URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Алексеев В.И., Каминский В.А. Прикладная молекулярная биология
Id: 14476
 
399 руб.

Прикладная молекулярная биология. Изд.2

URSS. 2005. 200 с. Мягкая обложка. ISBN 5-484-00165-X.

 Аннотация

В учебном пособии изложены основы молекулярной биологии, а также направления приложения закономерностей молекулярной биологии для практического использования.

Рассмотрены системная организация живого вещества на биосферном и молекулярном уровнях, структурная организация макромолекул, функции биополимеров, их комплексов и основные направления практического использования молекулярной биологии.

Пособие предназначено для студентов естественных вузов --- будущих биологов, химиков, технологов пищевых производств, а также аспирантов, преподавателей и специалистов.


 Оглавление

Предисловие
Введение

Раздел I. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА НА БИОСФЕРНОМ И КЛЕТОЧНОМ УРОВНЯХ

Глава 1. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО НА БИОСФЕРНОМ УРОВНЕ
 1.1.Целостные свойства объектов живой природы (макроскопический аспект)
 1.2.Уровни организации живых систем биосферы (иерархический аспект)
  1.2.1.Надорганизменные биосистемы
  1.2.2.Организменная ступень
  1.2.3.Молекулярно-клеточная ступень живого вещества
 1.3.Элементы и системообразующие факторы биологических систем (микроскопический аспект)
 1.4.Динамика живых систем и математическое моделирование процессов
 1.5.Организация биологических систем (функциональный аспект)
 1.6.Сохранительные способности живых систем и гомеостаз
Глава 2. ЖИВАЯ КЛЕТКА КАК ЦЕЛОСТНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
 2.1.Макроскопический аспект
 2.2.Структура клетки (иерархический аспект)
 2.3.Микроскопический аспект
 2.4.Процессуальный аспект
 2.5.Функциональный аспект

Раздел II. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ

Глава 3. БЕЛКИ. ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
 3.1.Состав и первичная структура белков
 3.2.Факторы, определяющие пространственную организацию полипептидных цепей
 3.3.Пространственная организация полипептидных цепей
Глава 4. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
 4.1.Состав и первичная структура нуклеиновых кислот
 4.2.Пространственные структуры нуклеиновых кислот
Глава 5. ГЕТЕРОКОМПЛЕКСЫ БИОПОЛИМЕРОВ
 5.1.Комплексы белков с липидами. Биологические мембраны
 5.2.Комплексы белков с нуклеиновыми кислотами

Раздел III. ФУНКЦИИ БИОПОЛИМЕРОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ

Глава 6. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ БЕЛКОВ
 6.1.Ферментативная функция белков
 6.2.Белки как переносчики молекул веществ
Глава 7. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. ОСНОВНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
 7.1.ДНК-носитель генетической информации. Генетические структуры
 7.2.Репликация ДНК
 7.3.Репарация ДНК
 7.4.Генетическая рекомбинация
 7.5.Транскрипция. Синтез РНК
 7.6.Трансляция. Биосинтез белка
 7.7.Регуляция биосинтеза белка
  7.7.1.Регуляция синтеза белка у бактерий
  7.7.2.Регуляция синтеза белка у многоклеточных организмов
 7.8.Механизм эволюции организмов
Глава 8. ФУНКЦИИ КОМПЛЕКСОВ БИОПОЛИМЕРОВ НА КЛЕТОЧНОМ И ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЯХ
 8.1.Регуляция деления клеток. Клеточный цикл
 8.2.Клеточные и молекулярные основы иммунитета
  8.2.1.Гуморальный иммунный ответ. Антитела, их структура, функции, формирование
  8.2.2.Иммунный ответ с участием Т-лимфоцитов (иммунный ответ клеточного типа)
 8.3.Молекулярные механизмы межклеточной сигнализации. Механизм передачи нервного импульса

Раздел IV. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

Глава 9. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ
 9.1.Инженерная энзимология
 9.2.Генная инженерия
  9.2.1.Введение гена в вектор
 9.3.Клеточная инженерия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 Предисловие

В настоящее время подготовка технолога пищевых производств в условиях широкого практического использования достижений биотехнологии, генной инженерии предъявляет новые требования к специалисту, который должен обладать следующими навыками:

  • иметь представление о современных методах генетической, клеточной и белковой инженерии для создания высокоэффективных продуцентов и биопрепаратов, о мировых и отечественных тенденциях и перспективах развития биотехнологической отрасли;
  • знать и уметь использовать представления об основных путях метаболизма и механизмах основных классов биохимических реакции, основные процессы биосинтеза и биотрансформации с использованием ферментов, микроорганизмов и клеточных культур;
  • уметь планировать использование методов управления в производстве пищевых продуктов биологической технологии.

    Данные качества специалиста-технолога могут быть сформированы на основе понимания особенностей биологической формы организации материи, принципов воспроизводства и развития живых систем.

    В связи с этим технолог производства различных пищевых продуктов должен знать и понимать:

  • особенности биологической формы организации материи, принципы воспроизводства и развития живых систем;
  • современные методы генетической, клеточной и белковой инженерии в создании высокоэффективных продуцентов и биопрепаратов;
  • основные способы управления процессом биосинтеза и биотрансформизации с использованием ферментов, микроорганизмов и клеточных культур.

    Эти требования и определяют роль прикладной молекулярной биологии в подготовке технолога пищевых производств.

    Учебное пособие предназначено для изучения основных теоретических понятий молекулярной биологии, основных закономерностей функционирования живого вещества клеток, клеточных органелл, отдельных макромолекул и биологических мембран.


     Введение

    Молекулярная биология исследует основные свойства и проявления жизни на молекулярном уровне, т.е. объектом изучения данной науки является живое вещество на молекулярно-клеточном уровне организации. При этом основной проблемой исследований является выяснение того, каким образом и в какой мере рост и развитие организмов, хранение и передача наследственной информации, преобразование форм движения материи в живых клетках и других биологических явлениях обусловлены свойствами биологически важных макромолекулярных структур.

    Таким образом, основным содержанием такой учебной дисциплины, как прикладная молекулярная биология, становятся знания особенностей биологической формы движения материи, принципов самоорганизации, воспроизводства и развития живых систем, основ методов генетической, клеточной и белковой инженерии создания высокопродуктивных продуцентов и биопрепаратов, основных способов управления процессами биосинтеза и биотрансформации на основе применения системного подхода. Все вышеперечисленное обуславливает значение прикладной молекулярной биологии в учебном плане подготовки технологов пищевых производств.

    Зачем специалисту-технологу пищевых производств нужна молекулярная биология?

    Во-первых, в теоретическом, образовательном аспекте молекулярная биология рассматривает одну из важнейших сторон естественно-научной картины мира -- молекулярной основы формирования, функционирования и эволюции живых организмов; естественно-научная подготовка специалиста-технолога пищевой промышленности вряд ли может пройти мимо этих вопросов. В ходе обучения студент-технолог получает углубленную подготовку по химии -- процессы, изучаемые молекулярной биологией, являются химическими процессами; более того, раскрытие механизмов этих процессов составляет одну из вершин современной науки, и без представления о них химическая подготовка студента будет неполной.

    Во-вторых, достижения молекулярной биологии открывают огромные перспективы их практического использования. Наиболее важные области такого использования -- медицина, селекция и биотехнология. В медицине это -- выявление и лечение наследственных заболеваний, создание фармакологических препаратов "точного наведения", избирательно действующих на конкретные молекулы или участки молекул, наконец, это решение проблемы злокачественных опухолей.

    В селекции -- создание новых сортов и пород с заранее заданными свойствами: большей продуктивностью, лучшим качеством, а также связанных с более экологичными технологиями производства. Наиболее универсальный аспект практического использования достижений молекулярной биологии -- биотехнология. Она тесно связана с первыми двумя областями: многие достижения в медицине и селекции связаны с биотехнологическими процессами. Но помимо этого, такие процессы используются для производства самых разнообразных полезных продуктов и материалов; это в большей степени относится к пищевым продуктам и ингредиентам -- здесь открываются весьма заманчивые перспективы. Некоторые вопросы биотехнологии будут рассмотрены при дальнейшем изложении.

    Молекулярная биология -- молодая наука. Предпосылки для ее возникновения были заложены в 20--30-х годах, когда, с одной стороны, были изучены молекулярные основы многих важных биохимических процессов, а с другой -- начала лавинообразно развиваться химия полимеров (достаточно сказать, что представление о том, что же такое полимеры, оформилось к концу 20-х годов, а уже к началу 40-х годов были получены важнейшие полимерные материалы, такие как пластмассы, синтетические каучуки и волокна). Такое удачное "синхронное" развитие биохимического и полимерного аспектов привело к тому, что к середине 40-х годов стало оформляться представление об исключительной роли биополимеров в формировании и функционировании биологических систем.

    Сам термин "молекулярная биология" впервые был употреблен У.Уивером в 1938 году, однако, по мнению многих авторов, настоящий год рождения молекулярной биологии -- 1944-й, когда было выяснено, что можно изменять бактерии при помощи ДНК (Эвери).

    Настоящие перспективы открылись перед молекулярной биологией после 1953 года, когда Ф.Крик и Дж.Уотсон предложили структуру двойной спирали ДНК. Это сразу позволило установить связь между структурой и функцией биополимера, причем на высочайшем уровне функций копирования и передачи генетической информации. Уже к середине 60-х годов были достигнуты огромные успехи и выяснены многие, казавшиеся ранее неразрешимыми вопросы -- достаточно упомянуть расшифровку генетического (белкового) кода. После определенной паузы с начала 70-х годов началась новая волна открытий и достижений; она связана с огромными успехами в расшифровке первичной структуры нуклеиновых кислот и разработкой методов генетической инженерии. В настоящее время темпы развития молекулярно-биологических исследований весьма высоки, поставлены поистине глобальные задачи (например, осуществление проекта "Геном человека").

    Молекулярная биология в нашей стране развивалась своеобразно. Предпосылки были весьма многообещающими: в 20--30-х годах были сделаны весьма серьезные биохимические исследования, в частности, по нуклеиновым кислотам (Н.К.Кольцов, А.Н.Белозерский). Однако в конце 40-х годов в СССР по инициативе академика Т.Д.Лысенко, имевшего огромную власть в Академии наук СССР, была развернута борьба с "вейсманизмом-менделизмом-морганизмом"; при этом само утверждение о веществе наследственности считалось проявлением "буржуазной идеалистической лженауки". Виднейшие генетики были изгнаны из институтов, их работы были свернуты, в результате СССР отстал в развитии исследований в области молекулярной биологии, и потребовался не один год, чтобы это отставание сократить, а по ряду направлений выйти вперед (впрочем, по обеспечению приборами и аппаратурой российская наука по-прежнему сталкивается с проблемами).

    Структура курса. Курс прикладной молекулярной биологии состоит из четырех разделов. В первом разделе рассматриваются живое вещество биосферы и его основная интегральная структурная единица -- клетка -- с позиций системного анализа. Во втором -- вопросы молекулярной и надмолекулярной организации белков и нуклеиновых кислот -- от макромолекулы к клетке. В третьем разделе раскрываются основы функционирования биополимеров и их агрегатов; молекулярные механизмы важнейших жизненных процессов. Четвертый раздел посвящается прикладным аспектам молекулярной биологии. Основными направлениями практического использования разработок молекулярной биологии являются инженерная энзимология, генная инженерия, клеточная инженерия. В заключение обсуждаются возможные негативные аспекты непродуманного вмешательства в процессы на клеточном уровне.

    Иными словами, в первом разделе будет идти речь о том, "как это устроено на макроуровнях", во втором -- "как это устроено на микроуровне", в третьем -- "как это работает", а в четвертом -- "как может быть использовано".

    При изложении материала учитывается, что студентами в достаточном объеме был изучен курс биохимии, поэтому по возможности необходимо избежать излишне подробного повторения материала из этого курса, однако полностью обойтись без этого не удастся -- попытки отделить молекулярную биологию от биохимии не имеют смысла, поскольку эти дисциплины тесно связаны.

    Итак, в предлагаемом курсе будут рассмотрены следующие вопросы:

    1. Синергетическая концепция самоорганизации биологических систем, живое вещество Земли и живая клетка как системы.

    2. Структурная организация биополимеров (белков и нуклеиновых кислот); природа внутри- и межмолекулярных взаимодействий в них; пространственная организация их макромолекул и характер связи этой организации с химической (первичной) структурой; надмолекулярная организация (т.е. организация ансамблей макромолекул и их комплексов) -- вплоть до клеточного уровня организации. Актуальность вопросов в молекулярной биологии можно подкрепить высказыванием У.Астбери: "Молекулярная биология занимается главным образом формой биологических молекул, а также тем, как эти формы эволюционируют, используются и разветвляются в своем восхождении к все более высоким уровням организации".

    3. Биологические функции биополимеров и их комплексы, в частности, молекулярные основы генетических процессов, контролирующих сохранение, размножение, изменение и реализацию (экспрессию) генетической информации, иначе говоря, молекулярные основы управления биологической системой. Именно эти процессы обеспечивают такие кардинальные биологические функции, как наследственность и изменчивость. Исследование этих механизмов занимает особое место в молекулярной биологии, а по мнению ряда авторов -- центральное: "Молекулярная биология в узком смысле изучает механизмы хранения и экспрессии (выражения) генетической информации" (П.Зенгбуш). Будут также рассмотрены вопросы целенаправленного изменения генетической информации, прежде всего, принципы генетической инженерии, тем более, что это связано с огромными перспективами практического использования.

    4. Молекулярные механизмы управления биохимическими процессами и их регуляции. Здесь центральное место принадлежит белкам и в первую очередь их ферментативной активности, которая и будет предметом изучения. Будут также рассмотрены молекулярные механизмы координации биохимических процессов, как внутри-, так и межклеточных. Также особое место уделяется молекулярным основам функционирования иммунной и нервной систем; вопросы же гормональной регуляции достаточно подробно рассматриваются классической биохимией.


     Об авторах

    Владимир Иванович Алексеев

    Родился 5 мая 1948 г. Заведующий кафедрой общей и физической химии Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета.

    Владимир Абрамович Каминский

    Родился 6 апреля 1936 г. Профессор кафедры органической химии Дальневосточного государственного университета.

  •  
    © URSS 2016.

    Информация о Продавце