БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ это:

БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ

       
кристаллы, построенные из биол. макромолекул — белков, нуклеиновых к-т или вирусных ч-ц. Вследствие больших размеров биол. макромолекул, содержащих 103—104 атомов, Б. к. имеют очень большие (по сравнению с обычными кристаллами) периоды кристаллической решётки (50 — 200 ?), а у вирусов они достигают 1000 ? и более. Важнейшей особенностью Б. к. является то, что они состоят не только из образующих их макромолекул, но содержат внутри себя между молекулами маточный раствор (35—80%), из
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ1
Рис. 1. Упаковка молекул в кристалле белка.
к-рого они кристаллизовались, обычно воду с теми или иными ионами (рис. 1). Б. к. существуют только в равновесии с таким р-ром; при высушивании Б. к. происходит денатурация (разрушение структуры) молекул и кристалла в целом. Регулярность укладки молекул в Б. к. определяется электростатич. вз-ствием заряж. ат. группировок на поверхности молекул. Прилегающие к поверхности молекулы растворителя упорядочены, в межмол. пр-ве — расположены беспорядочно.
Б. к. образуются иногда в живых организмах — in vivo, однако гл. методом их получения явл. кристаллизация выделенных из живых организмов и тщательно очищенных белков и др. биол. макромолекул (рис. 2 и 3).
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ2
Рис. 2. Кристаллы леггемоглобина.
Методы кристаллизации Б. к. основаны на изменении темп-ры, пересыщения, причём изменение растворимости вызывают добавлением в р-р специфич. солей или органич. растворителей, путём изменения рН р-ра и т. п.
Громадные размеры биол. макромолекул позволяют непосредственно наблюдать упаковку их в крист. решётку методами электронной микроскопии (рис. 3). Осн. метод изучения структуры Б. к.— рентгеновский структурный анализ, позволяющий определить сложнейшую пространств. конфигурацию образующих их молекул.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ3
Рис. 3. Электронно-микроскопич. фотографии упаковки молекул в кристаллах белков (сверху вниз): каталазы (Х5•105): вируса некроза табака; отд. кристаллов белка из микроорганизмов Bacillus thwingiensis.
Рентгенограммы Б. к. содержат громадное число рефлексов (?100000); процесс их расшифровки исключительно сложен. В результате изучения Б. к. установлено строение более 100 белков. Молекула глобулярного белка представляет собой сложным образом уложенную полипептидиую цепочку, состоящую из аминокислотных остатков (пунктир, рис. 4), характеризуемых двадцатью сортами боковых радикалов R. Число таких остатков в цепи составляет в разных белках приблизительно от 100 до 500. Компактно уложенная в г л о б у л у цепь может иметь на отд. участках т. н. a-спиральную структуру или b-структуру, в к-рой участки цепи располагаются параллельно (рис. 5).
Расшифровка строения белковых кристаллов дала мол. биологии сведения о механизме биол. активности ферментов и др. белков. Получены и исследованы также кристаллы транспортной рибонуклеиновой к-ты (t-РНК).
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ3
Рис. 5. Структура белковых молекул: слева — миоглобина, состоящего в осн. из a-спиральных участков (аминокислотные остатки показаны точками); справа — цитохрома С, в к-ром чередуются участки с a- и b-структурами (аминокислотные остатки показаны звеньями цепи).
Кроме истинных трёхмерно-периодич. Б. к., существуют Б. к. с иным хар-ром упорядоченности. Так, дезоксирибонуклеиновая к-та (ДНК) образует текстурированные гели — жидкие кристаллы, рентгенографич. анализ к-рых позволил построить пространств. модель ДНК и установить природу передачи генетич. информации. Жидкие кристаллы образуют также фибриллярные белки мышц — миозин и актин. Нек-рые глобулярные белки (каталаза и др.) кристаллизуются, образуя трубы с мономол. стенками, в к-рых молекулы уложены согласно спиральной симметрии. Изучение кристаллов сферич. вирусов методами электронной микроскопии и рентгеноанализа позволило установить хар-р взаимной упаковки и структуру образующих оболочку вируса белковых молекул (рис. 6),
БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ4
Рис. 6. Электронно-микроскопич. фотография упаковки молекул в оболочке сферич. вируса герпеса (Х640000).
к-рые уложены в вирусной ч-це согласно икосаэдрич. симметрии с осями 5-го порядка (см. СИММЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ" в других словарях:

  • КРИСТАЛЛЫ — (от греч. krystallos, первоначальное значение лёд), твёрдые тела, обладающие трёхмерной периодич. ат. структурой и, при равновесных условиях образования, имеющие естеств. форму правильных симметричных многогранников (рис. 1). К. равновесное… …   Физическая энциклопедия

  • биологические препараты — биологические препараты, биопрепараты, средства биологического происхождения, применяемые в сельском хозяйстве для диагностики, профилактики и лечения инфекционных и паразитарных болезней животных, повышения их плодовитости и продуктивности, а… …   Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

  • БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ — биопрепараты, средства биол. происхождения, применяемые в с. х ве для диагностики, профилактики и лечения инфекционных и паразитарных болезней ж ных, повышения их плодовитости и продуктивности, а также для защиты р ний от вредителей и болезней,… …   Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ — кристаллы, образованные из молекул, связанных друг с другом слабыми ван дер ваальсовыми силами или водородной связью (см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, МЕЖАТОМНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Внутри молекул между атомами действует более прочная, обычно… …   Физическая энциклопедия

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ — МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ,. кристаллы, в узлах кристаллической решетки которых располагаются молекулы вещества, связанные друӠс другом слабыми или ван дер ваальсовыми силами (см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ) или водородной связью (см. ВОДОРОДНАЯ… …   Энциклопедический словарь

  • ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ — особое состояние нек рых органич. в в, в к ром они обладают реологич. св вами жидкости текучестью, но сохраняют определ. упорядоченность в расположении молекул и анизотропию ряда физ. св в, характерную для тв. кристаллов. Открыты в 1889 австр.… …   Физическая энциклопедия

  • ПОЛИМЕРЫ БИОЛОГИЧЕСКИЕ — (биополимеры) природные макромолекулы, играющие осн. роль в биол. процессах. К П. б. относятся белки, нуклеиновые кислоты (НК) и полисахариды. П. б. образуют структурную основу всех живых организмов; все процессы в клетке связаны с… …   Физическая энциклопедия

  • СИММЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ — свойство кристаллов совмещаться с собой при поворотах, отражениях, параллельных переносах либо части или комбинации этих операций. Симметрия означает возможность преобразования объекта, совмещающего его с собой. Симметрия внеш. формы (огранки)… …   Физическая энциклопедия

  • КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЁТКА — присущее крист. состоянию в ва регулярное расположение ч ц (атомов, ионов, молекул), характеризующееся периодич. повторяемостью в трёх измерениях. Плоские грани кристалла, образовавшегося в равновесных условиях, соответствуют ат. плоскостям,… …   Физическая энциклопедия

  • НЕЙТРОННАЯ ФИЗИКА — совокупность исследований строения в ва с помощью нейтронов, а также исследования св в и структуры самих нейтронов (времени жизни, магн. момента и др.). Отсутствие у нейтрона электрич. заряда приводит к тому, что они в осн. взаимодействуют… …   Физическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «БИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»