ПРОГРАММА
вступительного экзамена в аспирантуру по специальности "Биофизика"
1. Структура и физико-химические свойства биомакромолекул и надмолекулярных структур.
- Химический состав аминокислот. Кислотно-основные свойства, гидрофобность и гидрофильность. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белков. Глобулярные и фибриллярные белки. Денатурация белков. Конформационные переходы. Локализация ферментов в органеллах, клетках и организмах.
- Физико-химические свойства фосфолипидов. Строение мембран. Вращательная и трансляционная подвижность фосфолипидов, флип-флоп переходы. Фазовые переходы. Мембранно-связанные ферменты, регуляция их активности.
- Нуклеиновые кислоты. Структура ДНК. Двойная спираль. Термодинамика и кинетика расплетания и плавления двойной спирали. Суперспирализация.
2. Основы химической кинетики и ферментативный катализ.
- Скорость реакции. Закон действующих масс. Константа скорости. Порядок и молекулярность реакции. Катализ.
- Ферменты-белковые катализааторы. Активный центр фермента, кофакторы. Металлоферменты. Активные центры металлоферментов - изолированные ионы, кластеры, гем, хлорофилл. Механизм ферментативного катализа. Существующие объяснения активности и специфичности ферментов - гипотезы "ключ-замок", "рука-перчатка", "дыба", аллостерический эффект, конформационая релаксация..
- Уравнение Михаэлиса-Ментен. Ингибиторы и активаторы ферментов. Кинетические закономерности действия ингибиторов. Аллостерические регуляторы и аллостерические ферменты.
3. Обеспечение биологических систем энергией.
- Основные этапы и ферменты гликолиза. Механизм образования АТФ при гликолизе.
- Основные этапы и ферменты цикла Кребса. Синтез АТФ в цикле Кребса.
- Устройство и механизм работы системы переноса электронов в митохондриях.
- Синтез АТФ в митохондриях. Хемиосмотическая теория окислительного фосфорилирования.
- Устройство и механизм работы системы переноса электрона и образование АТФ при фотосинтезе. Хлорофилл, пигментная антенна, реакционные центры. Фотосистемы 1 и 2. Темновые и световые стадии. Проблемы разделения зарядов и переноса электрона в первичном фотобиологическом процессе. Роль электронно-конформационных взаимодействий.
4. Биосинтез макромолекул и его регуляция.
- Общая схема биосинтеза белков. Генетический код. Передача генетической информации от ДНК к белок-синтезирующей системе (транскрипция). Сплайсинг. Репарация. Синтез белка в рибосомах (трансляция).
- Генная инженерия. Плазмиды. Биотехнология.
- Генетика. Дискретность признаков. Мутации. Генотип и фенотип. Эволюция.
5. Явление биологической подвижности.
- Типы и принципиальные механизмы биологического движения. Мышцы, жгутики, микротрубочки. Движение протоплазмы.
- Устройство и механизм работы сократительного аппарата мышц. Молекулярная структура и физико-химические свойства мышечных белков. Принципы преобразования энергии в механохимических системах. Модели Хаксли, Дещеревского, Хилла.
6. Активный транспорт.
- Активный перенос и пассивная проницаемость. Молекулярные механизмы проницаемости ионов.
- Электрохимический потенциал в системе, содержащей мембрану. Способы энергетического обеспечения активного транспорта.
- Активный транспорт ионов K+ и Na+ через клеточную мембрану. Строение и механизм работы K+,Na+—активируемой АТФазы.
- Механизм и биологическое значение активного транспорта ионов Ca2+ в эндоплазматическом ретикуллуме и митохондриях.
7. Свободно-радикальные процессы в биологических системах.
- Строение и реакционная способность свободных радикалов. Стабильные свободные радикалы. Механизмы инициирования радикальных реакций in vivo (радиация, фотолиз, озонолиз, перенос электрона). Синглетный кислород. Свободные радикалы в ферментативных процессах. Роль свободных радикалов в процессах патологии (злокачественный рост, лучевое поражение, интонсикация ксенобиотиками.
8. Рецепторы
- Фоторецепция. Строение глаза человека. Строение фоторецепторных клеток. Молекулярная структура и фотоиндуцированные изменения родопсина.
- Вкус и обоняние. Вкусовые рецепторы. Рецепторы запаха.
9. Применение химической термодинамики в биофизике.
- Открытые и закрытые системы. Первый и второй законы термодинамики. Энтропия, свободная энергия. Обратимость и необратимость биологических процессов.
- Общая схема преобразования энергии в биосистемах. Биологическая роль АТФ и других макроэргических соединений.
10. Общие принципы основных методов биофизических исследований.
- Рентгеноструктурный анализ. Малоугловое рассеяние. Электронная микроскопия. Оптические методы. Поглощение, люминесценция, круговой дихроизм. Спектры комбинационного рассеяния и ИК спектры. Ультрацентрифугирование. Электронный парамагнитный резонанс. Ядерный магнитный резонанс. Хроматография. Электрофорез. Метод изотопных индикаторов. Спиновые, флуоресцентные и триплетные зонды в изучении мембран.Методы исследования быстрых биохимических процессов.
Список основной литературы
- Рубин А.Б., Биофизика, Высшая школа, М., 1987 г., в 2-х книгах.
- Альберс Б., Брей Д., Льюис Дж., и др. Молекулярная биология клетки. М., 1994.
- А.Б. Рубин, Лекции по биофизике, Издательство Московского университета, 1994 г.
- Ленинжер А., Основы биохимии, Мир, М., 1985 г., в 3-х томах.
- Вилли К., Детье В., Биология, Мир, М., 1974 г.
- Уотсон Дж., Молекулярная биология гена, Мир, М., 1978 г.
- М. Франк-Камененцкий, Главная молекула, Квант, М., 1989 г.
- Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, Мир, М., 1982 г., в 3-х томах.
- Волькенштей М.В., Биофизика, М., 1981 г.
- Пасынский А.Г., Биофизическая химия, Наука, М., 1963 г.
- Биофизика (под ред. Б.Н. Тарусова и О.Р. Колс), Высшая школа, М., 1968 г.
- Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот (под ред. Лазуркина Ю.С.), Наука, М., 1967 г.
Список дополнительной литературы
- Медицинская биофизика (под ред. Самойлова В.О.), Л., 1986 г.
- Блюменфельд Л.А., Проблемы биологической физики, М., 1982 г.
- Молекулярная биология клетки, Мир, М., 1986 г., в 5-ти томах.
- Мецлер Д., Биохимия. Химические реакции в живой клетке, Мир, М., 1980, в 3-х томах.
- Николаев Л.А., Основы физической химии биологических процессов, Высшая школа, М., 1971 г.
- Пулатова М.К., Электронный парамагнитный резонанс в молекулярной радиобиологии, Энергоатомиздат, М., 1989 г.
- Дpaго P., Физические методы в неоpгaнической химии, Москвa, “Миp”, 1981, в 2-х томах.
- Антонов В.Ф., Смирнова Е.Ю., Шевченко Е.В. Липидные мембраны при фазовых превращениях. М., 1992. 135 с.
- Биологические мембраны. Методы. Под ред. Дж. Финдел, У. Эванеса. М., 1990.
- Биофизика фотосинтеза. Под ред. А.Б. Рубина. М., 1975. 222 с.
- Болдырев А.А. и др. Биохимия активного транспорта ионов и транспортные АТФазы. М., 1983. 126 с.
- Лихтенштейн Г.И., Метод спиновых меток в молекулярной биологии, Наука, М., 1974 г.
- Островский М.А. Фоторецепторные клетки, М., Наука, 1978.
- Владимиров Ю.А. и др., Биофизика, М., 1983.
- Лихтенштейн Г.И. Многоядерные окислительно-восстановительные металлоферменты, М., Наука, 1979.
- Березин И.В., Мартинек К., Основы физической химии ферментативного катализа, Высшая школа, 1977.
- Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В., Краткий очерк теории эволюции, М., Наука, 1977.
|
|
