Единая коллекция
Цифровых образовательных ресурсов

Тематический рубрикатор

Природные и синтетические соединения

Найдено документов - 76
2. Асимметрия молекул жизни

Асимметрия живых организмов, определяемая асимметрией молекул, из которых организмы построены, - еще одна тайна жизни. Двухатомные и трехатомные молекулы симметричны, в том смысле, что через три и тем более две их точки можно провести плоскость. Поэтому, например, молекула H-O-Cl, имеющая форму треугольника, совпадает со своим зеркальным отражением в этой плоскости. Но молекулы, содержащие четыре и больше атомов, могут быть асимметричными. Такие молекулы могут существовать в двух формах - правой и левой, и относятся они друг к другу, как правая и левая рука. Сколько ни верти их в пространстве, они друг с другом не совпадут. Эти правые и левые антиподы имеют одинаковое химическое строение, но по свойствам различаются. Все аминокислоты, кроме простейшей - глицина, асимметричны. Замечательное свойство природных аминокислот состоит в том, что во всех организмах, начиная с вируса и заканчивая человеком, они представлены совершенно определенными антиподами. Это так называемые L-аминокислоты, левые, то есть вращающие плоскость поляризации светя в левую сторону. Мы нуждаемся для жизни в L-аминокислотах, которые мы получаем из растительных и животных белков, расщепляя их при пищеварении. При это D-аминокислоты (правовращающие) наш организм не усваивает. Биологические катализаторы - ферменты, будучи построены асимметрично, действуют только на один оптический антипод, не трогая другого. Мы бы умерли с голоду, попав в "зазеркальную" жизнь.


10. Взят новый рубеж в молекулярной биологии

Сегодня ученые с легкостью оперируют последовательностями нуклеотидов в ДНК и РНК. Полностью прочитаны последовательности в геноме множества простейших и животных, включая человека. А в 1962 году, когда американский биохимик Р.У.Холли вместе со своими сотрудниками впервые расшифровал последовательность нуклеотидов в транспортной РНК, это стало настоящей сенсацией. Объектом исследования ученых была одна из т-РНК, которая, присоединяя аминокислоту аланин, переносит ее в рибосому для включения в синтезируемый белок; ее называют аланиновой т-РНК. Важность открытия даже трудно было оценить. Ведь транспортные РНК играют чрезвычайно важную роль в синтезе белка, переводя четырехбуквенный код нуклеиновой кислоты на двадцатибуквенный язык белка. Ведь для строительства белков организм использует всего двадцать аминокислот. О том, как было сделано это открытие, рассказано в статье.


12. Долгий век дерева

Век дерева столь же впереди, сколь и позади. Так утверждают ученые-лесоводы и специалисты по химической обработке древесины. Сегодня нет ни одной отрасли экономики, культуры и быта, где бы не применяли древесину и продукты ее переработки. Древесина, конечно, проигрывает на фоне синтетических материалов. Она лишена биологической стойкости, то есть легко превращается в питательную среду для разных бактерий и грибов, вызывающих ее гниение, она легко воспламеняется и способна сильно поглощать и испарять влагу. Однако новые материалы все равно не могут затмить достоинств древесины - ее легкость, красоту, упругость, ее способность слабо проводить тепло и хорошо поглощать звук, ее легкость в обработке. Никто не хочет отказываться от древесины, поэтому задача ученых - сделать ее век практически бесконечным. А как это сделать - рассказано в статье.


15. Золотое руно полимеров

Сегодня невозможно представить нашу жизнь без химических волокон. Они повсюду - в нашей одежде, в декоративных тканях и строительных материалах, в спортивном и туристическом инвентаре, в самолетах и приборах? Трудно поверить, что еще 50 лет назад об этих волокнах мало что знали. Их эпоха началась в начале 60-х годов. Тогда химическая промышленность в разных странах мира, в том числе и в нашей стране, приступила к выпуску первых волокон, изобретенных химиками - капрону, найлону и лавсану. Кстати, вклад российских химиков был велик. Достаточно сказать, что знаменитое волокно лавсан называется так в честь своих изобретателей - ЛАборатории Высокомолекулярных Соединения Академии Наук. Из заглавных букв и складывается слово "лавсан". Какие задачи ставили перед собой разработчики и производители химических волокон в начале 60-х годов, когда эпоха волокон только начиналась? Какие волокна им хотелось получить? Прочитайте об этом в статье З.А.Роговина "Золотое руно полимеров"


17. Изучение памяти макромолекул: путь к управлению структурой полимеров

Полимерные молекулы обладают индивидуальностью, то есть тем набором свойств, по которым одну молекулу можно отличить от другой. Например, при одинаковом химическом составе молекулы могут отличаться друг от друга длиной цепи или структурой составляющих звеньев - мономеров. Звенья и цепи могут по-разному чередоваться. Чем больше их число и чем разнообразнее их структурный набор, тем больше возникает возможностей для индивидуализации, или специализации, молекул. Различные комбинации смежных звеньев представляют собой знаки определенного кода, подобно тому, как сочетание точек и тире в азбуке Морзе изображают буквы алфавита. Иными словами, полимерная цепочка несет на себе определенную информацию уже по одной той причине, что она полимерная, то есть состоит из многих сотен и тысяч звеньев. Аналогично устроен и генетический код, который несет биополимерная молекула ДНК, состоящая всего из четырех типов звеньев. Выходит, что синтез макромолекул есть процесс накопления или передачи информации. А это значит, что получение изделий из синтезированного полимера должно обязательно основываться на той информации, которая уже была произведена. И тут возникает роковой вопрос: а умеем ли мы эту первоначальную информацию читать? Если не умеем, то технология получения изделий из полимеров может стать дезинформацией и получением продукта плохого качества.


18. Изучение памяти макромолекул: путь к управлению структурой полимеров

Можно ли из одного и того же полимера сделать шерсть и шелк? Можно, если правильно считать информацию, заложенную в полимере. Почему шелк - это шелк, а шерсть - это шерсть? Биологи ответят, что шелк, точнее паутина или обмотка кокона, работает на прочность, а шерсть предназначена для теплоизоляции. Они возникли в результате разных "заказов" природы. Далее биологи объяснят, что каждая молекула фиброина - белка шелка - включает примерно 300 звеньев 18-ти различных сортов. Причем около половины молекул состоит из звеньев лишь четырех сортов (три из них - простейшие аминокислоты), которые легко ориентируются параллельно, образуя своего рода кристаллическую фазу. Такая упаковка гарантирует прочность шелкового волокна. А вот цепочки кератина - белка шерсти - во многом напоминают некристаллизующиеся участки фиброина. Но они содержат еще два сорта звеньев, которые образуют между соседними цепочками белкового полимера серные мостики. Поэтому шерсть и нерастворима, хотя и набухает в воде. Кроме того, в отличие от фиброина, кератин существует в нескольких модификациях, обладающих разными физическими свойствами и составом. Одни компоненты образуют "ствол", а другие - периферию волокон. Сухое волокно извивается из-за неравномерного распределения напряжений по его диаметру, а мокрое - набухает и распрямляется. Распрямившиеся волокна образуют сплошной покров, защищающий кожу от влаги. Все это и есть структурная информация на микроскопическом уровне. Используя ее, технологи научились делать двухкомпонентные синтетические волокна, полностью имитирующие поведение шерсти в сухом и мокром состоянии: "ствол" изготовляется из гидрофобного, а поверхность - из гидрофильного полимера. О том, как используя структурную информацию полимера, можно делать синтетические волокна, похожие на природные, рассказано в статье.


Всего документов: 76

Показывать ресурсов на странице 

Упорядочить по 


Поддержка ресурса