Электромагнитные поля в биосфере - Красногорская Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
Яна-Теллера в таких молекулах отсутотвует.
Что касается атомов первой и второй переходных групп, входящих в состав
ряда биологически важных молекул, таких, как гемоглобин, миогло-бин,
дитохрсмы и др., в которых имеются элементы достаточно выоокой симметрии,
и, следовательно, сохраняется электронное вырождение, то надо принять во
внимание следующее. Во-первых, у ионов второй переходной группы (Mo, J )
и у Сс2+, Ре2*" эффект Яна-Теллера подавлен спин-орби-талышм
взаимодействием /17, 187. Во-вторых, эффект Яна-Теллера отсутствует у
ионов конфигурации d.5 (Ре3*-, Мп2*-). В-третьих, неэквивалентность
лигандов, окружающих центральный атом,и доотаточно оильная ковалентная
связь между ними снижают симметрию молекулы (в теме, например,
октаэдрическую до тетрагональной, ромбической и ниже ./197), вследствие
чего верхний орбитальный дуплет расщеплен. Говорить об эффекте Яна-
Теллера в этом случае, по-видимому, нет смысла. Проведенный анализ не
подтверждает гипотезу /2Q7 о том, что овойства живых систем -
раздражимость, возбудимость, а также реакция на МП могут быть объяснены с
позиции ян-теллеровского взаимодействия.
Модель макромолекулы в виде полностью вытянутой нити, обеспечивающая
ориентацию биомакромолекул типа ДНК в относительно небольших МП (80 кА/м
и ниже) /217, противоречит сложившимся в литературе /22, 237
представлениям о макромолекуле как о рыхлом клубке с соотношением осей
равным нескольким единицам. Следовательно, величина магнитной анизотропии
Д% таких макромолекул должна существенно отличаться от принятой в работе
/217. Об этом свидетельствуют и наши экспериментальные исследования
магнитной анизотропии молекул ДНК.
В опыте использовался метод двойного лучепреломления. Одйородное МП можно
было изменять от 4 кА/м до 320 кА/м. Наблюдение двойного лучепреломления
осуществлялось как фотометрически, так и визуально /$27. Направление луча
света было перпендикулярным МП. Рабочие раотворы ДНК (1#~ный раствор NaCE
) готовились из препарата фирмы f^eana?, Гипохро-мизм ДНК /247 равнялся
34#. Концентрация раотвора ДНК в опытах варьировала от 0,012# до 0,02#
при pH 4,0 и 9,0. Для сравнения использовали ориентацию молекул ДНК в
слабом потоке раствора /227. Применялся аппарат с внутренним ротором
радиусом 0,0073 м и длиной 0,082 м. Величина зазора между статором и
ротором составляла 6*10"^ м. Измерение двулучепреломления молекул ДНК в
потоке дали возможность определить коэффициент вращательной диффузии ( 9
= 68 с"1) и степень преимущественной ориентации молекул относительно
потока (а/п. = 1,07). В потоке сравнительно легко регистрировалась
ориентация моЯекул ДНК; в МП, напротив, неомотря на многочисленные
попытки, нам не удалось обнаружить каких-либо признаков ориентации. Все
это, очевидно, свидетельствует о малости величины диамагнитной
анизотропии Д % молекул ДНК.
В отличие от наших опытов в работе /$57 ориентация молекул ДНК изу-
196
чалаоь в весьма сильных МП до I07 А/м. Установлено, что степень
ориентации молекул ДНК в МП 9,6*10(r) А/м была меньше 1%. Подставляя Н =
9,6* 10(r) А/м, п/па = 1,01 в выражение
п/п.-ейЖ*'*<ио1 (I)
найдем: Дjc < 3*Ю-25 или на единицу объема Дjr < 2.I0"9. Чтобы судить о
величине ДХ = (Xt - Xtt )*I0"(r) <. 0,002*10"(r), приведем для сравнения
величину диамагнитной анизотропии бензола /26?: ДХ = (13,37 -4,94)*10"(r) =
8,43*1СГ(r). Из этого сравнения видно, что величина дх молекул ДНК в
растворе очень мала.
Все оказанное о ДНК можно отнести и к глобулярным белкам, к которым
относятся вое ферменты /2Z7. Оонованием для этого служат следующие
соображения. По отношению к молекулам ДНК молекулы белка обладают
меньшими размерами и меньшим молекулярным весом. Поэтому для наблюдения
заметной преимущественной ориентации молекул белка в растворе необходимы
значительные ориентирующие силы. И действительно, даже в потоке
наблюдение заметной ориентации белковых молекул сопряжено с большими
трудностями /22?. Между прочим, гемоглобин.для которого Q = 10(r) с"1 /287,
не обнаруживает заметной ориентации в МП напряженностью 872 кА/м /287.
Возможность поворота в МП липидного домена /30? может повлиять на
функциональное состояние ферментов и переносчиков, локализованных в
мембране. Ориентационный эффект липидных доменов в низкочастотном ЭМП
будет иметь место, если время релакоации домена меньше или равно периоду
колебаний поля. Время релаксации домена порядка I~ 30 с /3Q7.
Следовательно, ориентационный эффект липидных доменов в мембране будет
существенным в ЭМП, частота колебаний которого равна примерно Ч Щ и ниже.
Выше этой частоты домены не смогут успевать следовать за изменениями
магнитной составляющей.
В опытах по изучению влияния МП напряженностью 240 кА/м на скорость
оседания эритроцитов нами не обнаружено каких-либо изменений в скороо-ти
оседания эритроцитов. Отсутствие эффекта станет понятным, если принять во
внимание, что сила гравитации на 8 порядков превосходит силу Лоренца,
