Специальные дисциплины кафедры молекулярной биофизики (стр. 2 )

1.Введение. Соотношение между аналитической теорией, физическим экспериментом и численным экспериментом. Вычислительная физика. Роль ЭВМ, их характеристики - оперативная и внешняя память, быстродействие, надежность. Мат. обеспечение - языки программирования. Ввод и вывод информации. Поколения ЭВМ. Супер и мини ЭВМ. Персональные компьютеры. Матричные процессоры. Сети ЭВМ и информационные сети. Специализированные процессоры для численных экспериментов.

2. Мат. эксперимент динамического и стохастического типа (молекулярная динамика и Монте-Карло). Метод МК для расчета интегралов. Оценка погрешности выборочного среднего. Метод существенной выборки.

3. Основы термодинамики. Термодинамические величины: объем, давление, температура. Уравнение состояния. Внутренняя энергия, работа, тепло. Первое начало термодинамики. Второе начало. Энтропия. Равенство ( неравенство ) Клаузиуса. Термодинамические потенциалы, характеристические переменные. Термодинамические равенства и неравенства.

4. Основы равновесной статистической механики. Микро - и

макро-состояния. Ансамбли (микроканонический, канонический, большой канонический). Энергетический спектр и плотность состояний макросистемы. Статистическая энтропия. Тепловое равновесие и температура, материальное равновесие и хим. потенциал. Каноническое и другие распределения. Статсуммы. Переход к классическим статинтегралам. Связь с термодинамикой.

5. Проблема вычисления конфигурационных средних в классической стат. механике и метод Монте-Карло. Реализация существенной выборки с помощью аппарата марковских цепей. Переходные вероятности.

6. Метод Монте-Карло в статистической механике, методические вопросы: малое число частиц и моделирование микросистем (периодические граничные условия). Проблема учета дальних взаимодействий. Начальная релаксация и усреднение. Свободные параметры цепи и их оптимальный выбор. Статистическая и систематическая погрешности.

7. Величины, вычисляемые методом МК (канонический и другие ансамбли): внутренняя энергия, уравнение состояния, термические коэффициенты (теплоемкость, сжимаемость). Бинарная функция распределения.

8. Моделирование молекул с внутренними степенями свободы. Метод МД для цепных молекул с жесткими связями(метод уравнений Лагранжа 1-го рода). Полимеры в растворе и метод Броуновской динамики. Микродинамика белков.

9. Метод МД с постоянной температурой и постоянными Т и Р

(метод Нозе - Хувера).

10. Метод МК - молекулярного поля для полиэлектролита.

11. Гиббсовский ансамбль для моделирования фазовых равновесий газ - жидкость.

12. Моделирование ограниченных систем: кластеры, тонкие слои, микрофазы в порах. Граничные условия.

Литература

1. К Биндер Методы Монте-Карло в статистической физике, Мир, М.,1982.

2. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике, Наука, М.,1990.

3. Х. Гулд, Я. Тобочник Компьютерное моделирование в физике, ч.1,ч.2, Мир, М.,1990.

4. Физика простых жидкостей, ч.2,гл.14, М.,1971.

5. , , Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло), М.,1962.

6. Статистическая теория жидкостей, М.,1961.

7. M. P. Allen, D. I. Tildesley Сomputer Simulation of Liquids. Clarendon Press. Oxford. 1987.

ДНМ.07 Методы исследования макромолекул Доц. Биологические и синтетические полимеры. Основные конфоромационные параметры макромолекул. Модельные представления. Возможности различных методов для определения конформационных параметров полимеров в растворах. Полидисперсность биологических и синтетических полимеров. Молекулярно-весовое распределение и способы его изучения. Способы усреднения молекулярного веса. Среднечисленная, среднемассовая, средневязкостная, z-средняя молекулярная масса. Фракционирование полимеров по молекулярной массе. Хроматография. Классификация хроматографических методов. Колоночная хроматография. Хроматография при низком давлении. Хроматография при высоком давлении. Гель-фильтрация. Распределительная хроматография. Адсорбционная хроматография. Ионобменная хроматография. Аффинная хроматография. Тонкослойная хроматография. Электрофорез. Виды электрофореза. Зональный и непрерывный электрофорез. Электрофорез на колонках. Двумерный электрофорез. Методы прямого наблюдения Электронная микроскопия. Флуоресцентная микроскопия. Поляризационная микроскопия. Туннельная и атомная силовая микроскопия. Методы определения молекулярной массы полимера. Абсолютные и относительные методы. Обзор. Анализ концевых групп. Химические методы. Эбулиоскопия и криоскопия. Изопиестический метод. Осмометрия Теоретические основы метода. Способы Измерения осмотического давления: статический, динамический и метод нулевой скорости. Определение молекулярной массы и второго вириального коэффициента. Метод рассеяния света. Интенсивность света, рассеянного жидкостями и растворами. Термодинамическая теория рассеяния света жидкостями и растворами макромолекул. Молекулярная теория рассеяния света растворами макромолекул. Угловое распределение интенсивности света, рассеянного растворами изотропных или анизотропных частиц, размеры которых малы в сравнении с длиной волны падающего света. Теория рассеяния света растворами больших частиц. Зависимость асимметрии рассеяния от формы рассеивающих частиц. Методы интерпретации экспериментальных данных: метод асимметрии Дебая и метод двойной экстраполяции Зимма. Определение молекулярной массы полимера, размеров макромолекулы и второго вириального коэффициента из данных по светорассеянию. Угловая зависимость интенсивности света, рассеянного большими частицами различной формы: клубок, сфера, палочка. Исследование деполяризация света, рассеянного жидкостями и растворами. Степень деполяризации. Зависимость степени деполяризации рассеянного света от состояния поляризации падающей световой волны. Степень деполяризации света, рассеянного изотропными и анизотропными частицами, размеры которых малы и сравнимы с длиной волны света. Определение оптической анизотропии изучаемых частиц по степени деполяризации света, рассеянного их растворами. Экспериментальные методы определения деполяризации рассеянного света. Динамическое рассеяние света. Корреляционная функция и ее основные свойства. Методы оптического гомодинирования и гетеродинирования. Метод собственных биений. Соотношение Зигерта. Метод кумулянтов.. Определение коэффициента трансляционной диффузии жестких сферических частиц. Разделение вкладов, соответствующих различным типам движений при исследовании растворов макромиолекул. Анизотропные частицы. Влияние полидисперсности. Методы анализа многокомпонентных систем. Вискозиметрия. Вязкость растворов полимеров. Внутреннее трение в жидкостях и растворах. Характеристическая вязкость растворов жестких сферических и эллипсоидальных частиц. Вязкость растворов цепных молекул. Уравнение Марка-Куна-Хаувинка. Слабое и сильное гидродинамическое взаимодействие в системе. Учет частичной проницаемости гауссового клубка в теориях характеристической вязкости Дебая - Бюхе, Кирквуда и Райзмана, Зимма. Вязкость растворов негауссовых клубков. Теория Флори. Зависимость параметра Флори от качества растворителя. Теории вязкости для жесткоцепных полимеров. Теория Хирста. Теория Птицына. Объемные эффекты гибких и жесткоцепных полимеров Теория Штокмайера-Фиксмана. Работы Шарпа и Блумфельда. Концентрационная зависимость приведенной вязкости. Зависимость вязкости растворов жестких асимметричных частиц и цепных макромолекул от напряжения сдвига. Вязкость растворов полиэлектролитов. Особенности гидродинамического поведения молекулы ДНК как жесткого полимера с высокой плотностью заряда. Зависимость характеристической вязкости нативной и денатурированной ДНК от состава растворителя. Возможности метода для определения конформационных параметров макромолекул. Сравнение эксперимиента с существующими теориями. Учет объемных эффектов в теориях вязкости. Новые подходы к решению вопроса. Низкоградиентные вискозиметры. Динамическое двойное лучепреломление. Оптическая анизотропия раствора жестких асимметричных частиц в ламинарном потоке. Величина динамического двойного лучепреломления и угол ориентации осей частиц. "Эффект формы" в растворах жестких частиц. Определение оптической анизотропии и времени ориентационной релаксации жестких частиц. Динамическое двойное лучепреломление в растворах деформируемых частиц. Зависимость угла ориентации гибких и жестких частиц от вязкости растворителя. Определение кинетической жесткости деформируемых частиц. Гидродинамическое и оптическое поведение цепных молекул в ламинарном потоке. Теории динамического двойного лучепреломления растворов макромолекул. Гидродинамические модели. Оптическая модель макромолекулы Куна и Грюна. Теория "эффекта формы" в растворах макромолекул. Зависимость "эффекта формы" от параметров макромолекул и свойств среды. Двойное лучепреломление растворов макромолекул в области малых и больших сдвиговых напряжений. Концентрационная зависимость динамического двойного лучепреломления, обусловленного собственной оптической анизотропией и анизотропией формы. Возможности метода в определении конформационных параметров синтетических и биологических полимеров. Работы по определению термодинамической жесткости ДНК в растворах разной ионной силы. Двойное лучепреломление в электрических и магнитных полях. Поступательная диффузия макромолекул в растворе. Уравнения Фика. Связь между коэффициентом диффузии и коэффициентом поступательного трения. Коэффициент трения жестких частиц. Связь между молекулярной массой и коэффициентом диффузии сферических и эллипсоидальных частиц. Коэффициент трения цепных макромолекул. Теория поступательной диффузии макромолекул в растворе. Роль гидродинамического взаимодействия. Гидродинамический инвариант А о. Определение размеров макромолекулы по коэффициенту ее поступательной диффузии. Соотношение между коэффициентом диффузии макромолекулы и молекулярной массой полимера. Концентрационная зависимость коэффициента поступательной диффузии. Методы определения коэффициента диффузии. Метод седиментации. Коэффициент седиментации и его определение. Ультрацентрифуга. Уравнение Ламма. Концентрационная зависимость коэффициента седиментации. Определение молекулярной массы полимера по коэффициентам седиментации и диффузии. Формулы Сведберга. Метод седиментационного равновесия. Равновесная седиментация в градиенте плотности. ЛИТЕРАТУРА 1.  Конфигурационная статистика полимерных цепей, Изд-во АН СССР, Москва-Ленинград,1959,гл.1,4,6,7. 2.  , Молекулярная оптика, Гос. Издательство технико-теоретич. литературы Москва-Ленинград,1951 3.  , В.Е. Эскин, Статистика макромолекул в растворе М.,Наука,1964 4.  Рассеяние света растворами полимеров, М., Наука, 1973 5.  Биофизическая химия В 3-х томах, М., Мир 1985 6.  Молекулярная биофизика Изд-во Наука, Москва,1975 7.  Биофизика Наука, 1981. 8.  Ч. Тенфорд, Физическая химия полимеров М., Химия, 1965. 9.  Экспериментальные методы химической кинетики, /Под ред. и , М., МГУ,,1985 10.  А. Керрингтон, Э. Мак-Лечлан, Магнитный резонанс и его применение в химии М., Мир, 1970, 11.  Хроматография белков и нуклеиновых кислот, М., Наука, 1985, 12.  Современные методы исследования полимеров,/Под ред. М., Химия, 1982 13.  Д. Фрайфелдер Физическая биохимия М., Мир, 1980 14.  Berne B. J., Pecora R. 1976, Dynamic Light Scattering, New York, Wiley 15.  Физическая химия полимеров М., Химия, 1965 16.  Bloomfield V., Crothers D., Tinoco I., Jr., 1974, Physical Chemistry of Nucleic Acids, Harper &Row, New York. ОБЗОРЫ И ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ 1.  Магонов соединения сер. Б,1996,т.38, №1, с.143 2.  Clemmer C. R., Beebe T. P. ,1991, Graphite: A mimic for DNA and other biomolecules in scanning tunneling microscopes studies, Science v.251,p.640-642 3.  Hansma H. G, Laney D. E., Bezanilla M.,Sinsheimer R. L., Hansma P. K.1995, Application for Atomic Force Microscope of DNA Biophys. J., v.68, p.. 4.  Berne B. JJ., Pecora R., Dynamic Light Scattering, 1975, N. Y., Wiley 5.  , ., , Лазерная корреляционная спектроскопия в биологии, Киев, Науковаа думка, 1987.256 с. 6.  A. Z. Akcasu Polymer,1981,v.22,N 9, p. 7.  Hofrichter J., Eaton W. A. 1976, Linear Dichroism of biological chromophores, Ann. Rev. Biophys. Bioengin. v.5,p.511 8.  Belford G. C., Belford R. C. Weber G., 1972, Dynamics of Fluorescence polarization in macromolecules, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, v.69, p.1392 9.  Chuang T. J., Eisenthal K. B., 1972, Theory of fluorescence depolarization by anisotropic rotational diffusion, J. Chem. Phys.,v.57, p.5094 10.  Schellman J. A.,1975, Circular Dichroism and Optical Rotation, Chem. Rev., v.75,p.323 11.  Sykes B. D., Scott M. D., 1972, Nuclear Magnetic Resonance swtudies of the dynamic aspects of molecular structure and interaction in biological systems, Ann. Rev. Biophys. Bioengin., v.1,p.27 12.  Shulmann H. B., Eisenberg P., Kincaid B. M., 1978, X-ray absorption spectroscopy of biological molecules, Ann. Rev. Biophys. Bioeng., v.7,p.559

ДНМ.07 Лазерная корреляционная спектроскопия Доц. 1. Фундаментальные принципы лазеров. Основные элементы лазера. Пороговое условие. Оптические резонаторы. Активные резонаторы и моды лазера. Насыщение усиления и конкуренция мод. Выходная мощность и оптимальная связь на выходе лазера. Гауссовы пучки. 2. Лазеры как источник света для спектроскопии. Лазеры с фиксированной частотой и перестраиваемые лазеры. Спектр частот многомодовых лазеров. Селекция мод в лазерах. Экспериментальная реализация одномодового режима работы лазеров. Стабилизация длины волны. Стабилизация интенсивности. Абсолютное измерение частоты лазерого излучения. Ширины линий излучения одномодовых лазеров. 3. Лазерная спектроскопия комбинационного рассеяния. Вынужденное комбинационное рассеяние. Спектроскопия когеррентного антистоксова комбинационного рассеяния света (КАРС). 4 Лазерная спектроскопия Рэлеевского рассеяния света. Спектроскопия высокого разрешения. Интерферометр Фабри-Перо. Спектр рассеянного света в жидкостях. Моды движения в разлияные временные интервалы. Деполяризованное рассеяние света. Исследование спектров Мандельштама-Бриллюэна конденсированных сред. Исследование спектров рассеянного молекулами света в зависимости от их строения и характера межмолекулярного взаимодействия в неупорядоченных средах (жидкости, растворы, жилкие кристаллы). 5. Лазерная спектроскопия в биологии. Определение конформаций белков по спектрам комбинационного рассеяния (КР) и резонансного комбинационного рассеяния (РКР). РКР спектры природных хромофоров, связанных с белками. Резонансные метки в спектроскопии КР. Спектроскопия КР нуклеиновых кислот и комплексов нуклеиновых кислот с белками. Спектроскопия КР липидов и мембран. 6. Лазерная спектроскопия в медицине. Использование лазерной спектроскопии для анализа состава воздуха. Применение лазернях пучков при лечении онкологических заболеваний. Фотохимическая терапия. Лазерная нефелометрия. Литература: 1. В. Демтредер.”Лазерная спектроскопия”, Наука, Изд. Физ. Мат. Лит. ,Москва, 1985. 2. .”Молекулярная спектроскопия жидкостей”,Изд. БГУ, Минск, 1978. 3. ПюКэри.”Применение спектроскопии КР и РКР в биологии “,Мир, Москва, 1985.

СДМ.03 Молекулярная биофизика, часть 2 Проф. Основы методов изучения структуры биологических макромолекул и их моделей. 1. Рентгенография белков. Метод настопного замещения. Основные результаты. Попытки классификации топологии глобулярных белков. 2. Диффузное рассеяние света и рентгеновских лучей. Рассеяние в области малых и больших углов. Рассеяние нейтронов на меченых (дейтерированных) макромолекулах. Возможности и перспективы метода. 3. УФ-спектроскопия полипептидов, белков и нуклеиновых кислот, как метод исследования конформаций. Гипохромизм ДНК. 4. ИК-спектроскопия полипептидов и белков как метод исследования конформаций. 5. Оптическая акивность и круговой дихроизм. Спектры кругового дихроизма и дисперсия оптической активности полипептидов, белков и нуклеиновых кислот. Использование метода для исследования нуклеопротеидных комплексов. 6. Основы метода потенциометрического титрования. Потенциометрическое титрование полиэлектролитов. Потенциометрическое титрование и конформационный переход. 7. Метод ЯМР в применении к биологическим молекулам. Получение данных о структуре и подвижности из методов ЯМР. 8. Калориметрия биологических макромолекул. 9. Изучение подвижности в биологических макромолекулах и их моделях. Метод дейтерообмена в глобулярных белках. Метод деполяризации люминесценции. Функционирование белков. 1. Основные функции белков и основы классификации. 2. Стационарное состояние открытой системы. Роль катализатора в системе. 3. Основы кинетики ферментативных реакций. Фермент - субстратный комплекс. Теория Михаэлиса. 4. Ингибирование и активация ферментов. Обратная связь в биологических процессах. Аллостерические эффекты. 5. Кооперативность ферментативного катализа. Кооперативность связывания кислорода гемоглобином. Роль четвертичной структуры белков в кооперативности катализа. Конформационные перестройки белков. 6. Структура белков и физика ферментативной активности. Рентгенографические данные о структуре фермент-субстратных комплексов. Проблемы моделирования ферментов. Проблемы биосинтеза. Особенности нуклеинового кода. Нуклеопротеидные комплексы. Л и т е р а т у р а 1. Биофизика, М. Наука, 1981. 2. Молекулярная биофизика, т.1 М.,Наука, 1975. 3. , , Конформации макромолекул М.,Наука,1964. 4. Ч. Тенфорд, Физическая химия полимеров М., Химия, 1965. 5. Молекулярная биология М.,Наука, 1973. 6. Проблемы биологической физики М. Наука, 1977.

СДМ.04 Квантовая химия Доц. I. Приближенные методы квантовой механики в теории атомов и молекул 1.  Стационарная теория возмущений для связанных состояний. Постановка задачи. Первая и вторая поправки к невозмущенной энергии системы. Первая поправка к невозмущенной волновой функции. 2.  Вариационный принцип квантовой механики. Вариационный метод для связанных состояний. Прямой вариационный метод. Линейная зависимость пробной волновой функции от вариационных параметров. Секулярное уравнение. 3.  Задача многих тел в квантовой механике. Свойства симметрии волновой функции системы тождественных частиц. Принцип Паули. Одноэлектронное приближение. Детерминант Слэтера. 4.  Метод самосогласованного поля Хартри-Фока. 5.  Основное состояние атома гелия. Система из двух электронов. Матрицы Паули. Синглет и триплет. Энергия атома гелия в первом порядке теории возмущений. Вариационный метод Хиллерааса для основного состояния атома гелия. 6.  Квантовомеханическое описание молекул. Полный гамильтониан молекулы. Адиабатическое приближение. Адиабатическая потенциальная кривая. II. Теория валентности: метод валентных связей (ВС) 1.  Молекула водорода. Метод Гайтлера-Лондона. Кулоновский и обменный интегралы. Природа ковалентной связи. 2.  Периодическая система элементов Менделеева с точки зрения метода ВС. Спин и валентность. 3.  Направленные валентности. s - и p-связи. Кратные связи. Приближение полного спаривания. 4.  Гибридизация. sp3-, sp2- и sp-гибридизация в атоме углерода. Валентное состояние. 5.  Метод наложения валентных схем. Бензол. Структуры Кекуле и структуры Дьюара. Делокализация связей. III. Теория валентности: метод молекулярных орбиталей (МО) 1.  Молекулярный ион водорода. Приближение МО ЛКАО. 2.  Классификация молекулярных орбиталей. Квантовые числа МО в двухатомных го-моядерных молекулах. Связывающие и разрыхляющие МО. Корреляционная диаграмма для двухатомных гомоядерных молекул. 3.  Электронные конфигурации двухатомных молекул. 4.  Электронные термы двухатомных молекул. 5.  Электронные термы, соответствующие электронным конфигурациям основных состояний двухатомных гомоядерных молекул ( от Z=1 до Z=10 ). 6.  Молекулы с сопряженными связями. p-электронное приближение. Приближение Хюккеля. Примеры: бутадиен, бензол. 7.  Индексы электронной структуры. Заряды на атомах, порядки связей, связанная и свободная валентность. Молекулярные диаграммы. 8.  Индексы реакционной способности. Предсказание хода химической реакции. 9.  Сравнение методов МО и ВС. Различные типы связей. Литература. 1. Веселов квантовая теория атомов и молекул. Физматгиз, 1962. 2. Валентность. М., Мир, 1965. 3. Мак- Квантовая механика молекул. М., Мир, 1972. 4. Марел Дж., Теддер Дж. Химическая связь. М., Мир, 1980. 5. , , Тулуб квантовой химии. М., Высшая школа, 1989. 6. Квантовая химия. Том 1. Основы и общие методы. М., Мир, 1976. 7. , Пупышев механика молекул и квантовая химия. Изд-во МГУ, 1991.

СДМ.05 Конформация полимеров в растворе Доц. 1.  Структурная организация макромолекул. Понятие первичной, вторичной, третичной, четвертичной структуры макромолекул. Классификация полимеров. Линейные и разветвленные макромолекулы. Дендримеры. Сетчатые структуры. Гомополимеры и сополимеры. Статистические и блок-сополимеры. Надмолекулярные структуры. Полиэлектролиты. Поликатионы и полианионы. Полиамфолиты. Дифильные полимеры. Биологические макромолекулы и уровни их структурной организации. 2.  Понятие о конформации полимерной цепи. Задача о средних значениях. Статистический подход к описанию конформации макромолекул. Конформационные параметры вторичной структуры макромолекул. Вторичная структура биополимеров. Природные и синтетические биополимеры и их структурное разнообразие. 3.  Линейные макромолекулы в идеальном растворе. Основные модели и конформационные параметры полимерных цепей. Поворотно-изомерная модель со свободным вращением звеньев. Заторможенность вращения. Задача о случайных блужданиях. Модель свободно – сочлененной цепи. Идеальная гауссова цепь. Персистентная цепь. Среднеквадратичное расстояние между концами цепи. Среднеквадратичный радиус инерции макромолекулы. Гидродинамическая длина цепи. Молекулярная масса. Понятие полидисперсности. Термодинамическая жесткость макромолекул и факторы, ее определяющие. Персистентная длина цепи. Кинетическая жесткость макромолекул. Торсионная жесткость цепи. Соотношения, связывающие конформационные параметры гауссовой цепи. 4.  Химическая термодинамика и биологические системы. История вопроса. Некоторые проблемы термодинамики биологических процессов. Определения и понятия, используемые в термодинамике растворов. Параметры состояния. Функции состояния. Экстенсивные и интенсивные величины. Законы термодинамики. Основное соотношение термодинамики. Парциальные мольные величины. Химический потенциал. Термодинамика открытых систем. Системы вблизи равновесия. Устойчивость стационарных состояний. Термодинамика систем вдали от равновесия. 5.  Растворы. Общие представления о растворах. Способы представления состава растворов. Процесс растворения и термодинамические функции. Растворимость и ее зависимость от различных параметров. Идеальные и реальные растворы. Разбавленные растворы. Законы Рауля и Вант-Гоффа для идеальных растворов. Активность растворителя. Коэффициент активности. Уравнение осмотического давления. Вириальные коэффициенты. q - температура. Межмолекулярные взаимодействия в разбавленных растворах. 6.  Растворы макромолекул. Понятие о качестве растворителя. Плохой, хороший и идеальный растворитель. Набухание макромолекул в хороших растворителях. Коэффициент линейного набухания (ah и ar). Ближние и дальние взаимодействия в полимерной цепи. Основные молекулярные параметры полимеров и их зависимость от качества растворителя. Экспериментальные данные. Модели полимерных цепей, используемые для описания поведения макромолекул в хороших растворителях. 7.  Конформация макромолекул в хороших растворителях. Теория Флори. Модель псевдо-решетки Флори-Хаггинса. Энтропия смешения низкомолекулярных веществ. Энтропия смешения макромолекул с растворителем. Теплота и свободная энергия смешения. Вычисление исключенного объема макромолекулы. Уравнение осмотического давления для концентрированных и разбавленных растворов полимеров. Объемные эффекты в индивидуальной макромолекуле. Исключенный объем сегмента. Влияние ближних и дальних взаимодействий в макромолекуле на ее размеры. Коэффициент линейного набухания и его связь с термодинамическими функциями и конформационными параметрами макромолекулы. 8.  Основные подходы к решению задачи объемных эффектов в полимерных системах. Параметр исключенного объема Z и его связь с коэффициентом линейного набухания, вторым вириальным коэффициентом, термодинамической жесткостью макромолекул. Использование метода самосогласованного поля. Теория Флори и ее усовершенствование. Применение теории возмущений для описания полимерных клубков с объемными взаимодействиями. Флуктуационная теория и метод скейлинга. 9.  Объемные эффекты в растворах полимеров, обладающих большой термодинамической жесткостью. Сравнительный анализ возможности различных теоретических подходов при рассмотрении поведения макромолекул различной жесткости вблизи и вдали от q-точки. 10.  Растворы полиэлектролитов. Ионное равновесие в растворах. Понятие ионной силы раствора. Теория Дебая-Хюккеля. Поликатионы. Полианиноы. Полиамфолиты. Кислотно-щелочное равновесие. Понятие рН и рКа. Буферные растворы. Влияние рН среды на конформацию биополимеров. Ионная сила растворов полиэлектролитов. Собственные и введенные противоионы. Влияние ионной силы раствора на молекулярные параметры полиионов (экспериментальные данные). Полиэлектролитное набухание и равновесная жесткость гибких и жестких полиионов. Слабо - и сильнозаряженные макромолекулы. Молекула ДНК как жесткий сильно заряженный полиион. Влияние природы и валентности противоионов на конформацию биополимеров в растворе. Сравнительный анализ поведения синтетических и биологических полимеров при изменении рН и ионной силы раствора. Влияние рН на конформацию биологических макромолекул в растворе. Поведение макромолекул при изменении состава растворителя. 11.  Теоретические представления о поведении линейных полиионов в растворах. Основная задача теории полиэлектролитов и пути ее решения для жестких сильно заряженных полиионов. Решение уравнения Пуассона-Больцмана. Теория Дебая-Хюккеля и ее использование при решении основной задачи теории полиэлектролитов. Теория конденсации Маннинга и ее развитие. Современное состояние теории полиэлектролитов. 12.  Полиэлектролитное набухание гибких и жестких макромолекул. Теории Флори, Качальского, Птицына, Александровича. Влияние ионной силы раствора на равновесную жесткость полиионов. Экспериментальные данные. Теория Одайка–Школьника-Фиксмана (OSF-теория). Использование флуктуационной теории для решения задач, связанных с поведением полиионов. Соотношение полиэлектролитного набухания и объемных эффектов, обусловленных качеством растворителя, в растворах полиэлектролитов. 13.  Макромолекулы в термодинамически плохом растворителе. Конформационный переход клубок-глобула в растворах синтетических и биологических полимеров. Конденсация ДНК. Некоторые вопросы термодинамики надмолекулярных структур. Эксперимент и теория. ЛИТЕРАТУРА: МОНОГРАФИИ: 1.  Flory P. Principles of Polymer Chemistry. Ithaca: Cornell University Press, 1953 Переиздано в 1971 г 2.  П. Флори Статистическая механика цепных молекул Изд-во Мир, Москва 1971. Перевод книги: Paul J. Flory, Statistical Mechanics of Chain Molecules, John Wiley & Sons, 1969 3.  , , Статистика макромолекул в растворе М.,Наука,1964. 4.  Де Жен Идеи скейлинга в физике полимеров М., Мир, 1982 Перевод книги: Pierre-Gilles de Genne, Scaling Consept in Polymer Physics, Cornell Universoty Press, Ithaca and London,1979. 5.  Молекулярная теория растворов М., Металлургия, 1990, перевод книги: I. Prigogine, The Molecular Theory of Solutions, North-Holland Publishing Company, Amsterdam, Interscience Publishers, Inc., New York,1957. 6.  ,. , Конформации макромолекул, М., Наука, 1964. 7.  Физико-химия полимеров Изд-во Химия, Москва, 1978. 8.  D. Eisenberg, D. Crothers - Physical Chemistry With Application to the Life Sciences, The Benjamin/Cumming Publishing Company, Inc.,1979 9.  Yamakawa H. Modern Theory of Polymer Solutions. N. Y.-Harperand Row 1971 10.  Физическая химия полимеров - М., Химия, 1977 11.  , Хохлов физика макромолекул М., Наука, 1989 12.  Ч. Тенфорд, Физическая химия полимеров М., Химия, 1965. 13.  Принципы структурной организации нуклеиновых кислот Москва. Мир. 1987. 14.  Биофизическая химия в 3-х томах М., Мир 1984 15.  Биофизика Изд-во Наука, Москва,198 16.  Ж. Фичини, Н. Ламброзо-Бадер, Ж.-К. Депезе Основы физической химии, М., Мир, 1972 17.  Касьяненко рН раствора на структуру и свойства молекулы ДНК. Методическое пособие. СПбГУ,1998. 18.  , , Взаимодействие макромолекул с лигандами. Учебно-методическое пособие для студентов физического факультета. СПбГУ, 1998 19.  М. Дой, С. Эдвардс Динамическая теория полимеров М., Мир, 1998 Перевод книги: M. Doi, S. F. Edwards, The Theory of Polymer Dynamics, Clarendon Press, Oxford,1986. 20.  Физическая химия. В 2 кн. .Под ред , М., Выс. школа,1995 21.  Макромолекулы в растворе М., Мир, 1967 ОБЗОРЫ И ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ: 1.  Manning G. The Molecular Theory of Polymer Solutions with Application to the Electrostatic Properties of Polynucleotides,/ Quart. Rev. Biophys. 1978, 11, p.179 2.  Alexandrowicz Z., Effect of Excluded Volume on Polyelectrolytes in Salt Solutions /J. Chem. Phys.,v.11, p.4377,1967. 3.  Skolnik J., Fixman M., Macromolecules, 1977, v.10, N5, p. 944. 4.  Fixman M., The Poisson-Boltzmann Equation and its Application to the Polyelectrolytes/ J. Chem. Phys., v.70, p.4995, 1979. 5.  Th. Odijk: J. Polym. Sci., Polymer Phys. Ed. v.15 ,No3 (1977)477 6.  Th. Odijk:Macromolecules,12 (1979)688 7.  Франк-, Успехи физических наук, 1987, т.151, №4, с.59577 8.  Le Bret M., J. Chem. Phys., 1982, v.76, N12, p.62

СДМ.05Дифракционные эксперименты на жидкостях Доц. 1. Макроскопическое и микроскопическое описание жидкостей. Трехмерная диаграмма фазовых состояний. Уравнение состояния. Равновесные теории жидкого состояния. Методы изучения жидкого состояния. 2. Атомная динамика и коррелятивные функции. Функция распределения. Коррелятивная функция. Радиальная функция распределения. Функция полной корреляции. Интеграл сжимаемости. Функция прямой корреляции. Функция корреляции Ван-Хова. Флуктуационно-диссипационная теорема. Закон рассеяния. Диаграмма энергия-импульс в актах рассеяния Х-лучей, рентгена, электронов, нейтронов, и видимого эл.-магн. излучения. Дифракционные эксперименты на жидкостях. 3. Простейшие динамические модели жидкостей. Диффузия и движение одиночных частиц. Теория беспорядочных шагов Эйнштейна, диффузия скачком. Свободная диффузия. Решение уравнения диффузии. Экспериментальное определение коеффициента диффузии методом гетеродинирования и ЯМР. 4. Кооперативные моды движения жидкостей при низких частотах. Континуальная модель. Распространение поперечных мод. Экспериментальное изучение распространения поперечных волн в жидкосях по спектрвм деполяризованного рассеяния света. Распространение продольных мод. Спектры Мандельштама-Бриллюэна. Упругие модули, скорость звука в жидкостях. 5. Рассеяние рентгеновских лучей на жидкостях. Статический структурный фактор жидкостей, рациональная функция распределения. Обсуждение рнтгеновского эксперимента. 6. Эффективное сечение рассеяния нейтронов на макроскопических образцах. Закон рассеяния. Обсуждение эксперимента по рассеянию нейтронов. 7. Спектр деполяризованного рассеянного света в жидкостях. Моды движения в различные временные интервалы. Гидродинамические моды. вращательная и трансляционная диффузия. Корреляционная функция скорости. Связь ее с константой диффузии. Корреляционная функция скорости и спектральная плотность для моделей движения : гармонический осциллятор, броуновское движение. Корреляционная функция скорости для броуновского движения эйнштейновского осциллятора. Ячеечная модель жидкости Леонард-Джонса и Девоншира. Модель Сирса. Литература: 1. “Физика простых жидкостей” под ред. Г. Темперли, Д. Роуменсона и Д. Рамбурга, изд-во”Мир”, ч.1,2 1971, 1973. 2. “Рассеяние тепловых нейтронов” под ред. П. Игельстафера, Атомиздат. 1970. 3. “Статистическая теория жидкостей” ,Москва, 1961. 4. “Введение в статистическую физику жидкостей”, Казань, 1972. 5. , “Структурный анализ жидкостей и аморфных тел”,М.,Высшая школа, 1980.

СДМ.06 Молекулярная биология Проф. СИНТЕЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ 1. Синтез ДНК (репликация). Роль ДНК в наследственности. Трансформация микробов. Явление трансдукции. Размножение фагов. Половой процесс у микробов. Структура ДНК и гипотеза редупликации ДНК Крика и Уотсона. Доказательство полуконсервативного механизма синтеза ДНК. Репликация ДНК в бесклеточной системе. Репарация ДНК. Ферменты репарации. Энзимология репликации ДНК. ДНК-полимеразы. ДНК-топоизомеразы. 2. Взаимоотношения ДНК, РНК и белка в процессе передачи наследственной информации. Открытие генетического кода. Основные свойства генетического кода и экспериментальные пути его расшифровки. 3. Биосинтез РНК (транскрипция). ДНК-зависимый синтез РНК в бесклеточной системе. РНК-полимеразы прокариот и эукариот. Информационная РНК. Основные свойства информационной РНК. Маскированные формы информационной РНК. Выделение индивидуальных информационных РНК. Высокомолекулярная РНК высших организмов. Синтез рибосомной и транспортных РНК. "Созревание" информационных РНК. Кэпирование и полиаденилирование РНК. Сплайсинг. Возможные его механизмы. Малые ядерные РНК. Транспорт РНК в цитоплазму. РНП-частицы. Информосомы. РНК-зависимая ДНК-полимераза (обратная транскриптаза). Комплементарные ДНК. 4. Биосинтез белка (трансляция). Активация аминокислот. Синтез аминоацелированных транспортных РНК. Адаптерная гипотеза и ее экспериментальное обоснование. Синтез белка в бесклеточной системе. Детальная структура рибосом. Рибосомные белки. Реконструкция рибосом. Основные этапы биосинтеза белка. Связывание информационной РНК и образование полирибосом. Инициация синтеза. Рост полипептидной цепи. Завершение синтеза полипептидной цепи - терминация трансляции и генетический анализ ее механизма. Супрессорные мутации. Супрессия бессмысленных мутаций и транспортные РНК. РЕГУЛЯЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ПЕРЕСТРОЙКИ ГЕНОМА 1. Пути регуляции активности генов. Индуцибельные и репрессибельные системы. Регуляторные гены. Понятие об опероне. Гипотеза регуляции работы генов Жакоба и Моно. Природа репрессоров. Лактозный оперон. Особенности регуляции активности генов у высших организмов. Структура генома у высших организмов. Транскрипционные факторы. Ядерно-цитоплазматические отношения. Посттранскрипционные уровни регуляции. Регуляция на уровне трансляции. 2. Мутагенез. Молекулярные основы мутагенеза. Физические и химические мутагенные факторы. Точечные мутации. Транзиции и трансверзии. Мутации, изменяющие смысл кодона. Нонсенс мутации. Мутации со сдвигом рамки. Явление супрессии мутации. Делеции, дупликации и перестройки генома. 3. Рекомбинантные ДНК и генетическая инженерия. Рестрикционные эндонуклеазы. Генетические карты рестрикции. Векторы - плазмиды и фаги. Объединение рестрикционных фрагментов - лигирование. Перенос ДНК в бактериальные и эукариотические клетки. Клонирование ДНК. Библиотеки генов. Использование обратной транскриптазы и клонирование кДНК. Экспрессия чужеродных генов в бактериях. Проблема экспрессии эукариотических генов. 4. Понятие о клеточном цикле. Изменение структуры хромосом в клеточном цикле. Хроматин и его субъединичная структура. Нуклеосомы. Наднуклеосомная организация хроматина. Ядерные дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП) как основа структуры хроматина. Основные компоненты ДНП. Гистоны и негистоновые белки. Структура гистонов. Конформации ДНК и белков в хроматине. Функциональная активность хроматина. Транскрипция в бесклеточной системе с использованием хроматина в качестве матрицы. Анализ специфичности транскрипции в бесклеточной системе. 5. Проблема дифференцировки клеток. Обратимость дифференцировки. Ядерно-цитоплазматические отношения при дифференцировке. Пересадка клеточных ядер. Молекулярные механизмы дифференцировки. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ 1. Биологическая подвижность. Основные формы биологической подвижности. Механохимические процессы. Энергетика процессов биологической подвижности. Мышечное сокращение как специализированный тип биологической подвижности. Строение сократительного аппарата мышц. Миофибриллярные белки. Структура миозина и актина. Молекулярные механизмы мышечного сокращения. Немышечная подвижность. Цитоскелет. 2. Явления иммунитета. Основные реакции иммунитета. Синтез антител. Строение иммуноглобулинов. Представления о клеточных и молекулярных механизмах иммунитета. Гибридомы. Моноклональные антитела. 3. Перенос веществ из клетки и в клетку. Пассивный перенос. Активный транспорт. Мембраны. Строение мембран. Роль липидов в структуре клеточных мембран. Реконструкция клеточных мембран. Мембранные механизмы проницаемости. Белки-переносчики. 4. Системы, координирующие деятельность клеток. Клеточные контакты. Химические факторы интеграции. Гормоны. Представления о молекулярных механизмах действия гормонов. Возбуждение клетки. Биопотенциалы. Роль мембран в генерации биопотенциалов. Нервные клетки. Распространение возбуждения. Передача возбуждения от клетки к клетке. Молекулярные механизмы деятельности нервных клеток. ЛИТЕРАТУРА 1. Руководство по цитологии. Т. 1, 2, Наука, 1966. 2. . Ввведение в молекулярную биологию. Наука, 1968. 3. . Молек5. 4. . Биофизика. Наука, 1988. 5. Дж. Уотсон. Молекулярная биология гена. Мир. 1967. 6. Б. Льюин. Гены. Мир. 1987. 7. А. Сассон. Биотехнология. Мир. 1987 8. Сборники "Молекулы и клетки". Выпуски 1 и последующие. Мир., 1970 и далее. 9. Статьи в научных журналах (по рекомендации).

СДМ.07 Радиобиология Доц. 1. Радиационная биология как предмет. Взаимосвязь радиобиологии, биофизики и общей биологии. История развития радиобиологии. Основные стадии радиобиологических процессов. Ионизирующие и неионизирующие электромагнитные излучения как инструмент исследования биологических макромолекул. 2. Первичные процессы поглощения энергии ионизирующих излучений. Общая характеристика процесса поглощения энергии. Заряженные и незаряженные частицы. Механизмы поглощения. Пространственное распределение ионов. Относительная биологическая эффективность ионизирующих излучений. Дозиметрия. 3. Зависимость биологического эффекта от поглощенной дозы излучения. Принцип попадания и теория мишени. 4. Прямое действие радиации на биомакромолекулы. Роль актов возбуждения и ионизации. Структурные повреждения возникающие в облученных молекулах. Методы их обнаружения. Модификация повреждений. 5. Непрямое действие радиации. Инактивация макромолекул в водных растворах. Радиолиз воды. Реакции радикалов с растворенными макромолекулами. Типы химических ре - акций. Модификация лучевого поражения в растворе. 6. Молекула ДНК - основная мишень действия радиации. Структурные повреждения ДНК и методы их обнаружения. Современные представления о радиационном поражении молекулы ДНК при умеренных дозах облучения. 7. Действие ионизирующих излучений на клетку. Репродуктивная и интерфазная гибель клеток. Количественные характеристики гибели облученных клеток. Первичные физико-химические процессы в облученной клетке. Восстановление клеток от радиационных поражений. 8. Анализ механизмов лучевых реакций клеток. Гипотеза критической мишени и стохастическая гипотеза. Радиочувствительность ядра и цитоплазмы. Роль структурных повреждений хромосом в репродуктивной гибели клеток. Механизм интерфазной клеточной гибели. 9. Радиобиология организма. Радиационные синдромы. Радиочувсвительность отдельных тканей и организма. Острая и хроническая лучевые болезни человека. Отдаленные и генетические последствия облучения. 10. Элементы фотобиологии. Особенности биологического действия УФ и видимого света на биомолекулы и клетки. Типы фотоповреждений в клетках и их репарация. Возможность регулирующей роли УФ-света. ЛИТЕРАТУРА 1. , Беренфельд радиационной биофизики. М., МГУ. 1979, 1982. 2. Ярмоненко человека и животных. М., Высшая школа, 1977, 1984. 3. Молекулярная радиобиология. М., Атомиздат, 1973. 4. , Волотовский . Минск, БГУ, 1979.

СДМ.08Методы математического эксперимента Проф. Воронцов- 1. Мат. эксперимент динамического и стохастического типа (молекулярная динамика и Монте-Карло). 2. Метод МК для расчета интегралов. Оценка погрешности выборочного среднего. Метод существенной выборки. 3. Основы термодинамики. Термодинамические величины: объем, давление, температура. Уравнение состояния. Внутренняя энергия, работа, тепло. Первое начало термодинамики. Второе начало. Энтропия. Равенство ( неравенство ) Клаузиуса. Термодинамические потенциалы, характеристические переменные. Термодинамические равенства и неравенства. 4. Основы равновесной статистической механики. Микро - и макро-состояния. Ансамбли (микроканонический, канонический, большой канонический). Энергетический спектр и плотность состояний макросистемы. Статистическая энтропия. Тепловое равновесие и температура, материальное равновесие и хим. потенциал. Каноническое и другие распределения. Статсуммы. Переход к классическим статинтегралам. Связь с термодинамикой. 5. Проблема вычисления конфигурационных средних в классической стат. механике и метод Монте-Карло. Реализация существенной выборки с помощью аппарата марковских цепей. Переходные вероятности. 6. Метод Монте-Карло в статистической механике, методические вопросы: малое число частиц и моделирование микросистем (периодические граничные условия). Проблема учета дальних взаимодействий. Начальная релаксация и усреднение. Свободные параметры цепи и их оптимальный выбор. Статистическая и систематическая погрешности. 7. Величины, вычисляемые методом МК (канонический и другие ансамбли): внутренняя энергия, уравнение состояния, термические коэффициенты (теплоемкость, сжимаемость). Бинарная функция распределения. 8. Метод МК в расчете свойств моделей твердых шаров и дисков, ЛД-систем. 9. Метод МД( молекулярной динамики) в расчетах свойств простой жидкости (ЛД-система, аргон). Начальное состояние. Расчет температуры. Автокорреляторы и др. временные свойства. Конечно-разностные схемы. 10. Молекулярная динамика жидкой воды. Эффективный потенциал. Уравнения движения. Вычисляемые величины. Характер движения и структура воды на основе мат. эксперимента. 11. МК-моделирование решеточных систем. Модель Изинга, решеточный газ, бинарный сплав, полимер на решетке. 12. Моделирование плазмы, ионных и полиионных систем. Проблема учета дальних взаимодействий. Метод Эвальда. Литература 1. К Биндер Методы Монте-Карло в статистической физике, Мир, М.,1982. 2. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике, Наука, М.,1990. 3. Х. Гулд, Я. Тобочник Компьютерное моделирование в физике, ч.1,ч.2, Мир, М.,1990. 4. Физика простых жидкостей, ч.2,гл.14, М.,1971. 5. , , Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло), М.,1962. 6. Статистическая теория жидкостей, М.,1961. 7. M. P. Allen, D. I. Tildesley Сomputer Simulation of Liquids. Clarendon Press. Oxford. 1987.

СДМ.08 Радиоспектроскопия Ст. преп.

СДМ.09 Взаимодействие макромолекул с лигандами Доц. I. Введение. 1.  Предмет изучения: биологические макромолекулы, низкомолекулярные биологически активные лиганды. Подходы к изучению их взаимодействия: физические, химические, биологические. 2.  Энергетические и энтропийные аспекты связывания лигандов с макромолекулами. Представление о свободной энергии. Изменение свободной энергии при образовании связи. Выражение константы связывания через изменение свободной энергии. Закон действующих масс. 3.  Типы слабых взаимодействий: вандерваальсовы, водородные, ионные связи, гидрофобное взаимодействие. II. Равновесное связывание лигандов с макромолекулами. 1. Понятие о макро - и микроскопических равновесиях. Константы связывания и диссоциации. Расчет числа микроскопических форм. Определение количества молекул лиганда, связанных с макромолекулой. 2. Идентичные и независимые центры связывания. Изотерма Скэтчарда. 3. Несколько типов независимых центров связывания. Анализ изотермы Скэтчарда для двух типов независимых центров связывания. 4. Взаимодействие между центрами связывания. Кооперативные и антикооперативные взаимодействия. Полуэмпирический метод определения параметров кооперативного связывания. Коэффициэнты Хилла. Изотерма Скэтчарда. 5. Связывание с макромолекулой двух различных лигандов. Энергетическая схема взаимодействия двух центров связывания для различных типов лигандов. Взаимное влияние лигандов на их связывание. 6. Взаимодействие больших лигандов с кристаллоподобными структурами. Модель однородной кристаллической решетки. 7.  Параметры связывания лигандов с однородной Кристаллической решеткой. Вывод уравнения Мак Ги и фон Хиппеля. Нелинейность изотермы Скэтчарда как следствие статистических эффектов. Учет кооперативности. 8.  Термодинамические анализ связывания лигандов с Нуклеиновыми кислотами. Изотермы Скэтчарда. Модель с Исключенными местами связывания. Специфичность к азотистым Основаниям и их последовательности. 9.  Экспериментальные методы определения равновесных Параметров связывания. Общие подходы. Спектральные методы. Равновесный диализ. Разделительный анализ. 10.  Термодинамические параметры связывания лигандов с Нуклеиновыми кислотами. Комплексы ДНК с плоскими гетероциклическими соединениями. Комплексы ДНК с Пирррол-карбокс-амидными антибиотиками. III. Кинетика взаимодействия лигандов с макромолекулами. 1. Мономолекулярные одностадийные реакции. Мономолекулярные двустадийные реакции. Простые бимолекулярные реакции. Принцип стационарности. 4.  Стационарная кинетика. Кинетика ферментативных реакций. Простейшие ферментативнгые реакции. Механизм Михаэлиса - Ментена: схема. Уравнение скорости, условие стационарности. Уравнение материального баланса, начальная и максимальная скорости реакции. Определение стационарных параметров из эксперимента. 5.  Сложные ферментативные реакции. Учет обратной реакции, Случай нескольких промежуточных фаз фермента. Конкурентное и неконкурентное ингибирование. Учет кооперативности ферментативной реакции. Использование теории графов для расчета скорости ферментативной реакции. 6.  Аллостерические ферменты. Обратная связь. Принципы Регуляции биологической активности. 7.  Релаксационная спектрометрия. Метод температурного скачка. Термодинамические основы релаксации. Кинетика релаксации. Одностадийная бимолекулярная релаксация. Двустадийный Механизм релаксации. Случай большого различия Времен релаксации двустадийного процесса. 6. Экспериментальные способы определения времен релаксации, констант скорости взаимодействия. 7. Кинетические параметры связывания низкомолекулярных лигандов с нуклеиновыми кислотами. Двустадийные и многостадийные взаимодействия. Прямой транспорт молекулы лиганда между различными местами связывания. IV. Модели комплексов ДНК с низкомолекулярными биологически активными соединениями. 1. Гидродинамические методы исследования. Изменение размеров макромолекулы при связывании с лигандами. Модель жесткого стержня. Модель червеобразной цепи. Взаимодействие лигандов с кольцевыми ДНК. Определение угла раскручивания двойной спирали ДНК при связывании с лигандом. 2. Оптические методы исследования: линейный дихроизм, циркулярный дихроизм, динамическое двойное лучепреломление. Ориентация лиганда относительно оси двойной спирали ДНК. 3. Интеркаляционная модель связывания лиганда с ДНК. 4. Комплексы олигонуклеотидов с лигандами (данные метода рентгеноструктурного анализа). Ориентация лиганда в комплексе. Конформация сахара в комплексе. Локальные изменения в структуре двойной спирали ДНК при связывании с лигандами. 5. Модифицированные модели интеркаляции. Роль химических заместителей хромофоров лиганда в специфичности взаимодействия с ДНК. 6. Неинтеркаляционное «бороздочное» связывание. Особенности химической структуры неинтеркалирующих антибиотиков. Нетропсин, дистамицин и их аналоги. Модели связывания лигандов в малой бороздке двойной спирали ДНК. 8.  Взаимодействие лигандов в большой бороздке двойной спирали ДНК. 9.  Полифункциональные гибридные соединения. Бис - и поли- Интеркаляция. Смешанные способы связывания с ДНК. V.  Структура природных комплексов биологических макромолекул с лигандами. 1. Структурные аспекты взаимодействия фермент - субстрат. Индуцированное структурное соответствие (Кошланд). 2. Прямые и косвенные методы определения структуры комплексов макромолекул с лигандами. 3. Взаимодействие макромолекул с металлами. Взаимодействие белков (ферментов) с металлами. Комплексы металлов с нуклеиновыми кислотами. 4. Взаимодействие нуклеиновых кислот с водой (гидратация). 5. Взаимодействие нуклеиновых кислот с белками. Основные типы взаимодействий. 6. Особенности структуры нуклеотид-связывающих белков. 7. Особенности структуры белков, связывающихся с двуцепочечными и одноцепочечными ДНК (интактный репрессор фага l, cro-репрессор бактериофага l, белок, активирующий катаболизм, продукт гена 5 фага fd). 8. Взаимодействие ДНК со структурными белками. Взаимодействие ДНК с гистонами. Высшие структуры организации ДНК в комплексе с гистонами в составе нуклеосом. VI.  Взаимодействие нуклеиновых кислот с антибиотиками и их синтетическими аналогами. 1. Классификация антибиотиков по химической структуре, по биологической активности. Противоопухолевые антибиотики: актиномицины, оливомицин, митрамицин, антрациклины, хиноксалины. Ковалентно связывающиеся с ДНК антибиотики: митомицин, блеомицин, антрамицин. (Структура, механизм биологическогодействия, комплексообразование с ДНК, модели связывания). 2. Подходы к созданию искусственных противоопухолевых препаратов. Метод количественных соотношений структура - активность (КССА - QSAR). Принципы создания и примеры полифункциональных гибридных комплексонов ДНК. VII. Биологические эффекты связывания лигандов с нуклеиновыми Кислотами. 1. Мутагенез, вызванный интеркаляторами. Индукция мутации со сдвигом рамки. Делеции и вставки. Эксперименты по определению триплетной природы генетического кода. Молекулярные модели мутагенеза. 2. Ингибирование ДНК-зависимого синтеза РНК. Искусственное регулирование генной экспрессии. 3. Противоопухолевая активность лигандов. Молекулярный механизм действия. Ингибирование активности топоизомеразы II. 4. Определение зависимости структура - биологическая активность для низкомолекулярных лигандов, взаимодействующих с ДНК. ЛИТЕРАТУРА 1. Биофизическая химия II, III т. т., Москва. Мир. 1985 2.Молекулярные основы действия антибиотиков, Москва. Мир. 1975 3. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот Москва. Мир. 1987. 4.Waring M. DNA modification and cancer Ann. Rev. Biochem. v.50 p. 159-192, 1981. 5.Dougerty G., Pigram W. CRC Critical Reviewes in Biochemistry v.12, p.103-133, 1982 Spectroscopic Analisis of Drug-Nucleic Acid Interactions. 6.Zimmer C., Wahert H. Prog. Biophys. Molec. Biol. v.47.6p.31-112, 1986 Nonintercalating DNA - Binding Ligands. 7. Волькенштейн биофизика М., Наука, 1975 Антибиотики.

СДМ.10 Теория полиэлектролитов Доц. (5-10 студентов) 1. Растворы низкомолекулярных электролитов. Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса, протолитической диссоциации Бернстеда. Теория растворов электролитов Дебая-Хюккеля. Основные положения теории ионной ассоциации Бьеррума. 2. Понятие о полиэлектролитах. Полианионы. Поликатионы. Полиамфолиты. Степень ионизации макромолекулы. Ионная сила раствора. Экспериментальные данные, свидетельствующие о связывании противоионов в растворах полиэлектролитов. Полиэлектролитное набухание макромолекул. Изоионное разбавление растворов полиэлектролитов. 3. Экспериментальные исследования синтетических и биологических полиионов. Влияние ионной силы раствора на размеры и равновесную жесткость полииона. 4. Основы равновесной теории растворов полиэлектролитов Александровича-Лифсона-Качальского. Теория поли - электролитного набухания Александровича. Полуэмпирические формулы для рассчета характеристической вязкости полиэлектролитов.

СДМ.11 Электрооптика растворов Проф. 1.ОПТИЧЕСКИ АНИЗОТРОПНЫЕ ЖИДКИЕ СРЕДЫ ( 4 часа ) Открытие эффекта Керра в жидкостях, газах и коллоидах Константа Керра. Соотношение Лорентц-Лоренца в анизотропных жидкостях и газах. Эффект Фойхта и электроориентационный эффект. Оптическая анизотропия коллоидов и клеточных суспензий. Дихроизм, наведенный электрическим полем. 2.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И РАСТВОРОВ ( 10 часов ) Вынужденная анизотропия жидкостей в электрическом поле. Теория эффекта Керра. Теория эффекта Фойхта. Двулучепреломление растворов жестких полимеров и коллоидов с оптически мягкими частицами. Стационарный и переходные режимы электрического двулучепреломления. Слабое синусоидальное поле, дисперсия двулучепреломления. Исследование дипольных моментов и размеров молекул. Методика и техника эксперимента. 3.ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ КОЛЛОИДНОГО ТИПА ( 4 часа ) Оптические свойства дисперсных систем. Консервативный дихроизм коллоидов. Электрооптические эффекты в сильном поле. Методика и техника эксперимента в синусоидальном, импульсном и вращающемся полях. 4.ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ( 4 часа ) Анализ полидисперсности из релаксационных зависимостей. Исследование электрических свойств частиц и макромолекул в полях разной напряженности. Анализ полидисперсности из частотных зависимостей в синусоидальном поле. Определение функции распределения частиц по размерам. 5.АНИЗОТРОПИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ( 4 часа ) Связь электрической анизотропии системы с электроориентационным эффектом частиц и макромолекул. Техника и методика эксперимента. 6.ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЧАСТИЦ В КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРАХ ( 4 часа ) Структура двойного электрического слоя и его связь с поляризуемостью частиц. Постоянный электрический дипольный момент частиц. ЛИТЕРАТУРА 1.М. Борн Оптика,1939 2., Молекулярная оптика, М.Л:Гос. издат тех.-теор. лит.,1951 3.Электрооптика коллоидов, под ред. 4., Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем, Киев: Н. Думка, 1975. 5.,, Диэлектрические явления и двойной слой дисперсных систем и растворов полиэлектролитов, Киев: Н. Думка, 1972. 6., ,Электрооптика и кондуктометрия полидисперсных систем, Л: ЛГУ, 1989.

СД. В.01 Введение в молекулярную биофизику Проф. Исследование структуры комплексов ДНК с различными биологически активными соединениями. Исследование конформационных изменений молекулы ДНК при ее взаимодействии с плоскими гетероциклическими соединениями. Конформация макромолекул при изменении ионной силы раствора. Влияние рН среды на структуру и свойства молекулы ДНК. Изучение комплексов ДНК с синтетическими полимерами. Создание генных векторов. Изучение взаимодействия молекулы ДНК с противоопухолевыми препаратами платины. Комплексы ДНК с фулеренами и фталоцианинами. Влияние ионизирующего излучения на биологические макромолекулы. Спектральные исследования взаимодействия противоопухолевых антибиотиков с ДНК. Исследование коллективных колебательных возбуждений в жидкой воде. Изучение механизма фармакологического действия низкомолекулярных пептидов. Применение метода ядерного магнитного резонанса к исследованию жидких кристаллов и биологических структур. Флюоресцентные исследования компонентов нуклеиновых кислот и процессов переноса энергии. Электрооптические исследования дисперсных систем ( клеток, фагов и др.) Кондуктометрические методы изучения стерических и электрических характеристик коллоидных систем, биологических клеток, бактериофагов. Экспериментальные и теоретические исследования. Литература Электрооптика коллоидов, под ред. , Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем, Киев: Н. Думка, 1975. ,, Диэлектрические явления и двойной слой дисперсных систем и растворов полиэлектролитов, Киев: Н. Думка, 1972. , ,Электрооптика и кондуктометрия полидисперсных систем, Л: ЛГУ, 1989. Биофизическая химия II, III т. т., Москва. Мир. 1985 Молекулярные основы действия антибиотиков, Москва. Мир. 1975 Принципы структурной организации нуклеиновых кислот Москва. Мир. 1987. Waring M. DNA modification and cancer Ann. Rev. Biochem. v.50 p. 159-192, 1981. Dougerty G., Pigram W. CRC Critical Reviewes in Biochemistry v.12, p.103-133, 1982 Spectroscopic Analisis of Drug-Nucleic Acid Interactions. Zimmer C., Wahert H. Prog. Biophys. Molec. Biol. v.47.6p.31-112, 1986 Nonintercalating DNA - Binding Ligands. Волькенштейн биофизика М., Наука, 1975 1. Тарасов приборы. 2-е изд. Л., Машиностроение, 1974, 368 с. 2. Колебательные и вращательные спектры молекул. М.,Мир, 1969 3. Дешиус Дж., Теория колебательных спектров молекул. М., Издатинлит, 1960 3. , , Степанов молекул. М., Наука, 1972 4. Мейстер спектры многоатомных молекул. Изд. ЛГУ, 1969.

СД. В.01 Введение в общую биологию Доц. ВВЕДЕНИЕ Задачи общей биологии. Признаки живых систем. Определение живого. I. КЛЕТКА КАК СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА. Две ступени организации клетки: прокариотическая и эукариотическая клетки. Клетки эукариот. Цитоплазма. Матрикс. Мембраны. Молекулярная структура мембран. Плазмолемма. Система эндомембран. Эндоплазматический ретикулум. Система Гольджи. Рибосомы. Лизосома. Митохондрии. Пластиды. Клеточное ядро. Нуклеоплазма. Хромосомы. Хромосомная ДНК. Молекулярная структура хромосом. Набор хромосом. Ядрышко. Ядерная оболочка. II. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ. Источники энергии живых организмов автотрофные и гетеротрофные организмы. Диссимиляция как источник энергии: брожение, дыхание. Пути расщепления углеводов при брожении и дыхании. Биологическое окисление. Цепь дыхания. Фосфорилирование. Обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Свободный транспорт: диффузия, теория липидного фильтра. Транспорт с переносчиком: облегченная диффузия, сопряженый транспорт. Активный транспорт. Эндоцитоз (фагоцитоз и пиноцитоз). Экзоцитоз. III. РЕПЛИКАЦИЯ И СЕГРЕГАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА. Репликация ДНК. Деление клеток и ядер у эукариот: митоз, мейоз. IV. РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ. Генотип и фенотип. Плазмиды. Транскрипция. Трансляция. Центральная догма молекулярной биологии. Регуляция генной активности. Регулирование транскрипции: модель Жакоба-Моно, гормоны, белки хроматина, посттранскрипционные изменения. Регулирование трансляции. Модификации. V. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ. Мутации. Изменение плоидности - поли - и аиэуплодия. Хромосомные мутации. Генные мутации и репаративные процессы. Рекомбинации целых хромосом. Моно - и бифакториальное наследование у диплоидов. Законы формальной генетики. VI. ЭВОЛЮЦИЯ. Теория эволюции. Принцип естественного отбора. Возникновение наследственных вариантов. Направляющие факторы эволюции. Пути эволюции: пре - и биотическая эволюция. Эволюция человека. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Темы самостоятельной работы: Репликация и сегрегация генетического материала эволюция. ЛИТЕРАТУРА Основная: 1.Основы общей биологии. Под общей редакцией Э. Либберта. стр.75-Москва, "Мир", 1982 г. 2.Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, Н. Робертс, Дж. Уотсон. Молекулярная биология клетки. т.1 стр.22-60 т.2 стр.7-281 т.3 стр.8Москва, "Мир", г. г. 3.Э. Рис, М. Стериберг От клеток к атомам. Иллюстрированное введение в молекулярную биологию. стр.10-141 Москва, "Мир", 1988 г. Дополнительная: 1.П. Зенгбуш. Молекулярная и клеточная биология. т.1 стр.31-217 т.2 стр.6т.3 стр.6-61. Москва, "Мир", 1982 г. 2.Кристиан де Дюв. Путешествие в мир живой клетки. стр.13-206 Москва, "Мир", 1987 г.

СД. В.01 Молекулярная спектроскопия Доц. 1. Технические вопросы спектроскопии Диапазоны электромагнитных волн. Разновидности спектральных приборов. Основные методики подготовки образцов и спектральных измерений. Закон Ламберта-Бера. Ошибки при спектральных измерениях и их источники. Аппаратная функция приёмно-усилительного тракта. Связь случайных и систематических ошибок. Аппаратная функция оптической системы. Редукция к идеальному прибору. Влияние случайных ошибок на качество редукции. 2.Общие вопросы спектроскопии Взаимодействие света с веществом. Поглощение, излучение и рассеяние света. Вероятности оптических переходов. Дифференциальные коэффициенты Эйнштейна. Связь с коэффициентом поглощения. Виды молекулярного движения. Приближение Борна-Оппенгеймера. Вращательные, колебательные и электронные спектры. 3.Вращательные спектры Вращательные термы двухатомных молекул. Квантование проекции момента импульса. Вырождение вращательных состояний. Вращательная постоянная. Нежёсткий ротатор. Вращательные спектры многоатомных молекул. Сферический и симметричный ротаторы. 4. Колебательные спектры Потенциальная энергия колебаний. Колебательные координаты. Кинетическая энергия колебаний. Решение задачи о колебаниях в квантовой механике. Колебательные волновые функции. Классическое решение колебательной задачи. Нормальные колебания. Колебательно-вращательные спектры. 5.Электронные спектры Общая характеристика электронных спектров. Хромофоры. Люминесценция. Электронные волновые функции. Свойства симметрии, принцип Паули. Вариационный принцип. Электронное строение молекулы. Молекулярные орбитали. Валентное состояние атомов. Химическая связь в многоатомной молекуле. Многоэлектронные состояния молекулы. Типы электронных переходов. Вибронные состояния многоатомных молекул. Электронно-колебательные спектры. Принцип Франка-Кондона. Электроннo-колебательное взаимодействие. Эффекты Яна - Теллера и Реннера. Литература 1. Тарасов приборы. 2-е изд. Л., Машиностроение, 1974, 368 с. 2. Колебательные и вращательные спектры молекул. М.,Мир, 1969 3. Дешиус Дж., Теория колебательных спектров молекул. М., Издатинлит, 1960 3. , , Степанов молекул. М., Наука, 1972 4. Мейстер спектры многоатомных молекул. Изд. ЛГУ, 1969.

СД. В.02 Молекулярная оптика Доц. 1. Предмет молекулярной оптики: установление однозначной связи между макроскопическими и микроскопическими характеристиками среды. Взаимодействие излучения с веществом; доля переданного момента и количества движения и энергии при взаимодействии. 2. Симметрия молекул. Преобразование симметрии. Элементы симметрии точечных групп: поворотные оси, плоскость симметрии, зеркально-поворотные оси, центр инверсии. Классификация точечных групп симметрии. 3. Поляризуемость молекул. Анизотропия поляризуемости. Связь тензора поляризуемости с симметрией молекулы. Приведение тензора поляризуемости к главным осям. 4. Рефракция. Поляризуемость и показатель преломления. Действующее поле. Формула Лоренц-Лорентца. Постоянство молекулярной рефракции. Рефракция смесей и растворов. Аддитивность рефракций гомеополярных соединений. Данные квантовой химии о валентных состояниях атома углерода. Простые, двойные и тройные связи. Экзальтация рефракции. Эффект сопряжения и индукционный эффект. 5. Явление дисперсии света. Использование модели “Электрон- гармонический осциллятор”.Аномальная дисперсия. Силы осцилляторов в квантовой и классической теории. Дисперсия и рефракция. Цветность органических соединений. 6. Полярные молекулы. Определение дипольных моментов молекул. Дипольные моменты и взаимное влияние атомов и связей. Дипольные моменты и внутреннее вращение в молекулах. 7. Внутреннее вращение и поворотная изомерия. 8. Межмолекулярное взаимодействие: а) диполь-дипольное б) индукционное в) дисперсное г) водородная связь д)униполярное взаимодействие. Учет отталкивания в потенциале Леннард-Джонса. 9. Поляризация диэлектриков. Теория Дебая. Модель Онзагера. Поляризация в переменном электрическом поле. Лривые Коул-Коула. Определение времени дипольной релаксации. Применение формул Коул-Коула. Релаксация в растворах. 10. Рассеяние света в газах. Теория Релея. Флуктуации плотности. Теория Смолуховского-Эйнштейна. Рассеяние света в газах с анизотропными молекулами. Коэффициент деполяризации и его связь с оптической анизотропией молекул. Коэффициент рассеяния и коэффициент экстинкции. Измерение коэффициента деполяризации и определение оптической анизотропии молекул. Валентно-оптическая схема. Нахождение главных поляризуемостей связей. 11. Рассеяние света в жидкостях. Термодинамическая теория. Приближенные Формулы. Флуктуационное значение производной. Учет рассеяния на флуктуациях анизотропии. Тонкая структура линии рассеяния. Формула Ландау-Плачека. Определение скорости гиперзвука. Экспериментальное исследование спектров тонкой структуры. Экспериментальное определение коеффициента рассеяния, дискуссия о “высоких” и “низких” значениях. Выбор модели внутреннего поля по экспериментальным значениям коеффициента рассеяния. Молекулярные теории деполяризованного рассеяния в газах и жидкостях. Деполяризованное рассеяние в изотропной фазе мезогенных веществ. 12. Двойное лучепреломление в электрическом поле. Дисперсионная теория Фойгта. Ориентационная теория Ланжевена-Борна. Теория явления Керра в газах для молекул с аксиально-симметричным тензором поляризуемости. Определение анизотропии поляризуемости из явления Керра. Теория явления Керра в жидкостях. Вывод формулы для постоянной Керра. Явление Керра в растворах. Результаты исследования явления Керра в жидкостях. Оптический эффект Керра. Релаксация эффекта Керра. 13. Оптическая активность молекул. Модель связанных осциляторов. Молекулярная теория оптической активности. Дисперсия оптической активности. Круговой дихроизм; применение в химии и биологии. 14. Рассеяние света в растворах. Уровень флуктуаций концентрации. Флуктуационное значение производной. Рассеяние света в растворах полимеров. Метод Дебая определения молекулярного веса полимера. Второй вириальный коеффициент. Поляризационные отношения для света рассеянного в растворах частиц различного типа. Рассеяние света в растворах больших частиц. Литература. 1., М.А. Ельяшевич, Б.И. Степанов;”Колебания молекул”,т.1,ГИТТЛ 1949. 2.;”Молекулярная оптика”,ГИТТЛ,1947 3.;”Структура и физические свойства молекул.” Изд. АН СССР,1955. 4.М. Борн;”Оптика”,1935 5.;”Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах”,ЛГУ, 1977. 6.;”Электрические и оптические свойства молекул”,ЛГУ, 1982. 8.;”Поляризуемость молекул”,Наука,1990. 9.У. Флайгер;”Строение идинамика молекул”,т.2,М. Мир,1982. 10.;”Молекулярная биофизика”,1975

СД. В.03 Биоорганическая химия Проф. 1. ЭЛЕМЕНТЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Основные особенности органических соединений. Гомологические ряды. Теории химического строения. Классификация органических соединений. Основные функциональные группы. УГЛЕВОДОРОДЫ 1. Углеводороды с открытой цепью углеродных атомов. Предельные углеводороды (алканы, парафины). Структурная изомерия. Углеводородные радикалы (алкилы). Двухвалентные радикалы. Ординарная связь и вращение вокруг нее. Химические и физические свойства предельных углеводородов. Реакции замещения. Принципы рациональной и женевской номенклатуры органических соединений. 2. Непредельные углеводороды (алкены, олефины). Двойная связь. Этилен, изобутилен. Радикалы непредельных соединений (алкенилы). Химические свойства непредельных углеводородов. Реакции присоединения. Правило Марковникова. Реакция полимеризации. Ацетиленовые углеводороды. Тройная связь. Соединения с двумя и несколькими двойными связями. Соединения с сопряженными (коньюгированными) двойными связями. Изопрен. Изомерия положения двойной или тройной связи. Цис-транс изомерия. Терпены. 3. Циклические углеводороды. Алициклические углеводороды. Циклопарафины (полиметилены). Деформация связей при замыкании цепи углеводорода в кольцо. Основные свойства циклопарафинов. Ментан. Циклические терпены. Лимонен. Пинен. Камфора. Каротиноиды. Циклопентанпергидрофенантрен. Стерины. 4. Ароматические углеводороды. Свойства и структура бензола. Гомологи бензола. Изомерия положения заместителя. Арильные радикалы. Правила замещения в бензольном ядре. Многоядерные ароматические углеводороды. Дифенил. Трифенилметан. Нафталин. Антрацен. Канцерогены. СОЕДИНЕНИЯ С ОДИНАКОВЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ 1. Галоидопроизводные. Получение и свойства. Галоидопроизводные как полупродукты при получении различных классов органических соединений. 2. Спирты и фенолы. Номенклатура и свойства. Высшие спирты. Мирициловый спирт. Атомность спиртов. Гликоли и глицерины. Простые эфиры. Кольчатые эфиры. Непредельные спирты. Фитол. Кольчатые спирты. Инозит. Ментол. Холестерин. 3. Соединения с карбонильной группой. Альдегиды и кетоны. Хиноны. Химические свойства. Реакции присоединения к карбонильной группе. Полуацетали и ацетали. Кето-энольная таутомерия. Реакции конденсации. Альдольная конденсация. 4. Карбоновые кислоты. Основные представители. Свойства карбоновых кислот. Непредельные кислоты. Акриловая и метакриловая кислоты. Основность кислот. Двухосновные кислоты. Щавелевая, малоновая, янтарная и глутаровая кислоты. Малеиновая и фумаровая кислоты. Ароматические кислоты. Бензойная кислота, фталевые кислоты. 5. Производные карбоновых кислот. Ангидриды кислот. Хлорангидриды. Кольчатые ангидриды. Сложные эфиры. Амиды кислот. Производные угольной кислоты. Мочевина. Биурет. Уреиды. Уровые кислоты. Барбитуровая кислота и ее производные. Кето-иминная таутомерия. 6. Амины. Первичные, вторичные и третичные амины. Свойства аминов. Диамины. Ароматические амины. Анилин. 7. Диазосоединения. Азосоединения. Реакция азосочетания. Азокрасители. Нитросоединения. 8. Основные азотсодержащие гетероциклы и их структурное сходство с некоторыми гетероциклами, содержащими кислород и серу. Пятичленные гетероциклы. Фуран, тиофен и пиррол. Пирролидин. Группа азолов. Оксазол, тиазол, имидазол. Пиразол и его производные. Шестичленные гетероциклы. Пиран и пиридин. Тетрагидропиран и пиперидин. Азин и переразин. Пиримидин. Конденсированные гетероциклы. Индол и карбазол. Хинолин и акридин. Пурин и его производные. 9. Соединения с серосодержащими функциональными группами. Тиоспирты. Тиоэфиры. Сульфокислоты. Додецилсульфат. Детергенты. Сульфаниловая кислота и сульфаниламидные производные. СОЕДИНЕНИЯ С РАЗЛИЧНЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ 1.Оксиальдегиды и оксикетоны. Гликолевый альдегид. Глицериновый альдегид. Диоксиацетон. Половые гормоны. Понятие об оптической изомерии. 2. Оксикислоты. Основные представители. Гликолевая кислота. Молочная кислота. Оксимасляная кислота. Двухосновные оксикислоты. Оксималоновая кислота. Оксиянтарная (яблочная) кислота. Винные кислоты. Лимонная кислота. Свойства альфа-,бета-, и гамма-оксикислот. Кольчатые сложные эфиры - лактиды и лактоны. Ароматические оксикислоты. Галловая кислота. Салициловая кислота и ее производные. Холевые кислоты. 3. Альдегидо - и кетокислоты. Глиоксиловая и пировиноградная кислоты. Ацетоуксусная кислота. Щавелевоуксусная кислота. 4. Аминоспирты. Коламин и холин. Сфингозин. Трис : Триоксиметиламинометан. 5. Аминокислоты. Классификация аминокислот. Свойства альфа-, бета - и гамма-аминокислот. Диполярный характер аминокислот. Опти- ческая изомерия аминокислот. Природные аминокислоты. Ациклические и циклические аминокислоты - мономеры белков. Пептиды, номенклатура пептидов. Пептидная связь. ЛИТЕРАТУРА 1. , . Курс органической химии. 1958 и последующие издания. 2. Ж. Матье, Р. Панико. Курс теоретических основ органической химии. Мир. 1975. 3. А. Ленинджер. Биохимия. Мир. 1975. 4. А. Ленинджер. Основы биохимии. Т. 1-3. Мир. 1985. 5. А. Уайт, Ф. Хендлер и др. Основы биохимии. Т. 1-3. Мир.1983. 6. , . Биологическая химия. Медицина, 1983. 7. . Биофизика. Наука. 1988. 8. В. Зенгер. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. Мир. 1987. 9. Р. Марри, Д. Треннер и др. Биохимия человека. Т. 1-2. Мир. 1993.

СД. В.03 Электрокинетика дисперсных систем Проф. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Ранние исследования основных электрокинетических явлений : электрофореза, электроосмоса, эффекта Дорна, потенциала течения, электропроводности, диполофореза. Электрическая и оптическая анизотропия дисперсных систем в переменном электрическом поле. ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ ЧАСТИЦ И ЕГО ПОЛЯРИЗАЦИЯ Механизм возникновения двойного слоя. Теории Гуи-Чепмена и Штерна. Модель коллоидной мицеллы. Поверхностная проводимость и поляризация. Классический и поляризационный механизмы электрокинетических явлений и поляризации двойного слоя. Строение граничного и двойного слоя. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Электроосмотическое скольжение и электроосмос в прямых капиллярах. Теория Смолуховского-Гюккеля-Генри. Электрофорез крупных частиц. Влияние толщины двойного слоя на электрофоретическую подвижность частиц. Микроэлектрофорез, техника микорэлектрофореза. Теория поляризации двойного слоя и электрофореза Овербека- Буса-Вирсема. Электрофорез клеток и сопоставление транс - и электрокинетического потенциалов. Электроосмос и электрофорез в переменном электрическом поле. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ТОНКОГО ДВОЙНОГО СЛОЯ И ЭЛЕКТРОФОРЕЗ. Механизм поляризации тонкого двойного слоя частицы и метод пограничного слоя. Строение тонкого поляризованного двойного слоя частиц и его влияние на электрофоретическую подвижность. Концентрационная поляризация частицы и ее влияние на электрокинетические явления. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Нелинейные электрофорез и поляризация двойного электрического слоя. Апериодический электрофорез. ТЕХНИКА ЭЛЕКТРОФОРЕЗА. Метод макроскопического электрофореза: метод подвижной границы и метод массообмена. Зональный электрофорез. УСТОЙЧИВОСТЬ И КОАГУЛЯЦИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. Поверхностные силы вблизи поверхности раздела фаз. Расклинивающее давление и его составляющие. Теория устойчивости Дерягина-Ландау- Фервея-Овербека. Электрокоагуляция. ЭЛЕКТРООРИЕНТАЦИОННЫЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ. Анизотропия светорассеяния и ее экспериментальное наблюдение. Анизотропия электропроводности и диэлектрической проницаемости и их экспериментальное наблюдение. КОМПЛЕКСНЫЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Выбор условий для комплексного измерения седиментационного потенциала при малых и больших числах Пекле. Совместное исследование электрокинетического потенциала и поверхностной проводимости. ЛИТЕРАТУРА 1. ,Дерягин , М: Наука,1976. 2. , , Иванов анализ и разделение клеток, М: Наука, 1986. 3. , , Муллер силы, М: Наука, 1985. 4. , Шилов явления и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектролитах, Киев: Н. Думка, 1972. 5. Духин и электрокинетические свойства дисперсных систем, Киев: Н. Думка, 1975.

СД. В.04 Биохимия Проф. I Предмет и задачи биохимии. Основные этапы развития биохимии. Препаративно-аналитическая биохимия. Динамическая биохимия. Функциональная биохимия. Основные разделы биохимии. Взаимоотношение биохимии с генетикой и цитологией. Молекулярная биология. II. ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЮ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 1. Углеводы. Классификация углеводов и их номенклатура. Моносахариды. Основные свойства и важнейшие представители. Триозы. Тетрозы. Эритроза. Пентозы. Рибоза и дезоксирибоза. Рибулоза и ксилулоза. Гексозы. Глюкоза, манноза и фруктоза. Галактоза. Седогептулоза. Оптическая изомерия углеводов. Эпимеры и эпимерные превращения. Мутаротация. Кольчатые полуацетальные формы моносахаридов. Гликозиды. Дисахариды. Производные моносахаридов. Фосфорные эфиры. Уроновые кислоты. Мурамовая и нейраминовая кислоты. Аминосахара. Полисахариды. Запасные и структурные полисахариды. Структура крахмала, гликогена и целлюлозы. Оболочка растительных клеток. Пептидогликан муреин - каркас клеточных стенок бактерий. Роль углеводов в образовании клеточных стенок и оболочек у растений и животных. Кислые мукополисахариды и внеклеточное основное вещество. Структура поверхности животных клеток. 2. Липиды. Классификация липидов. Омыляемые липиды: нейтральные жиры, воска, фосфолипиды, цереброзиды. Гликолипиды. Неомыляемые липиды: стерины и каротиноиды. Роль липидов в организации клеточных мембран. 3. Белки. Методы выделения, фракционирования и очистки белков. Структура белка. Понятие о первичной, вторичной и третичной структурах белка. Методы определения аминокислотного состава и концевых групп белков. Способы специфического расщепления белков. Пептидные карты. Пути расшифровки первичной структуры белков. Природа сил, образующих вторичную и третичную структуру белков. Макромолекулярный характер белков. Свойства белков в растворах. Молекулярный вес белков и методы его определения. Размеры и форма белковой макромолекулы. Денатурация белков. Кооперативный характер денатурации. Денатурирующие агенты. Глобулярные и фибриллярные белки. Четвертичная структура белка. Детерминированность структур высшего порядка в первичной структуре белков. Самосборка белковых макромолекул в структуры высшего порядка. Синтез полипептидов. Синтетические полипептиды. Проблема химического синтеза полипептидных цепей с заданной структурой. Твердофазный синтез полипептидов. Классификация белков. Простые белки. Сложные белки: липопротеиды, глюкопротеиды, хроомопротеиды и металлопротеиды. Методы определения белков. 5. Нуклеиновые кислоты. Пуриновые и пиримидиновые основания. Нуклеозиды и нуклеотиды. Полинуклеотиды. Синтетические полинуклеотиды. Методы выделения нуклеиновых кислоты. Структура ДНК. Нуклеотидный состав ДНК, способы определения. Коэффициент специфичности. Правила Чаргафа. Двуспиральная структура ДНК. Природа связи полинуклеотидных цепей в двуспиральной структуре ДНК. Основные пространственные формы ДНК. Кольцевая замкнутая и сверхскрученная ДНК. Плазмидные ДНК. Поведение макромолекул ДНК в растворах. Ультрацентрифугирование в градиенте плотности. Размеры и форма макромолекул ДНК в растворах. Денатурация ДНК. Характер денатурации. Денатурирующие агенты. Ренатурация и гибридизация ДНК. Изменение физико-химических свойств ДНК при денатурации. Кинетика ренатурации ДНК. Повторяющиеся нуклеотидные последовательности ДНК. Особенности структуры ДНК высших организмов. Сателлитные ДНК. Внехромосомные ДНК. Определение нуклеотидной последовательности в ДНК. Принципы химического синтеза ДНК. Структура РНК. Вирусная и рибосомная РНК. Адаптерная (транспортная) РНК. Регуляторные РНК. Нуклеотидный состав РНК. Структура высокомолекулярных РНК в растворах. Строение транспортных РНК. Гибридизация ДНК и РНК. Методы определения нуклеиновых кислот. Нуклеопротеиды. Структура простых вирусов и фагов. Реконструкция РНК-содержащих вирусов из РНК и белка. Рибонуклеопротеиды. Рибосомы. Структура рибосом. Состояние белка и РНК в рибосомах. Обратимая ассоциация рибосом. Ядерные дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП) как основа структуры хроматина. Гистоны и негистоновые белки. Структура гистонов. Конформация ДНК и белков в ДНП. Современные представления о нуклеосомной и наднуклеосомной организации хроматиновой фибриллы. 6. Витамины. Жирорастворимые витамины и водорастворимые витамины. Витамин А и его роль в зрительном акте. Структура, свойства и биологическая роль водорастворимых витаминов. Витамин С. Витамины группы В. Важнейшие авитаминозы. Механизмы возникновения авитаминозов и гиповитаминозов. 7. Гормоны. Физиологическая роль гормонов. Гормоны щитовидной и паращитовидной желез. Инсулин. Гормоны надпочечника. Гормоны передней и задней доли гипофиза. Половые гормоны. 8. Понятие об антиметаболитах. Сульфаниламиды. Антибиотики. Важнейшие представители. Биологическое и медицинское значение антибиотиков. Использование антибиотиков в эксперименте. III. ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ 1. Понятие о скорости химических реакций. Энергия активации, катализ. Ферменты. Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Основные свойства ферментов. Активный центр фермента. Специфичность. Термолабильность. Оптимум рН и температуры. Активаторы и ингибиторы ферментов. Простетические группы и коферменты. Регуляция ферментативной активности. Явление аллостерии. Полиферментные комплексы. Природа действия ферментов как белковых катализаторов. Классификация и номенклатура ферментов. 2. Основы биоэнергетики. Свободная энергия химических реакций. Изменение энтальпии и энтропии. Изменение свободной энергии с концентрацией. Возможности запасания свободной энергии в биохимических процессах. Макроэргические связи. Типы макроэргических связей. Трансформация химической энергии в работу. Мышечное сокращение. Биоэлектрическая активность клетки. Транспорт веществ в клетку и из клетки. Биолюминесценция. 3. Биологическое окисление. Ферменты тканевого дыхания. Пиридин-зависимые дегидрогеназы. Флавиновые дегидрогеназы. Цитохромы. Цепь переноса электронов. Окислительное фосфорилирование. Структура и функция митохондрий. Наружная и внутренняя мембраны митохондрий. 4. Фотосинтез. Хлоропласты. Структура хлоропластов. Хлорофилл. Первичные процессы фотосинтеза. Фотосинтетическое фосфорилирование. Фиксация углекислоты. Исследование судьбы фиксированного углерода. Пентозофосфатный цикл. Образование крахмала. 5. Обмен углеводов. Переваривание углеводов. Всасывание углеводов. Синтез гликогена. Анаэробный и аэробный распад углеводов. Гликогенолиз и гликолиз. Брожение. Реакция Пастера. Апотомический распад глюкозы в пентозофосфатном цикле. Окислительное декарбоксилирование. Коэнзим ацетилирования. Цикл трикарбоновых кислот. Энергетический баланс расщепления глюкозы. 6. Обмен липидов. Переваривание и всасывание липидов. Распад липидов в организме. Окисление жирных кислот. Синтез жирных кислот. Синтез липидов. 7. Обмен белков. Азотистое равновесие. Биологическая ценность белков. Незаменимые и заменимые аминокислоты. Переваривание белков. Протеиназы. Дезаминирование аминокислот. Переаминирование. Конечные продукты белкового обмена. Орнитиновый цикл. ЛИТЕРАТУРА 1. , . Курс органической химии. 1958 и последующие издания. 2. Ж. Матье, Р. Панико. Курс теоретических основ органической химии. Мир. 1975. 3. А. Ленинджер. Биохимия. Мир. 1975. 4. А. Ленинджер. Основы биохимии. Т. 1-3. Мир. 1985. 5. А. Уайт, Ф. Хендлер и др. Основы биохимии. Т. 1-3. Мир.1983. 6. , . Биологическая химия. Медицина, 1983. 7. . Биофизика. Наука. 1988. 8. В. Зенгер. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. Мир. 1987. 9. Р. Марри, Д. Треннер и др. Биохимия человека. Т. 1-2. Мир. 1993.

СД. В.04 Статистика макромолекул Проф. 1.Понятие о макромолекуле. Строение макромолекул природных и искусственных высокомолекулярных веществ. Процессы полимери - зации и поликонденсации. Линейные и разветвленные макромо - лекулы. Сополимеры. 2.Строение молекул белков и нуклеиновых кислот. Понятие о первичной, вторичной и третичной структурах макромолекул. Связь между структурой молекул белков и нуклеиновых кислот и их биологическими функциями. 3.Простейшие упругие деформации. Молекулярный механизм "иде - альной" упругости твердых тел. Область выполнения закона Гука. Энергия деформированного тела. Упругость газа. 4.Особенности высокоэластичной деформации. Термодинамика деформации. Свободная энергия деформации. Энергетическая и энтропийная упругость. Температурный коэффициент напряже- ния. Температурная инверсия. Учет изменения объема при де- формации. Энтропийная природа деформации высокоэластичных тел. 5.Статистическая модель цепной молекулы. Статистический сег - мент. Термодинамическая жесткость макромолекулы. Степень свернутости. Функция распределения по проекциям вектора h и по его длинам. 6.Среднее, средне-квадратичное и наивероятнейшее расстояния между концами цепной молекулы. Поперечные размеры макро- молекулы. Форма макромолекулярного клубка. Объем гауссового клубка. Вычисление среднеквадратичного расстояния между концами цепи для реальных структур по Эйрингу. 7.Заторможенность вращения в цепи. Потенциальные барьеры. Размеры макромолекулы с учетом заторможенности вращения. Кинетическая жесткость макромолекулы. 8.Кинетическая теория высокоэластичной упругости. Энтропия и упругая сила деформации макромолекулы. Упругая деформация трехмерной гауссовой сетки. Случай одностороннего растяжения (сжатия). Зависимость напряжения от деформации. Сравнение с опытом. 9.Статистика макромолекул при больших деформациях. Ориентация сегментов в макромолекуле. Функция распределения сегментов по углам. 10. Уточненная ( негауссова ) функция распределения по длинам. Упругая сила растянутой цепи при больших деформациях. Понятие о деформации сетки негауссовых цепей. 11.Оптическая анизотропия макромолекул. Вычисление средней поляризуемости в параллельном и перпендикулярном направле - ниях к вектору h. Анизотропия оптической поляризуемости свободной и растянутой макромолекулы. 12.Зависимость оптической анизотропии от молекулярного веса для клубкообразных, палочкообразных и персистентных цепей. Знак оптической анизотропии макромолекул. Оптическая ани - зотропия молекул ДНК, РНК и дезоксирибонуклеопротеидов. 13.Фотоэластический эффект в полимерах. Средняя поляризуемость макромолекул в направлениях параллельном и перпендикулярном растяжению. Оптическая анизотропия молекулярной сетки. 14.Теория деформационного двойного лучепреломления. Фотоэластический коэффициент. Релаксационный характер фото - эластического эффекта. Связь между оптической анизотропией сегмента и структурой макромолекулы. 15.Экспериментальное исследование фотоэластического эффекта. Основные типы компенсаторов: клиновые, пластина четверть длины волны, поворотные эллиптические. Литература 1. П. Флори Статистическая механика цепных молекул Изд-во Мир, Москва 1971. 2. Конфигурационная статистика полимерных цепей, Изд-во АН СССР, Москва-Ленинград,1959,гл.1,4,6,7. 3. Физико-химия полимеров Изд-во Химия ,Москва, 1978, гл.1,2,5,11,12. 4. Молекулярная биофизика Изд-во Наука, Москва,1975 . 5. и Физика и химия макромо - лекул Изд-во Наука, Москва-Ленинград, 1965.

СД. В.05 Молекулярная биофизика Проф. I. Предмет молекулярной биофизики. Связь с молекулярной физикой и молекулярной биологией. II. Теоретические основы формирования пространственной структуры биологических макромолекул. А. Конформации малых молекул. 1. Общие сведения о геометрии молекул. 2. Внутреннее вращение и поворотная изомерия. Простейшие модели - этап и его производные. Б. Конформации макромолекул. 1. Внутреннее вращение в полимерных цепях и основные конформации макромолекул: статистические клубки, жесткие спирали и глобулы. 2. Невалентные взаимодействия и их влияние на конформации макромолекул. 3. Конформации стереорегулярных синтетических макромолекул. Жесткость полимерных цепей. Набухание полимерных клубков в хороших растворителях. III. Структура полипептидов и белков. 1. Уровни организации структуры белков. 2. Водородная связь и конформации синтетических гомополипептидов. 3. Переходы спираль-клубок в полипептидах. Количественная теория кооперативных переходов порядок-беспорядок в одномерных системах. Проблема фазовых переходов в одномерных системах. Конформационные переходы при изменении температуры, рН, состава растворителя. 4. Складчатая структура полипетидов и конформационный переход структура - клубок, альфа и бета-образующие аминокислотные остатки. 5. Вторичная структура белков и ее связь с первичной структурой. 6. Третичная и четвертичная структуры белков, физические основы образования компактных структур в глобулярных белках. 7. Структура воды и гидрофобные взаимодействия. Растворимость малых молекул в воде и термодинамика гидрофобных взаимодействий. 8. Согласованность ближних и дальних взаимодействий в белках как следствие эволюции. 9. Процесс денатурации белков под действием различных факторов. Ренатурация, как доказательство определяющей роли первичной структуры. IV. Структура нуклеиновых кислот. 1. Особенности первичной структуры нуклеиновых кислот. Вторичная структура ДНК. Двойная спираль и ее формы. Связь структуры и функции ДНК. 2. Теория переходов спираль-клубок в ДНК. Водородные связи и стэкинг-взаимодействия в ДНК. Денатурация ДНК под действием различных факторов (температура, рН, ионная сила). Тонкая структура кривых плавления ДНК. 3. Структура РНК. 4. ДНК как полиэлектролит. Связывание противоионов электролитом. V. Основы методов изучения структуры биологических макромолекул и их моделей. 1. Рентгенография белков. Метод настопного замещения. Основные результаты. Попытки классификации топологии глобулярных белков. 2. Диффузное рассеяние света и рентгеновских лучей. Рассеяние в области малых и больших углов. Рассеяние нейтронов на меченых (дейтерированных) макромолекулах. Возможности и перспективы метода. 3. УФ-спектроскопия полипептидов, белков и нуклеиновых кислот, как метод исследования конформаций. Гипохромизм ДНК. 4. ИК-спектроскопия полипептидов и белков как метод исследования конформаций. 5. Оптическая акивность и круговой дихроизм. Спектры кругового дихроизма и дисперсия оптической активности полипептидов, белков и нуклеиновых кислот. Использование метода для исследования нуклеопротеидных комплексов. 6. Основы метода потенциометрического титрования. Потенциометрическое титрование полиэлектролитов. Потенциометрическое титрование и конформационный переход. 7. Метод ЯМР в применении к биологическим молекулам. Получение данных о структуре и подвижности из методов ЯМР. 8. Калориметрия биологических макромолекул. 9. Изучение подвижности в биологических макромолекулах и их моделях. Метод дейтерообмена в глобулярных белках. Метод деполяризации люминесценции. VI. Функционирование белков. 1. Основные функции белков и основы классификации. 2. Стационарное состояние открытой системы. Роль катализатора в системе. 3. Основы кинетики ферментативных реакций. Фермент - субстратный комплекс. Теория Михаэлиса. 4. Ингибирование и активация ферментов. Обратная связь в биологических процессах. Аллостерические эффекты. 5. Кооперативность ферментативного катализа. Кооперативность связывания кислорода гемоглобином. Роль четвертичной структуры белков в кооперативности катализа. Конформационные перестройки белков. 6. Структура белков и физика ферментативной активности. Рентгенографические данные о структуре фермент-субстратных комплексов. Проблемы моделирования ферментов. VII. Проблемы биосинтеза. Особенности нуклеинового кода. Нуклеопротеидные комплексы. Л и т е р а т у р а 1. Биофизика, М. Наука, 1981. 2. Молекулярная биофизика, т.1 М.,Наука, 1975. 3. , , Конформации макромолекул М.,Наука,1964. 4. Ч. Тенфорд, Физическая химия полимеров М., Химия, 1965. 5. Молекулярная биология М.,Наука, 1973. 6. Проблемы биологической физики М. Наука, 1977.

СД. В.05 Физика конденсированного состояния Доц. 1. Макроскопическое и микроскопическое описание жидкостей. Трехмерная диаграмма фазовых состояний. Уравнение состояния Равновесные теории жидкого состояния. Методы изучения жидкого состояния. 2. Атомная динамика и коррелятивные функции. Функция распределения. Коррелятивная функция. Радиальная функция распределения. Функция парной корреляции. Интеграл сжимаемости. Функции корреляции Ван-Хова. Флуктуационно-диссипационная теорема. Закон рассеяния. Диаграмма энергия-импульс в актах рассеяния гамма-лучей, рентгена, электронов, нейтронов и видимого эл. магн. излучения. Дифракционные экспериьенты на жидкостях. 3. Простейшие динамические модели жидкостей. Диффузия и движение одиночных частиц. Ееория беспорядочных шагов Эйнштейна, диффузия слачком. Свободная диффузия. Решение уравнения диффузии. Экспериментальное определение коеффициента диффузии методом гетеродинирования и ЯМР. 4. Кооперативные моды движения жидкостей при низких частотах. Континуальная модель. Распространение звуковых волн. Основные уравнения движения в вязко-упругой теории. Распространение поперечных мод. Экспериментальное изучение распространения поперечных мод вжидкостях по спектрам деполяризованного рассеяния света. Распространение продольных мод. Спектры Мандельштама- бриллюэна. Упругие модули, скорость звука в жидкостях. 5. Рассеяние рентгеновских лучей на жидкостях. Статический структурный фактор жидкостей. Радиальная функция распределения. Обсуждение рентгеновского эксперимента. 6. Эффективное сечение рассеяния нейтронов на макроскопических образцах. Закон рассеяния. Обсуждение эксперимента по рассеянию нейтронов. 7. Спектр деполяризованного рассеянного света в жидкостях. Моды движения в различные временные интервалы. Гидродинамические моды. Вращательная и трансляционная диффузия. Корреляционная функция скорости и её связь с константой диффузии. Корреляционная функция суорости и спектральная плотность для моделей движения: гармонический осциллятор, броуновское движение. Корреляционная функция скорости для броуновского движения Эйнштейновского осциллятора. Ячеечная модель жидкости Леннард-Джонса и Девоншира. Модель Сирса. Литература: 1. “Физика простых жидкостей” под ред. Г. Темперли, Д.Роуменсона и Д. Рамбурга, Мир, ч.1,2 1971,1973 2. “Рассеяние тепловых нейтронов” под ред. П.Игелстафа Атомиздат. 1970. 3. ”Статистическая теория жидкостей”. Москва,1961. 4. ”Введение в статистическую физику жидкостей”, Казань,1972. 5. ,”Структурный анализ жиидкостей и аморфных тел”, Москва, Высшая школа,1980.

ЕН. В.00 Современные проблемы биофизики Доц. Структура биополимеров. Состав и строение биологических макромолекул. Уровни структурной организации биополимеров. Гидрофобные и гидрофильные взаимодействия. Нуклеиновые кислоты. Структура ДНК. Экспериментальные работы по определению А, В и Z форм ДНК. Синтетические олигонуклеотиды. Кольцевые ДНК. Суперспиральная ДНК. Проблема упаковки ДНК в вирусах и в ядре клетки. Митохондриальные ДНК. Состав и строение РНК. Конформация и функции РНК. Белки и полипептиды. Строение белка. Аминокислоты. Разнообразие структуры и функций белков. Расплавленная глобула. Функции белка. Регуляторные функции. Сигнальные функции. Молекулярные насосы. Белковые машины. Ферменты. Кофакторы и коферменты. Ингибирование ферментов. Строение клетки. Клетки эукариот. Клетки прокариот. Вирусы. Бактериофаги. Состав и функции клетки. Клеточные органеллы. Мембраны. Строение ядра. Синтез РНК и белка. Генетический код. Деление клетки. Дифференцировка клеток. Современный взгляд на проблему рака. Противоопухолевые препараты. СПИД. Генные и хромосомные болезни. Проблемы развития. Эволюция в живой и неживой природе. Второй закон термодинамики и развитие биологических систем. Книга Шредингера “Что такое жизнь с точки зрения физики”. Термодинамика открытых систем. Что такое синергетика. Проблема возникновения порядка из беспорядка. Энтропия и информация. Возникновение жизни. Книга Эйгена и Шустера “Гиперцикл”. Различные взгляды на проблему эволюции. Действие излучений на биологические структуры. Ионизирующее излучение. УФ - излучение. Биоэнергетика. Фотосинтез. Источники энергии клеток животных. Митохондрии. Проблема молекулярного узнавания. Различные типы взаимодействия в макромолекулах. От нуклеосомы к хромосоме. Роль конформационных изменений макромолекул в образовании биологически значимых комплексов. Транспорт веществ в биологических структурах. Осмос и диффузия. Транспорт ионов. Активный и пассивный транспорт. Рекомбинантные ДНК. Принципы клонирования. Проблема трансфекции. ДНК-полимерные комплексы. Литература: Биология, в 3-х томах, М., Мир, 1993 Льюис Дж., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки, в 3-х томах, М., Мир, 1994 Гены и геномы, в 2-х томах 1998 Биохимия человека, в 2-х томах, М., Мир, 1993 Франк-Каменецкий главная молекула. (библиотечка КВАНТ) М., Наука, 1988 М. Эйген, П. Шустер Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул. М., Мир, 1982 П. Эткинс Порядок и беспорядок в природе. М., Мир, 1987 , Хохлов в мире полимеров (библиотечка КВАНТ) М, Наука, 1989 Волькенштейн и информация. М., Наука, 1986 Познание сложного. М., Мир, 1990 Время, хаос, квант М., Прогресс, 1994 От существующего к возникающему: Время и Наука, 1985 Мир, 1980 , Рохтер фракталов М., Наука, 1995 Материалы отечественных и международных научных симпозиумов. Оригинальнае работы. Биохимические основы патологических процессов Под ред. М.,Медицина, 2000

СДМ. В. 06 Спектроскопия оптического смешения Ст. преп. 1.  Введение Применение метода корреляции фотонов при изучении рассеяния света и в спектроскопии. Возможность применения оптических методов в исследовании мод движения и любых медленных изменений объекта исследования. Спектр и характерные масштабы времени и частоты. 2.  Статистика фотонов. Процесс детектирования фотонов. Примеры фотонных статистик : тепловое излучение, лазерное излучение. Рассеяние гауссова пучка света на гауссовых флуктуациях среды. 3. Корреляция фотонов. Статистика сигнала. Автокорреляционная функция и спектр мощности сигнала. Оптические световые сигналы. Корреляционная функция интенсивности. Соотношение Зигерта. Методы обработки сигналов: анализ временной структуры, анализ спектра. Измерение ширины спектральных линий. 3.  Методы корреляционной спектроскопии. Источники и детекторы. Схемы измерения числа фотоотсчетов. Счет фотонов. Фдуктуации частоты. Флуктуации усиления. Стабилизация частоты. Стабилизация интенсивности. Схемы корреляционных установок. 4.  Спектроскопия оптического смешения. Элементарная теория биений. Связь с корреляционными функциями. Метод собственных биений. Спектроскопия флуктуаций интенсивности. Метод гетеродинирования. Характеристики спектроанализаторов, сравнение с методом корреляции фотоэлектронов. 5.  Применение спектроскопии оптического смешения в биологии. Идеальная диффузия: сферические рассеиватели, рассеивающие частицы несферической формы. Автокорреляционная функция деполяризованного рассеяного света. Определение коеффициентавращательной диффузии. Влияние полидисперсности на спектр оптических биений. Вид корреляционной функции поля в различных случаях полидисперсной среды. Влияние электрического заряда на величину коеффициента диффузии. Метод электрофореза. Исследование методами спектроскопии оптического смешения динамических конформационных переходов в макромолекулах. Литература. 1.  “Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов”, Мир, Москва 1978. 2.  У. Флайгер, “Строение и динамика молекул” ,Мир, Москва 1982. 3.  C. Tanford, “Physical Chemistry of Macromolecules” J. Wiley, N. Y. 1961.

СДМ. В.08 Техника спектроскопии Доц. Диапазоны электромагнитных волн и наиболее употребительные оптические материалы. Разновидности спектральных приборов. Новые типы спектральных приборов. Источники излучения для спектральных измерений. Накаливаемые тела. Коэффициент излучения, цветовая и яркостная температура. Источники для ультрафиолетовой области. Лазеры и их применение в спектроскопии. Синхротронное излучение. Приёмники излучения. Тепловые и фотонные приёмники. Собственные шумы приёмников. Тепловые и электрические флуктуации, шум Джонсона. Генерационно-рекомбинационный шум, дробовой и фотонный шум. Усиление электрических сигналов. Линейные усилители постоянного и переменного тока. Метод счёта фотонов. Согласование усилителя с приёмником излучения. Шумовые характеристики усилителей. Фликкер-эффект, шум Баркгаузена-Курца. Шумовая полоса, пороговая чувствительность. Синхронное детектирование, фильтрация сигнала. Аппаратная функция приёмно-усилительного тракта. Временные искажения сканирущего спектрального прибора. Связь случайных и систематических ошибок. Диспергирующие устройства. Дисперсия и разрешающая сила призмы. Дисперсия и разрешающая сила решётки. Разновидности дифракционных решёток: эшелетты и голографические решётки. Образование изображения в спектральном приборе: дифракционное рассмотрение. Щелевая и дифракционная аппаратная функция оптической системы. Когерентное и некогерентное освещение щели. Нормальная ширина щели. Редукция к идеальному прибору. Частые случаи редукции с аппроксимацией. Влияние случайных ошибок. Образование изображения в спектральном приборе: геометрическое рассмотрение. Параксиальные лучи, гауссова область. Аберрации проектирующих систем. Сферическая аберрация. Внеосевые аберрации: астигматизм, кривизна поля, кома, дисторсия. Хроматические аберрации, их исправление, вторичный спектр. Аберрации зеркальной оптики, применение параболических и эллиптических зеркал. Внеосевой параболоид в схеме Литтрова. Термокомпенсация. Энергетические характеристики спектрального прибора. Реальная разрешающая сила, спектральная ширина щели. Рассеянный свет в спектральных приборах. Методы снижения уровня рассеянного света. Двойная монохроматизация, селективная модуляция, использование голографических решёток. Поляризационные устройства, поляризующие свойства спектрометра. Фурье-спектрометры. Аппаратная функция фурье-спектрометра. Влияние дискретизации. Аподизация. Преимущества фурье-спектрометров: выигрыш Жакино и выигрыш Фелджета. Некоторые спектроскопические методики: спектроскопия диффузного отражения, формула Кубелки-Мунка. Спектроскопия НПВО. Методы люминесцентной спектроскопии. Временная селекция спектров КР и люминесценции. Скоростная спектрометрия. Литература 1. Спектральные приборы. 2-е изд. Л., Машиностроение, 1974, 368 с. 2. . Монохроматоры. ГИТТЛ, М.1955 3. Р. Смит, Ф. Джонс, Р. Чесмер. Обнаружение и измерение инфракрасного излучения. Издатинлит, М.1959 4. Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения. Под ред. . Мир, М.1972 5. А. Смит. Прикладная ИК-спектроскопия. Мир, М.1982 6. Р. Белл. Введение в фурье-спектроскопию. Мир, М.1975 7. Ж. Шоль, И. Марфан, М. Мюнш, П. Торель, П. Комбет. Приёмники инфракрасного излучения. Мир, М.1969 8. . Справочник по основам инфракрасной техники. Сов. радио, М.1978 9. , , . Оптические материалы для инфракрасной техники. Наука, М.1965 10. Дж. Лакович. Основы флуресцентной спектроскопии. Мир, М.1986.

СДМ. В.03Методы молекулярной динамики Проф. Воронцов- Моделирование молекул с внутренними степенями свободы. Метод МД для цепных молекул с жесткими связями(метод уравнений Лагранжа 1-го рода). Полимеры в растворе и метод Броуновской динамики. Микродинамика белков. Метод МД с постоянной температурой и постоянными Т и Р (метод Нозе - Хувера). Метод МК - молекулярного поля для полиэлектролита. Гиббсовский ансамбль для моделирования фазовых равновесий газ - жидкость. Моделирование ограниченных систем: кластеры, тонкие слои, микрофазы в порах. Граничные условия. Фазовые переходы в малых системах: плавление, конденсация. Аргон, водные и ионные кластеры, кластеры ион-вода. Методы МК для расчета свободной энергии и химпотенциала: 1) Метод интегрирования энергии и давления 2) Метод вставления частицы 3) Метод многоступенчатой выборки 4) Метод зонтичной выборки 5) Метод термодинамической теории возмущений 6) Метод термодинамического интегрирования 7) Метод Беннета 8) Метод расширенных ансамблей. Метод МД и расчет кинетических коэффициентов. Неравновесная молекулярная динамика. Метод уравнений Грина-Кубо. Метод слабой связи с термостатом. Метод Карра - Паринелло для моделирования квантовокласси- ческих систем (явный учет электронной подсистемы). Метод МК в квантовой статистике. Равновесная матрица плотности в координатном представлении в виде Фейнмановского интеграла. Весовая функция. Эстиматоры. Моделирование квантово - классических систем. Проблема моделирования системы квантовых тождественных частиц (бозонов, фермионов) при конечной температуре. Литература 1. К Биндер Методы Монте-Карло в статистической физике, Мир, М.,1982. 2. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике, Наука, М.,1990. 3. Х. Гулд, Я. Тобочник Компьютерное моделирование в физике, ч.1,ч.2, Мир, М.,1990. 4. Физика простых жидкостей, ч.2,гл.14, М.,1971. 5. , , Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло), М.,1962. 6. Статистическая теория жидкостей, М.,1961. 7. M. P. Allen, D. I. Tildesley Сomputer Simulation of Liquids. Clarendon Press. Oxford. 1987.

СДМ. В.03 Дополнительные главы молекулярной спектроскопии Доц. 1.Электронные спектры сложных молекул Образование электронных полос поглощения и испускания сложных молекул Характеристики полос флуоресценции сложных молекул. Квантовый выход. Связь спектров поглощения и флуоресценции. Временное затухание флуоресценции. Поляризация флуоресценции. Тушение. Перенос энергии 2.Межмолекулярные взаимодействия Межмолекулярные взаимодействия и их классификация. Дисперсионное взаимодействие. Резонансное взаимодействие. Эмпирическое описание межмолекулярных взаимодействий. Влияние универсальных межмолекулярных взаимодействий на колебательные спектры. Модели Лорентца и Онсагера. Реактивное поле. Соотношение Кирквуда-Бауэра-Мага. Эффект светового поля. Дипольные взаимодействия. Индуцированные спектры. Влияние Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий на электронные спектры. Энергии стабилизации. Форма контура в спектрах конденсированной фазы. Теорема Винера-Хинчина. Вращательное уширение - диффузионный и инерциальный пределы. Дебаева модель вращательного уширения. Специфические межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь и её проявления в колебательных спектрах. Корреляции, характерные для водородной связи. Флуктуационная модель. Предиссоциационная модель. Низкочастотный спектр воды и модель ангармонической динамики. 3.Спектроскопия биологических молекул. Флуоресценция белков. Флуоресценция триптофана и тирозина. Влияние структуры, связывания и динамики на флуоресценцию белков. Спектры КР белков. Характеристические частоты для синтетических полипептидов. Колебания амид I и амид III. Низкочастотные колебания белков. Колебания боковых цепей. Термическая денатурация. Исследование хромофорных групп полипептидных цепей методом резонансного КР. Определение структуры полинуклеотида с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния. Образование пар оснований и их стэкинг. Конформация (дезокси) рибозофосфатной основной цепи. Вирусы и другие комплексы нуклеиновых кислот с белками. Исследование нуклеиновых кислот методом спектроскопии РКР. Возбуждение в пределах полос поглощения природных оснований. Литература 1. Дешиус Дж., Теория колебательных спектров молекул. М., Издатинлит, 1960 2. , , Степанов молекул. М., Наука, 1972 3. Мейстер спектры многоатомных молекул. Изд. ЛГУ, 1969. 4. Применение спектроскопии КР и РКР в биохимии. М., Мир, 1985, 272 с. 5. Казаченко спектроскопия жидкостей. Минск, изд. БГУ, 1978, 175 с. 6. Сущинский комбинационного рассеяния молекул и кристаллов. М.,Наука, 1969 7. Дж. Лакович. Основы флуоресцентной спектроскопии. Мир, М.1986

СДМ. В.10 Теория колебаний молекул Доц. Потенциальная энергия колебаний. Силовое поле молекулы, свойства матрицы F. Колебательные координаты. Связь естественных координат с лабораторными. Вычисление элементов матрицы преобразования координат. Преобразование импульсов. Кинетическая энергия колебаний, свойства матрицы G. Решение задачи о колебаниях в квантовой механике. Колебательные волновые функции. Классическое решение колебательной задачи. Нормальные колебания. Матрица коэффициентов формы. Ангармонизм колебаний в классическом и квантовом рассмотрении. Операции симметрии. Понятие группы. Симметрично-эквивалентные атомы и подгруппа. Представления группы. Характеры. Свойства симметрии нормальных координат и волновых функций. Разложение векового определителя на множители при использовании координат симметрии. Построение координат симметрии, операция ориентации. Свойства симметрии обертонных и комбинированных состояний. Прямое и симметризованное произведение. Векторные и тензорные характеры. Правила отбора в поглощении и комбинационном рассеянии, правила Плачека. Соотношения между частотами изотопозамещённых молекул. Правило сумм и правило произведений. Соотношения для отдельных типов симметрии, использование корреляционных таблиц. Взаимодействие осцилляторов и резонанс Ферми. Характеристичность колебаний, условия характеристичности по частоте и форме. Качественный спектральный анализ. Особенности колебательных спектров полимеров. Колебания линейной цепи. Условия Борна-Кармана. Дисперсионные ветви, зона Бриллюэна. Функция распределения частот. Интенсивности в спектрах полимеров. Ориентация полимерной цепи и дихроизм поглощения. Кристалличность полимера Конфигурационные изомеры. Литература 1. Дешиус Дж., Теория колебательных спектров молекул. М., Издатинлит, 1960 2. , , Степанов молекул. М., Наука, 1972 3. Инфракрасная спектроскопия высокополимеров. М.,Мир, 1966, 355 с.

СДМ. В.05 Фотобиология Ст. пореп. 1. Основные принципы молекулярной фотобиологии. Предмет и область исследования. Основные фотобиологические процессы. Физические основы. Постулаты Бора. Квантовые уровни энергии и кванты света. Заселенность уровней. Коэффициенты Эйнштейна. Спектры. Диаграмма Яблонского. Общая схема фотобиологических процессов. 2. Фотофизические процессы. Электронные спектры поглощения. Измеряемые величины. Люминесценция и ее характеристики Экспериментально наблюдаемые закономерности и их теоретическое объяснение. Принцип Франка-Кондона. Классификация электронных состояний органических молекул и типы переходов. Внутримолекулярные процессы превращения энергии электронного возбуждения. Межмолекулярные взаимодействия. Типы комплексов. Межмолекулярный перенос энергии и заряда. Межмолекулярная деградация энергии. Уравнение Штерна-Фольмера. 3. Фотохимические процессы. Основные законы фотохимии. Фотодиссоциация. Фотолиз и фотоприсоединение. Фотоокисление и фотовосстановление. Фотоизомеризация. Фотохромизм. Двухквантовая фотохимия. 4. Основные методики и техника эксперимента. Техника электронной спектрофотометрии и флуоресцентной спектроскопии. Исследования с временным разрешением. Импульсная спектрофотометрия и ЭПР. 5. Фотобиологические процессы. Фотохимия ароматических аминокислот. Инактивация ферментов. Фотобиологические процессы в нуклеиновых кислотах. Миграция энергии и заряда в полимерных цепях. Действие ионизирующего облучения. Фотодинамический эффект. Первичные процессы фотосинтеза. Молекулярный механизм фоторецепции. Био - и хеми-люминесценция Литература. 1.  К. Смит, Ф. Хеноуолт. Молекулярная фотобиология. М., 1972. 2.  , . Фотобиология. Минск. 1979. 3.  . Фотоника молекул красителей. Л., 1967 4.  С. Паркер. Фотолюминесценция растворов. М., 1972 5.  Р. Уэйн. Основы и применения фотохимии. М., 1991.

СДМ. В.09 Квантовая химия, ч.2 Доц.

ФТД. М.01 Введение в нелинейную динамику Доц. Линейный и нелинейный осцилляторы. Уравнения движения и фазовые диаграммы. Анизохронизм. Взаимодействие осцилляторов, линейный и нелинейный резонанс. Языки Арнольда. Распространение волн в среде с дисперсией. Волновой пакет и его неустойчивость. Влияние нелинейности. Солитоны и их разновидности. Уравнение Кортевега—де Фриза. Метод обратной задачи рассеяния. Солитоны в решётке Тода. Уравнение синус-Гордона. Солитон Френкеля—Конторовой. Интерпретация массы и заряда в солитонной теории. Солитонная модель элементарных частиц, понятие о скирмионах. Доменные стенки. Солитонная связь. Солитоны в биологии и биофизике: локомоции, перистальтика, нервный импульс. Перенос энергии в биологических макромолекулах. Переход к хаосу в Гамильтоновых системах. КАМ-теория. Неавтономные системы. Понятие об аттракторе. Хаотический аттрактор, фракталы и фрактальная размерность. Показатели Ляпунова и энтропия Колмогорова. Взаимосвязь детерминизма и случайности. Прогнозирование. Примеры систем с хаотической динамикой. Модели биологических осцилляторов. Стимуляция сердца и фибрилляция. Ангармоническая модель конденсированной среды, плавление. "Аномальные" свойства воды и других жидкостей. Нелинейная система в неравновесных условиях. Эффект Бенара и реакция Белоусова. Математическая модель открытой нелинейной системы. Собственные функции, резонансное возбуждение нелинейных систем. Неустойчивость термодинамической ветви и направление эволюции. Морфогенез. Влияние слабых воздействий на нелинейные системы с хаосом. Сценарии управления нелинейными системами. А. Пиппард. Физика колебаний. М.1985 , Р. З Сагдеев. Введение в нелинейную физику М. 1989 Биосолитоны. М.1999 . Многоликий солитон. М. 1990 Солитоны в действии. (под ред. К. Лонгрена и Э. Скотта). М. 1981 , , . Теория солитонов. М.1980 Л. Гласс, М. Мэки. От часов к хаосу (ритмы жизни). М 1991 , Р. З Сагдеев и др. Слабый хаос и квазирегулярные структуры.

ФТД. М.03 Спектроскопия биополимеров Доц. I Основные принципы спектральных методов. 1.   Область применения. Измеряемые параметры. 2.   Описание состояния молекулы и его изменения при взаимодействии света с молекулой. Классический и квантово-механический подходы. II Спектроскопия поглощения в области электронных переходов. 1.   Энергетическое состояние молекулы. 2.   Основные характеристики электронных переходов. Правила отбора в электронных спектрах. Электрический дипольный момент перехода. Поляризация электронных переходов. Типы электронных переходов. 3.   Коэффициент экстинкции, его измерение и его связь с некоторыми молекулярными свойствами. 4.   Эмпирические закономерности в электронных спектрах многоатомных молекул. 5.   Спектральные свойства простых органических молекул на примере формальдегида. III Электронные спектры поглощения белков. 1.   Хромофоры белковых молекул: пептидные группы. Боковые группы минокислотных остатков, проатетические группы. 2.   Поглощение белков в дальней УФ-области. 3.   Поглощение белков в ближней УФ-области. 4.   Определение концентрации белка по данным УФ-поглощения. IV Электронные спектры поглощения нуклеиновых кислот. 1.   Хромофоры молекул нуклеиновых кислот: пуриновые и пиримидиновые азотистые основания. 2.   Спектры поглощения нуклеиновых кислот в УФ-области. V Влияние конформации макромолекулы на поглощение 1.   Влияние локального окружения хромофоров. Влияние полярности растворителя. 2.   Влияние взаимодействия между разными хромофорами. Димет из невзаимодействующих мономеров. Димер из взаимодействующих мономеров. Спектр поглощения димера и его анализ. 3.   Гипохромизм агрегатов хромофоров. Гипохромный эффект в спектрах поглощения нуклеиновых кислот. VI Линейный дихроизм 1.   Явление линейного дихроизма ориентированных образцов. 2.   Измерение линейного дихроизма. 3.   Определение ориентации хромофора при помощи линейного дихроизма. 4.   Линейный дихроизм белков. 5.   Линейный дихроизм нуклеиновых кислот. VII Оптическая активность 1.   Экспериментальны параметры, характеризующие оптическую активность: эллиптичность, оптическое вращение, круговой дихроизм, круговое двулучепреломление. Соотношение между ними. 2.   Физические основы явления кругового дихроизма. 3.   Круговой дихроизм димера. Магнито-электрическое взаимодействие. Эситонное взаимодействие. Влияние взаимной ориентации мономеров. 4.   Оптическая активность белков. Полу-эмпирический метод расчета кругового дихроизма полипептидов. 5.   Оптическая активность нуклеиновых кислот. 6.   Применение метода кругового дихроизма для определния конформационных изменений биополимеров. 7.   Индуцированный круговой дихроизм и его применение в исследовании взаимодействия малых молекул с биополимерами. 8.   Оптическая активность в магнитном поле. VIII Флуоресцентная спектроскопия 1.   Основные принципы флуоресценции. Время жизни возбужденного состояния молекулы. Квантовый выход флуоресценции. 2.   Факторы, влияющие на интенсивность флуоресценции. Спектры флуоресценции, спектры возбуждения, интенсивность флуоресценции, скорость затухания флуоресценции. 3.   Свойства флуоресцирующих групп: хромофоры белков и нуклеиновых кислот. Чувствительность к окружению. 4.   Использование флуоресценции для изучения связывания малых молекул с биополимерами и исследования конформационных переходов последних. 5.   Определение расстояния между хромофорами. Синглет-синглетный перенос энергии. IX Поляризованная флуоресценция 1.   Изменение интенсивности поляризовнных составляющих излучаемого света. Степень поляризации. Степень анизотропии. 2.   Поляризация в жестких системах. 3.   Влияние молекулярного движения. 4.   Определение расстояния между хромофорами методом поляризованной флуоресценции. X Инфракрасная спектроскопия 1.   Переходы между колебательными уровнями электронных состояний молекул. 2.   Колебательные спектры биополимеров. Инфракрасные полосы белков и нуклеиновых кислот. 3.   Спектроскопия комбинационного рассеяния Литература: 1.   Биофизическая химия т. II, Москва «Мир» 1984 2.   Волькенштейн биофизика Москва «Наука» 1975 Мейстер спектры многоатомных молекул ЛГУ 1969

ФТД.04 Введение в биофизику Ассист. Цели, задачи и предмет исследования биофизики. Объекты изучения. Соотношение физических, химических и биологических методов и подходов в биофизических исследованиях. Молекулярная биофизика. Биофизика клетки. Молекулярная биология. Медицинская биофизика. Биофизика сложных систем. Теоретическая биофизика. Синергетика. История развития представлений о биофизических объектах. Работы Бауэра по созданию теоретической биологии. Вклад Гамова в расшифровку генетического кода. Работы Полинга по исследованию структуры белка. Исследования Уилкинса и Р. Франклин по расшифровке вторичной структуры ДНК. Двойная спираль Уотсона и Крика. Основы молекулярной биофизики. Биологические макромолекулы. Уровни структурной организации биологических макромолекул. Силы, стабилизирующие пространственную структуру биополимеров. Белки. Нуклеиновые кислоты. Биофизика клетки. Основные органеллы. Клеточный цикл. Физика мембран. Основы медицинской биофизики. Биофизика нервного импульса. Биофизика слуха. Фотобиологические процессы. Фотосинтез. Зрение. Введение в биофизику сложных систем. Задачи и методы теоретической биофизики. Термодинамика биологических систем. Кинетика биологических процессов. Моделирование динамических биологических процессов. Процессы самоорганизации в биологических системах. Развитие методов исследования биологических систем. Методы прямого наблюдения. ЯМР. Синтез и исследование полипептидов и олигонуклеотидов. Развитие генной инженерии. Проблемы клонирования. Литература. 1.  "Биофизика". – М.: "Университет", 1999. 2.  "Биофизика". – М.: "Наука", 1988. 3.  Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор "Биология". – М.: "Мир", 1990. 4.  Ч. Кантор, П. Шиммел "Биофизическая химия". – М.: Мир, 1980. 5.  , "Биологическая химия". – М.: "ВШ", 1998.

ФТД.05 Основы молекулярной биологии и генетики