Сабақ. Биологиялық мембранының ҚҰрылысы және оның Қызметі. ЖАСАНДЫ Биологиялық мембрана. Сабақ жоспары Биологиялық физика пәні және оның басқа ғылымдармен байланысы
Фотобиологиялық процестердің кезеңдері
жүктеу/скачать 11,48 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Фотохимияялық реакциялар
| Фотобиологиялық процестердің кезеңдері
Түрлі фотобиологиялық процестерді мынадай кезеңдер(сатылар) жүйесінен тұратын құбылыстар деп қарауға болады: жарық квантын жұту әсерінен молекуланың қозуы; жарық әсерінсіз химиялық реакцияларға түсе алатын, жаңа зат пайда болатын бірінші реттік фотохимиялық реакциялар; екініш реттік химиялық реакциялар; ағзаның немесе ұлпаның физиологиялық жауабы. Фотохимияялық реакциялар Тек жарық әсерінен жүретін химиялық реакцияларды фотохимиялық деп атайды. Кез келген фотохимиялық реакцияның алғашқы сатысы жарық фотонын жұтудан басталып, фотон жұтқан молекуланың қозуымен жалғасады. Молекуланы қоздыруға қажетті жарық фотонының энергиясы бірнеше электрон-вольт болуы тиіс, ал жылулық қоздыруға қажетті энергия одан әлде қайда аз, яғни Eфот >> Eжылу. Мұнан молекуланы жарық фотон арқылы қоздыруға үлкен энергия қажет екендігін және мұндай құбылыстардың жай жағдайларда мүмкін болмайтындығын байқаймыз. Жарық фотоны арқылы молекуланы қоздыру, оның химиялық қасиетін өзгертетін екі түрде жүретін химиялық өзгерістер тізбегіне алып келеді: оның біріншісі - молекуланың донорлық-акцепторлық қасиетінің өзгеруі, екіншісі-молекуланың фотоизомеризациясы. Қозған молекуланың жоғары еркін орбиталында электрон пайда болады. Мұндай электрон молекуладан өте жеңіл түрде босап, фото тотығу реакциясына түсе алады, осы себепті мұндай молекулаларды электрон доноры деп атайды. Оларға қозған триптофан және тирозин молекулаларын жатқызуға болады. Қозған молекуладағы электронның жоғары энергетикалық деңгейге өтуі нәтижесінде негізгі орбиталды бос орын - ваканция пайда болады. Ыңғайлы донор кездессе мұндай молекулалар тотықсыздану реакциясына түседі, сол себепті мұндай молекулаларды электрон акцепторы деп атайды. Мұндай реакцияға хлорофилдың фототығуын жатқызуға болады. Бірінші реттік тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде еркін радикалдар пайда болады. Еркін радикал деп сыртқы орбиталында жалғыз электроны бар молекуланы атайды. Олардың химиялық реакцияға түскіш қабілеті өте жоғары болып келеді. Мұндай молекулалар екінші реттік реакцияға түсіп, нәтижесі физиологиялық реакциямен аяқталады. Енді фотоизомеризация құбылысын қарастырайық. Молекуланың химиялық қаситеті оны құрайтын атомдар құрамымына ғана байланысты болмайды, ондағы атомдардың кеңістікте орналасуына да байланысты болады. Атомдық құрамы бірдей, бірақ олардың кеңістіктегі орналасуы, яғни конфигурациясы әр түрлі болатын молекулаларды изомерлер деп атайды. Осы себепті мұндай молекулалардың химиялық қасиеттері де әр түрлі болады. Жарық фотонын (квантын) жұтып, қозған молекула құрамының кеңістіктегі конфигурациясының өзгеруін – изомеризация деп атайды. Фотоизомеризация құбылысын мына түрде көрсетуге болады (3- сурет): 3- сурет. Фотоизомеризация құбылысы мына түрде жүреді: жарық фотонын жұтқан молекула алғашқы конфигурациясын сақтайды, бірақ қозған күйге көшеді, сол ортадағы басқа молекулалармен өз ара әрекеттесу нәтижесінде жарық шығармай, қозған күйі төмендеп, молекуланың кеңістік құрылым, яғни конфигурациясы өзгереді. Құбылыстың соңғы кезеңі- қозбаған күйдегі жаңа изомер түзіледі. Осы құбылысқа мысал ретінде цис-транс изомерын қарастырайық. Молекуладағы қос байланыстағы бір жазықтықта жатқан көміртегі атомдары фотоизомеризация нәтижесінде 1800 бұрылып, жазықтықтың әр түрлі жерінде орналасады( 4-сурет). Мұндай цис-транс фотоизомеризация құбылысы көздің көру кезіндегі ретинал пигментінде орын алады, соның нәтижесінде денені көруге қол жеткіземіз, яғни нерв талшығында көру импульстері пайда болады. C = C 1800 C = C 4 сурет
жүктеу/скачать 11,48 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|