________________ В.Л. Лучин
“___”_____________ 2011 г.
ПЕРЕЧЕНЬ
вопросов к экзамену по дисциплине «Молекулярная биофизика»
1. Предмет молекулярной биофизики. Физические свойства макромолекул. Понятия конформации и конфигурации макромолекул.
2. Общая классификация взаимодействий в биомолекулах по принципу природы энергетического эффекта. Потенциал взаимодействия.
3. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия: потенциал ориентационных и индукционных взаимодействий.
4. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия: природа дисперсионных взаимодействий. Потенциал дисперсионных взаимодействий.
5. Общий потенциал ван-дер-ваальсовых взаимодействий в биомолекулах. Атом-атомные потенциалы Букингема и Леннарда-Джонса.
6. Электростатические взаимодействия. Парциальные заряды и природа их возникновения.
7. Водородная связь. Потенциал водородной связи. Экспериментальные методы идентификации водородной связи.
8. Особенности структурной организации воды. Льдообразная и жидкая вода. Аномалия плотности, сжимаемости, теплоемкости воды и их объяснение.
9. Гидратация полярных и неполярных групп. Клатратные гидраты. Гидрофобные взаимодействия и природа их возникновения.
10. Энтропийные составляющие свободной энергии Гиббса, обусловленные изменением числа степеней свободы системы.
11. Первичная структура нуклеиновых кислот. Нуклеотиды и их строение.
12. Вторичная структура нуклеиновых кислот.
13. Конформационные параметры НК. Параметры, описывающие геометрию спиральной молекулы, конформационные параметры сахарофосфатного остова, эндо- и экзо-конформации сахара.
14. A- и B-семейства ДНК. Условия существования, биологическая роль и основные параметры A, B, C, Z форм ДНК. Особенности Z-формы ДНК.
15. Кольцевые и сверхспирализованные ДНК. Биологическая роль сверхспирализации. Гиразы и топоизомеразы.
16. Шпилечные структуры ДНК и их биологическая роль. Особенности связывания лигандов со шпилечными структурами.
17. Упаковка генетического материала в клетках прокариот и эукариот. Стабилизация компактных форм ДНК.
18. РНК и биосинтез белка. Аминокислотный код. Матричная РНК. Мутации и их виды. Транскрипция и обратная транскрипция.
19. РНК и биосинтез белка. Транспортные РНК – функции и пространственное строение. Гипотеза качания.
20. РНК и биосинтез белка. Рибосомные РНК. Трансляция.
21. Динамика нуклеиновых кислот. Временнáя шкала градации внутренней подвижности НК. Уровни иерархии сложности моделей внутренней подвижности.
22. Модель внутренней подвижности ДНК Инглендера. Уравнение Синус-Гордона. Кинки. Интерпретация эффектов дальнодействия в НК.
23. Виды белков, их строение и функции.
24. Структурная организация белков. Связь структуры и функции белка.
25. Стереохимия L-аминокислотных остатков.
26. Конформационная подвижность белка. Сворачивание полипептида в белковую глобулу. Парадокс Ливенталя.
27. Структура белковой глобулы. Механизм ограниченной диффузии. Модель армированной капли.
28. Конформационная релаксация белка. Переходы спираль-клубок в белках.
29. Физико-химические особенности биополимеров в физиологическом растворе. Содержание ионов металлов в организме человека и опухолевых тканях.
30. Специфическое и неспецифическое связывание ионов металлов с биополимерами.
31. Механизм и модели специфического связывания. Биологическая роль связывания ионов металлов с биополимерами.
32. Теория Дебая-Хюккеля для неспецифического связывания. Дебаевский радиус экранирования и его физический смысл.
33. Полиэлектролитная теория Мэннинга.
34. Теория Харриса и Райса.
35. Полиэлектролитная теория Флори и Птицына.
36. Моделирование связывания ионов металлов с биополимерами.
37. Молекулярные электростатические потенциалы (МЭП). Потенциальная энергия взаимодействия катионов с отдельными группами НК.
38. Термостабильность ДНК в растворах одно- и многовалентных ионов. Дестабилизирующее действие анионов на структуру НК. Ряд Гофмейстера.
39. Представление об электронно-конформационных взаимодействиях в биополимерах.
40. Миграция энергии электронного возбуждения. Индуктивно-резонансный механизм.
41. Миграция энергии электронного возбуждения. Обменно-резонансный механизм.
42. Миграция энергии электронного возбуждения. Экситонный механизм.
43. Механизм переноса электрона. Концепция туннельного транспорта электрона.
44. Решение уравнения Шредингера для переноса электрона в двухуровневой системе.
Утверждено на заседании кафедры физики, протокол № 2 от 18 октября 2011 г.
Лектор к.ф.-м.н., ст. преподаватель ________________ К.А. Рыбакова
