Сергей Суматохин - Нанобиотехнологии: становление, современное состояние и практическое значение

• Название: Нанобиотехнологии: становление, современное состояние и практическое значение
• Автор: Сергей Суматохин
• Жанр: Биология
• Год: 2014

Сергей Витальевич Суматохин

доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой методики преподавания биологии и общей биологии химико–биологического факультета Московского городского педагогического университета

---

Биополимеры — высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и их производные), которые состоят из повторяющихся, сходных по структуре низкомолекулярных соединений (мономеров), являются структурными частями живых организмов и играют важную роль в процессах жизнедеятельности.

Биосенсор — аналитическое устройство, в котором для определения химических соединений используются реакции этих соединений, катализируемые ферментами, или реакции, проходящие в органел–лах, клетках или тканях.

Биосинтез — образование органических веществ из более простых соединений, протекающее в живых организмах или вне их под действием ферментов.

Биосовместимость — свойство вещества или материала, контактирующего с тканями живого организма, встраиваться в организм пациента, не вызывать побочных клинических проявлений. Хорошая биосовместимость означает отсутствие негативных реакций и иммунного ответа, плохая — иммунизацию, токсичность, отторжение.

Биотопливо — топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.

Гематоэнцефалический барьер — гистогематический барьер между кровью, цереброспинальной жидкостью и нервной тканью. Гематоэнцефалический барьер является физиологическим «фильтром», регулирующим обмен веществ между кровью и тканями мозга.

Генная инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генотерапия — совокупность генно–инженерных и медицинских методов, направленных на внесение изменений в

генетический аппарат соматических клеток человека для лечения заболеваний.

Геомагнитное поле — магнитное поле Земли, генерируемое внутриземными источниками.

Гипертермия — вид термотерапии, основанный на контролируемом, временном повышении температуры тела, отдельного органа или части органа, пораженного патологическим процессом, свыше 39 °C до 44–45 °C.

Гормоны — биологически активные органические вещества, вырабатываемые определенными клетками и предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации.

Дезоксирибонуклеиновая кислота — полимер (полинуклеотид), формируемый мономерами — нуклеотидами.

Диагностика in vtro — медицинские тесты, проводимые в контролируемом окружении вне живого организма.

Зелёный флуоресцентный белок — белок, который флуоресцирует в зелёном диапазоне при освещении его синим светом.

Злокачественная опухоль — опухоль, свойства которой чаще всего делают её крайне опасной для жизни организма, в отличие от свойств доброкачественной опухоли.

Индуктивное нагревание — нагрев проводников источниками переменного магнитного поля.

Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света и микроволновым радиоизлучением.

Каналообразующие белки — белки, формирующие при изменении своей пространственной структуры каналы (поры), сквозь которые проникают ионы и другие неорганические вещества.

Катализатор — вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции.

Катионные белки — белки, которые в растворе обретают положительный заряд.

Лазер — оптическое квантовое устройство, преобразующее различные виды энергии (световой, электрической, тепловой, химической) в энергию когерентного, узконаправленного светового излучения в результате вынужденного (стимулированного) излучения или вынужденного рассеяния света.

Магнетит — минерал черного цвета, обладающий магнитными свойствами.

Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.

Магнитный момент — основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества.

Модификация белков — химические превращения полипептида: разрезание молекулы на фрагменты; сшивание отдельных фрагментов полипептида в новую молекулу; соединение простых белков с разнообразными веществами с образованием сложных белков — гликопротеинов, липопротеинов, металлопротеинов и др.; химические превращения отдельных аминокислот в составе полипептида (окисление, образование дисульфидных и водородных связей).

Мономеры — низкомолекулярные соединения, сходные по структуре и способные реагировать между собой с образованием высокомолекулярного соединения — полимера.

Мутагенез — внесение изменений в нуклеотидную последовательность ДНК.

Нанобиокомплексы — сложные биологические структуры надмолекулярного (субклеточного) уровня организации жизни (клеточная мембрана, субъединица рибосомы и т. п.).

Нанобиосенсор — искусственное наноустройство, в котором чувствительный слой, содержащий рецепторы (антитела, ферменты и т. п.) непосредственно реагирует на присутствие в биологическом материале определяемого компонента. При этом он генерирует сигнал, функционально связанный с концентрацией этого компонента. Конструктивно нанобиосенсор представляет собой комбинированное устройство, состоящее из двух преобразователей — биохимического и физического, находящихся в тесном контакте друг с другом.

Нанобиотехнологии — раздел в нанотехнологиях, посвященный изучению воздействия наночастиц на живые системы, а также разработке способов применения биологических наноструктур и нанопроцессов в медицине, экологии, сельском хозяйстве и других отраслях производства.

Нанокапсула — наночастица, состоящая из полимерной, липидной или другой оболочки, окружающей ее внутреннюю полость или содержимое.

Нанокластеры — разновидность наночастиц, представляющая собой аморфную или поликристаллическую наноструктуру, хотя бы один характерный размер которой | находится в пределах 1–10 нм. Кластер — объединение нескольких однородных элементов, которое может рассматриваться | как самостоятельная единица, обладающая определенными свойствами.

Нанокомплексы — надмолекулярные (более крупные по размеру) биологические структуры, образуемые: макромолекулами белков, нуклеиновых кислот, углеводов и их комбинациями (сложные белки, нуклеопротеиды и др.); регуляторными молекулами (гормоны, ферменты, медиаторы, разнообразные биологически активные вещества); молекулами воды, липидов и других 1 веществ; ионами; атомно–молекулярными комплексами, состоящими из неразрывно | связанных ионов и молекул воды, а также молекул всех перечисленных выше органических веществ в клетке.

Нанометр — одна миллиардная часть метра.

Нанопоры — поры с размерами, находящимися в нанодиапазоне (-1–100 нм).

Нанопроцессы — процессы, в которые вовлекаются наноструктуры (наночастицы).

Наносенсор — чувствительное устройство для передачи информации о наноча–стицах на макроскопический уровень.

Наноструктуры — объекты, размеры которых лежат в диапазоне от 1 до 100 нанометров (нм).

Нанотехнологии — фундаментальные технологии, основанные на манипуляциях с наноструктурами.

Наночастица — изолированный твердофазный объект, имеющий отчетливо выраженную границу с окружающей средой, размеры которого во всех трех измерениях составляют от 1 до 100 нм. Твердые частицы размером менее 1 нм обычно относят к кластерам, более 100 нм — к субмикронным частицам.

Наноявления — явления, протекающие с участием наноструктур.

Нуклеиновые кислоты — полинуклеотиды, фосфоросодержащие высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов; обеспечивают хранение, реализацию и передачу наследственной информации, «записанной» в виде последовательности нуклеотидов.

Нуклеотиды — нуклеозидфосфаты, соединения, из которых состоят нуклеиновые кислоты, многие коферменты и другие биологически активные соединения; каждый нуклеотид построен из азотистого основания (пуринового или пиримидинового), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты.

Олигомеризация белков — процесс объединения полипептидов (протомеров, субъединиц) в олигомерную структуру (оли–гомерную молекулу).

Полипептид — полимер, образованный в результате соединения множества аминокислот (мономеров) посредством пептидных (азот–углеродных) связей.

Полупроводниковые материалы — материалы, которые занимают по своей удельной проводимости промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличающиеся от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводниковых материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.