнага адбору; у чалавека зрэдку прыводзіць да генных хвароб (гл. Спадчынныя хваробы). Распрацаваны метады выдзялення, сінтэзу і кланавання (размнажэння) генаў. Створаны банк генаў для розных груп арганізмаў.

А.Г.Купцова.

т. 5, с. 149

БІЯАРГАНІ́ЧНАЯ ХІ́МІЯ,

галіна арганічнай хіміі, якая вывучае сувязь паміж будовай арган. рэчываў і іх біял. функцыямі. Выкарыстоўвае пераважна метады арган. і фіз. хіміі, таксама фізікі і матэматыкі. У біяарганічнай хіміі даследуюцца біяпалімеры (бялкі, тлушчы, вугляводы, ферменты, нуклеінавыя кіслоты і інш.), нізкамалекулярныя біярэгулятары (вітаміны, гармоны, прастагландзіны, антыбіётыкі, ферамоны і інш.); сінт. біялагічна актыўныя злучэнні, у т. л. лекі, пестыцыды, гербіцыды і інш. Спалучае аналіз хім. структуры, прасторавай будовы арган. злучэння з яго сінтэзам, мадыфікацыяй і вывучэннем хім. дзеяння ў сувязі з біял. функцыямі.

Склалася на мяжы біяхіміі і арган. хіміі, з’явілася лагічным працягам хіміі прыродных злучэнняў. Найб. значныя этапы станаўлення біяарганічнай хіміі: адкрыццё α-спіральнай структуры бялкоў (Л.Полінг), вызначэнне хім. будовы нуклеатыдаў (А.Тод), амінакіслотнай паслядоўнасці інсуліну (Ф.Сенгер), працы па канфармацыйным аналізе біялагічна актыўных злучэнняў (Д.Бартан, У.Прэлаг), поўны хім. сінтэз рэзерпіну, хларафілу, вітаміну B₁₂ (Р.Вудвард). У Расіі і СССР уплыў на развіццё біяарганічнай хіміі зрабілі працы А.М.Бутлерава, М.Дз.Зялінскага, А.Е.Арбузава, У.М.Радыёнава, А.М.Белазерскага, І.М.Назарава, М.А.Праабражэнскага, М.М.Шамякіна, Ю.А.Аўчыннікава і інш. У 1960—70-я г. пачалі выкарыстоўваць у сінтэзе ферменты, напр., для камбінаванага хіміка-энзіматычнага сінтэзу гена (Г.Карана). Энзімалагічныя метады сінтэзу далі магчымасць выбіральна ператвараць прыродныя злучэнні і атрымліваць новыя біялагічна актыўныя пептыды, алігацукрыды, нуклеатыды і нуклеінавыя кіслоты. У 1970—80-я г. інтэнсіўна развіваюцца сінтэз алігануклеатыдаў і генаў, мембраналогія, аналіз структуры складаных бялкоў, сярод якіх трансаміназа, β-галактазідаза, ДНК-залежная РНК-полімераза, γ-глабуліны, інтэрфероны і мембранныя бялкі (адэназінтрыфасфатаза, бактэрыярадапсін, цытахромы P-450); даследуюцца будова і механізм дзеяння нейрапептыдаў — рэгулятараў вышэйшай нерв. дзейнасці. Біяарганічная хімія звязана з практычнай медыцынай і сельскай гаспадаркай (стварэнне імунахім. сродкаў мікрааналізу біялагічна актыўных рэчываў, сінтэз антыбіётыкаў, гармонаў, вітамінаў, стымулятараў росту раслін і рэгулятараў паводзін жывёл і насякомых), біятэхналогіяй, хім. і мікрабіял. прам-сцю. Спалучэнне метадаў біяарганічнай хіміі і геннай інжынерыі дало магчымасць атрымаць інсулін чалавека, інтэрферон, гармон росту чалавека і інш. біялагічна актыўныя злучэнні бялкова-пептыднай прыроды.

На Беларусі развіццё біяарганічнай хіміі пачалося пасля ўтварэння ў 1974 Ін-та біяарган. хіміі АН на чале з А.А.Ахрэмам. Вывучаюцца і даследуюцца: структуры і функцыі бялкоў, ферментаў, нуклеінавых кіслот і нізкамалекулярных біярэгулятараў (стэроідных гармонаў, прастагландзінаў), тонкі арган. сінтэз пестыцыдаў, лек. прэпаратаў і іншых фізіялагічна актыўных біяхім. злучэнняў. Даследаваны: біяхім. ўласцівасці стэроідаў і прастагландзінаў (Ахрэм, Ф.А.Лахвіч, У.А.Хрыпач), стэроідных і бялковых гармонаў (А.А.Стральчонак), нуклеатыдаў і нуклеазідаў (І.А.Міхайлопула), механізмы дзеяння акісляльна-аднаўляльных ферментных сістэм і іх мадэлявання (Дз.І.Мяцеліца, С.А.Усанаў), структура і арганізацыя мембранна-звязаных ферментаў (В.Л.Чашчын), таксама сінтэз новых лек. прэпаратаў на аснове гетэрацыклічных злучэнняў (Л.І.Ухава) і інш.

Літ.:

Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия М., 1987;

Дюга Г., Пенни К. Биоорганическая химия: Хим. подходы к механизму действия ферментов: Пер. с англ. М., 1983;

Бендер М., Бергерон Р., Комияма М. Биоорганическая химия ферментативного катализа: Пер. с англ. М., 1987.

Дз.І.Мяцеліца.

т. 3, с. 165

АРГАНІ́ЧНАЯ ХІ́МІЯ,

галіна хіміі, якая вывучае злучэнні вугляроду з інш. элементамі (арганічныя злучэнні) і іх ператварэнні. Займаецца сінтэзам і вызначэннем структуры арган. злучэнняў, вывучэннем сувязі хім. будовы рэчываў з рэакц. здольнасцю і фіз. ўласцівасцямі, практ. выкарыстаннем. Падзяляецца на стэрэахімію, хімію высокамалекулярных злучэнняў, прыродных рэчываў (антыбіётыкаў, вітамінаў, гармонаў і інш.), металаарган., фторарган., комплексных злучэнняў, фарбавальнікаў. Цесна звязана з біяхіміяй, медыцынай, біялогіяй, арган. геахіміяй, малекулярнай біялогіяй і інш. галінамі навук.

З’явілася ў пач. 19 ст. ў выніку абагульнення ведаў пра ўласцівасці рэчываў жывёльнага і расліннага паходжання і ўяўленняў таго часу аб жыццёвай сіле (vis vitalis), якая быццам бы стварае арган. рэчывы толькі ў жывых арганізмах. Тэрмін «арганічная хімія» ўведзены Ё.Берцэліусам (1827). Сінтэз мачавіны (Ф.Вёлер; 1828), аніліну (М.М.Зінін; 1842), воцатнай кіслаты (А.Кольбе; 1845), рэчываў тыпу тлушчаў (П.Бертло; 1854), цукрыстага рэчыва (А.М.Бутлераў; 1861) паказаў магчымасць штучнага атрымання арган. рэчываў. З 2-й чвэрці 19 ст. пачалі развівацца тэарэт. ўяўленні арганічнай хіміі, у т. л. тэорыя радыкалаў (Ю.Лібіх, Вёлер, Э.Франкленд, Р.Бунзен), тэорыя тыпаў (Ж.Дзюма, Ш.Жэрар і О.Ларан), паняцце пра валентнасць хім. элементаў, чатырохвалентнасць вугляроду і здольнасць яго атамаў ствараць складаныя малекулы. Абгрунтаваная ў 1861 Бутлеравым хімічнай будовы тэорыя прапанавала існаванне сувязі паміж будовай і ўласцівасцямі арган. злучэнняў, растлумачыла з’яву прасторавай ізамерыі арган. злучэнняў. А.Кекуле ў 1865 створана тэорыя будовы араматычных злучэнняў (на прыкладзе бензолу); у 1874 Я.Вант-Гоф і Ж.Ле Бель заклалі асновы стэрэахіміі, вылучылі аптычную ізамерыю і геаметрычную ізамерыю арган. рэчываў. Развіццё арганічнай хіміі ў пач. 20 ст. звязана з дасягненнямі квантавай фізікі і электронных тэорый хім. сувязі. Вызначаны тыпы хім. сувязі; Г.Льюіс, В.Косель, К.Інгалд, Л.Полінг распрацавалі і дапоўнілі ўяўленнямі квантавай хіміі і квантава-хімічнымі разлікамі электронную тэорыю будовы арган. злучэнняў, прадказалі і растлумачылі арганічнай хіміі рэакцыйную здольнасць. У 2-й пал. 20 ст. пачалося станаўленне фізічнай арганічнай хіміі, у якой абагульнены ўяўленні па механізмах рэакцый і сувязі паміж структурай арган. злучэнняў і іх рэакц. здольнасцю; шырокае выкарыстанне ў даследаваннях храматаграфіі, рэнтгенаскапіі, масспектраскапіі, метадаў ЭПР, ЯМР, ІЧ- і УФ-спектраскапіі. Сінтэзаваны новыя класы крэмнійарган. злучэнняў (полісілаксаны), поліаміды (нейлон), фторпалімеры (тэфлон), цэнавыя злучэнні пераходных металаў (ферацэн), фізіялагічна актыўныя злучэнні, лекавыя прэпараты, атрутныя рэчывы, сродкі аховы раслін, антыпірэны. Метады арганічнай хіміі разам з фіз. метадамі даследавання выкарыстоўваюцца ў вызначэнні будовы нуклеінавых кіслотаў, бялкоў, складаных прыродных злучэнняў, з дапамогай матэм. мадэлявання ажыццяўляецца мэтанакіраваны сінтэз арган. рэчываў з зададзенымі ўласцівасцямі. Магчымасці арганічнай хіміі дазволілі сінтэзаваць хларафіл, вітамін B₁₂ (Р.Вудварт), полінуклеатыды (А.Тод), распрацаваць аўтаматызаваны сінтэз ферментаў. Сучаснае дасягненне арганічнай хіміі ў геннай інжынерыі — сінтэз актыўнага гена (Х.Каран; 1976). Выкарыстанне дасягненняў арганічнай хіміі прывяло да стварэння тэхналогій вытв-сці сінт. каўчукаў, пластычных масаў, сінт. валокнаў, фарбавальнікаў, кінафотаматэрыялаў, атрутных рэчываў, сродкаў аховы раслін, духмяных рэчываў, лек. прэпаратаў.

На Беларусі даследаванні па арганічнай хіміі пачаліся ў 1924 у БДУ і вядуцца ў ін-тах фізіка-арган. і біяарган. хіміі АН, БДУ, Бел. тэхнал. ун-це, с.-г., мед. і інш. НДІ. Сінтэзаваны і вывучаны ператварэнні металаарган., поліхлорарган., пераксідных злучэнняў, ацыклічных і гетэрацыклічных злучэнняў, стэроідаў, гетэрастэроідаў, простагландзінаў, нуклеатыдаў, тэрпеноідаў. Буйнейшыя прадпрыемствы: ВА «Палімір» (г. Наваполацк), ВА «Азот» (г. Гродна), Магілёўскі камбінат сінт. валокнаў.

Літ.:

Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. Кн. 1—2. 2 изд. М., 1974;

Нейланд О.Я. Органическая химия. М., 1990.

К.Л.Майсяйчук.

т. 1, с. 467