Verbum

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

АТМАСФЕ́РА (ад грэч. atmos пара + сфера) Зямлі, газавая абалонка вакол Зямлі, якая ўтрымліваецца яе прыцяжэннем, верціцца разам з ёю і забяспечвае жыццядзейнасць расліннага і жывёльнага свету. Маса атмасферы каля 5,15×10​¹⁵ т (адна мільённая доля масы Зямлі). Палавіна яе заключана ў слоі да 5 км, 90% — да 16 км, вышэй за 100 км — толькі мільённая частка. Выразнай верхняй мяжы не існуе, атмасфера паступова пераходзіць у касм. прастору (гл. Космас). За фіз. мяжу прымаюць выш. 1000—1200 км, тэарэтычная мяжа — 42 тыс. км, дзе цэнтрабежная сіла вярчэння Зямлі ўраўнаважваецца яе прыцяжэннем. З вышынёй мяняюцца фіз. ўласцівасці атмасферы: ціск, шчыльнасць, т-ра. Ціск атмасферы на ўзр. м. на 1 см² 1013,25 гПа, на выш. 5 км ён змяншаецца на ½. Залежнасць ціску ад вышыні выражаецца бараметрычнай формулай. Шчыльнасць паветра на ўзр. м. 1,27—1,30 кг/м³, на паверхні Зямлі ў Еўропе ў сярэднім 1,25 кг/м³, на выш. 20 км 0,087 кг/м³, на выш. 750 км менш за 10-13 кг/м³. Т-ра характарызуецца больш складанай залежнасцю ад вышыні.

Будова. Атмасфера мае выразную слаістую структуру. У аснову падзелу пакладзена вертыкальнае размеркаванне т-ры, паводле якога вылучаюць сферы і слаі-паўзы паміж імі. Ніжняя частка атмасферы — трапасфера, знаходзіцца над паверхняй Зямлі да выш. 8—10 км у палярных, 16—18 км у экватарыяльных шыротах. Характарызуецца паніжэннем т-ры з вышынёй каля 6,5 °C на 1 км. Пераходнаму слою (таўшчынёй ад соцень метраў да 2 км) паміж трапасферай і стратасферай — трапапаўзе — уласціва ізатэрмія. Стратасфера распасціраецца да 50 км, у ніжняй частцы яе т-ра пастаянная, з выш. 25—30 км павышаецца ў сярэднім на 0,3 °C на 100 м (у азанасферы). Паміж стратасферай і мезасферай размяшчаецца стратапаўза, у якой т-ра блізкая да 0 °C. У мезасферы (да выш. 80 км) т-ра зніжаецца на 0,35 °C на 100 м вышыні (да -90 °C), развіваецца канвекцыя (вертыкальнае перамешванне), утвараюцца серабрыстыя воблакі. У мезасферы адзначаецца іанізацыя часцінак газу. Мезапаўза знаходзіцца на выш. 80—85 км, ёй уласціва ізатэрмія ці слабае зніжэнне т-ры. Вышэй размешчана тэрмасфера (да 800—1000 м), дзе т-ра зноў рэзка павышаецца за кошт паглынання прамога сонечнага выпрамянення і дасягае 1500—2000 °C. Тэрмасфера адпавядае іанасферы, дзе паветра моцна іанізаванае ў выніку дысацыяцыі малекул газаў пад уздзеяннем ультрафіялетавай, рэнтгенаўскай і карпускулярнай радыяцыі, што з’яўляецца прычынай высокай т-ры, палярных ззянняў, свячэння атмасферы. Знешняя атмасфера — экзасфера, дзе адбываецца дысіпацыя газаў, іх часцінкі (пераважна атамы вадароду) рассейваюцца ў касм. прасторы і ўтвараюць карону Зямлі.

Састаў. Атмасфера паветра — сумесь газаў з дамешкам завіслых цвёрдых і вадкіх часцінак. Паводле хім. саставу вылучаюць гамасферу (да 90—100 км) з нязменнымі суадносінамі асн. газаў і гетэрасферу, дзе стан газаў і іх суадносіны вельмі зменлівыя. У сухім паветры гамасферы азот складае 78%, кісларод — 21, аргон — 0,9, вуглякіслы газ — 0,03%, астатняе — крыптон, ксенон, неон, гелій, вадарод, азон, ёд, радон, метан, аміяк і інш. Сучасны састаў атмасферы спрыяльны для жыцця на Зямлі: кісларод служыць для дыхання жывых арганізмаў, вуглякіслы газ — для стварэння арган. рэчываў раслін у працэсе фотасінтэзу. У фіз. працэсах, якія адбываюцца ў атмасферы, найб. актыўныя вадзяная пара, азон, вуглякіслы газ і атм. аэразолі. Вадзяная пара канцэнтруецца ў ніжніх слаях трапасферы (ад 0,1—0,2% у палярных шыротах да 3% у экватарыяльных), з вышынёй яе колькасць памяншаецца (на выш. 1,5—2 км на 50%), у нязначнай колькасці ёсць да выш. 15—20 км. Азон затрымлівае асн. частку ультрафіялетавага выпрамянення Сонца, гібельнага для ўсяго жывога на Зямлі. Канцэнтруецца ў азанасферы. Вуглякіслы газ здольны паглынаць даўгахвалевае выпрамяненне Зямлі і ствараць парніковы эфект атмасферы. Колькасць вуглякіслага газу павялічваецца ў сувязі з узмацненнем антрапагеннага ўздзеяння на атмасферу (мяркуюць, што да 2000 г. яго будзе 0,0375%). Атмасферныя аэразолі (завіслыя ў паветры цвёрдыя і вадкія часцінкі) таксама затрымліваюць цеплавое выпрамяненне паверхні Зямлі і ўплываюць на бачнасць у атмасферы. Прымеркаваныя да прыземных слаёў, частка іх пранікае ў стратасферу, дзе на выш. 15—20 км утвараецца аэразольны слой Юнге.

У гетэрасферы павялічваецца колькасць лёгкіх газаў, адбываецца дысацыяцыя малекул паветра і значная іанізацыя. Выразная змена стану газаў атмасферы адбываецца на выш. 100—210 км, дзе пераважае атамарны кісларод над малекулярнымі азотам і кіслародам. На выш. 500 км малекулярнага кіслароду практычна няма, вышэй за 600 км пераважае гелій, на выш. ад 2 да 20 тыс. км пашырана вадародная карона Зямлі. З верхняй часткай атмасферы звязаны радыяцыйныя паясы Зямлі: унутраны на выш. 500—1600 км і вонкавы, утвораныя электронамі з высокай энергіяй.

Паветраныя плыні. Вынікам неаднароднасці т-ры атмасферы па вертыкалі і нераўнамернага награвання палярных і экватарыяльных шырот, сухазем’я і мора з’яўляецца сістэма буйнамаштабных працэсаў — агульная цыркуляцыя атмасферы. Да яе належаць плыні ніжняй часткі трапасферы: пастаянныя — пасаты і сезонныя — мусоны, заходні перанос паветраных мас, канвекцыя, цыклоны і антыцыклоны і інш. Паблізу трапапаўзы, дзе існуе кантрастнасць т-ры, а таксама ў азонавым слоі на выш. 20—25 км утвараюцца магутныя струменныя плыні. Скорасць ветру ў верхняй стратасферы дасягае 100—150 м/сек. У тэрмасферы яна павялічваецца, тут адбываюцца прыліўныя рухі пад уздзеяннем Месяца і Сонца. Рухомасць атмасферы надае ёй ролю рэгулятара цеплаабмену Зямлі з космасам, радыяцыйнага і воднага балансу. Працэсы ўзаемадзеяння атмасферы і акіяна істотна ўплываюць на клімат Зямлі. Атмасфера мае электрычнае поле, якое фарміруецца пад уздзеяннем адмоўнага электрычнага поля Зямлі.

Паходжанне. Сучасная зямная атмасфера мае другаснае паходжанне, яна ўтварылася пасля ўзнікнення Зямлі ў выніку ўзаемадзеяння працэсу дэгазацыі з пародамі літасферы. Састаў атмасферы зменьваўся на працягу ўсёй гісторыі Зямлі, у т. л. і пад уплывам дзейнасці чалавека. Вылучаюць 2 асн. этапы — бескіслародны (2 млрд. гадоў назад) і кіслародны; маса кіслароду значна павялічылася ў фанеразоі пасля з’яўлення расліннасці на сушы.

Вывучэнне атмасферы пачалося ў антычны час. Навука пра атмасферу — метэаралогія сфарміравалася ў 19 ст. Для назіранняў за атмасферай створана сетка метэаралагічных станцый і пастоў, выкарыстоўваюцца метады вертыкальнага зандзіравання атмасферы, радыёлакацыя, пеленгацыя, самалёты, аўтам. аэрастаты, спец. судны, ракеты і метэаралагічныя спадарожнікі. У Беларусі назіранне за атмасферай праводзіцца на метэастанцыях гідраметэаралагічнай службы, у прамысл. цэнтрах вывучаюць і прагназіруюць ступені тэхнагеннага забруджвання; праводзяцца даследаванні радыенукліднага забруджвання атмасферы пасля катастрофы на Чарнобыльскай АЭС.

Літ.:

Атмосфера: Справ. Л., 1991;

Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л., 1985;

Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы: Пер. с англ. М., 1988.

Г.В.Валабуева.

т. 2, с. 74