Молекулярна біофізика

Молекулярна біофізика вивчає властивості біологічних молекул, фі-зико-хімічні процеси в рецепторних клітинах [25]. Ці клітини називають рецепторними або чутливими, оскільки вони першими сприймають сиг-нали про освітленість, смак, запах (від лат. receptor – той, що сприймає). Молекулярна біофізика – наука, що досліджує процеси, які перебігають

• органах чуття тварин – в органах зору, слуху, дотику та нюху. Людина звикла, що в її організмі все здійснюється просто, само собою, і часом не замислюється, наскільки складні біофізичні процеси відбуваються, наприклад, коли вона відчуває смак цукру або сприймає запах квітів. А це одна з проблем, над якою багато років працює молекулярна біофізи-ка. Річ у тім, що відчуття смаку або запаху можливі завдяки складним фізико-хімічним процесам, що перебігають у рецепторних клітинах за взаємодії з ними молекул різних речовин.

Молекулярна біофізика вивчає властивості та процеси не лише у тварин, але й у рослин. Зокрема, вона займається вивченням фотосинте-зу. У зеленому листі берези, черемухи, яблуні або пшениці відбувають-ся дивовижні та складні процеси. Сонце посилає на Землю колосальну кількість енергії, яка пропадала б без користі, коли б не зелене листя, що уловлює її та створює з її допомогою із води та вуглекислого газу органічні речовини, які дають життя усім живим організмам.

3.1. Фізична будова білків

Усі процеси в клітині відбуваються за участю білків, які виконують багато функцій. Білки – це динамічні структури, які зазнають певних кон-формаційних змін у процесі біологічного функціонування. Структурні білки утворюють з’єднувальну тканину, входять до складу шкіри та ін-ших органів. Неможливо уявити роботу генетичного апарата без участі білків, завдяки яким відбувається реплікація, транскрипція і трансляція

104

інформації. У регуляторних процесах важливу роль відіграють гормони, які передають різні сигнали, і білки-рецептори, які розпізнають ці сиг-нали. Транспортні білки зумовлюють перенесення незаряджених моле-кул та іонів через мембрани клітини. Спеціальний клас білків передають електрони у мембранах мітохондрій та хлоропластів. Рухливість клітин та м’язове скорочення забезпечуються роботою скоротливих білків. Ва-жливе значення мають ферменти, які каталізують та регулюють усі ме-таболічні процеси, що перебігають у клітині.

Унікальних властивостей білкам надають особливості їхньої прос-торової структури, яка залежно від послідовності одних і тих же амі-нокислотних залишків може бути різною. Конформації оцінюють з ура-хуванням різних рівнів організації білкових молекул. Ще в 1959 р. К. Ліндерштрем–Лангом вирізнив чотири рівні структурної організації білків – первинну, вторинну, третинну та четвертинну структури. Піз-ніше на основі аналізу даних рентгенографії, диференціальної скану-вальної мікрокалориметрії та інших методів було виокремлено ще два рівні організації – надвторинні структури та домени білків [65].