Обобщающая монография о молекулярных механизмах действия ультрафиолетового и видимого света на биополимеры и живые клетки. Вначале без привлечения математического аппарата даны основные выводы квантовой механики о строении атомов и молекул и рассмотрены общие фотофизические и фотохимические процессы, протекающие в молекулах при поглощении фотонов. Затем подробно рассмотрены фотохимические реакции в изолированных нуклеиновых кислотах, белках и их структурных элементах. На основе этих материалов анализируются процессы инактивации живых систем, мутагенное действие ультрафиолета и системы репарации фотоповреждений. Хотя основное содержание книги посвящено повреждающему действию света, её материал позволяет глубже понять нормальные фотохимические процессы и теоретические основы применения ультрафиолета для исследования белков и нуклеиновых кислот.

Предназначена для научных работников, преподавателей и аспирантов, биофизиков, биохимиков, генетиков и физиологов. Может служить учебным пособием для студентов биофизических и биохимических специальностей.

Молекулярная биология и фотобиология за последние годы много сделали друг для друга, и в первую очередь — в области изучения действия ультрафиолетового излучения на бактерии и вирусы. Действие ультрафиолетовых лучей на эти организмы, как оказалось, сводится в основном к повреждению ДНК и реже — к повреждению белков и мембран; защита от вредного действия ультрафиолета также имеет молекулярную основу и связана с работой ряда систем, ответственных за репарацию на уровне генетического аппарата клетки. Таким образом, решение основной фотобиологической проблемы, т. е. выяснение механизма действия света на живой организм, зависело от общих успехов молекулярной биологии. В то же время и фотобиологи внесли свою лепту в различные разделы молекулярной биологии — энзимологию, биофизику и особенно молекулярную генетику; во всех случаях УФ-фотоны с успехом использовались в качестве «скальпеля», позволяющего выводить из строя те или иные молекулы или участки макромолекул, чтобы выяснить их роль в жизнедеятельности клетки и обнаружить приспособления, с помощью которых клетка оправляется от такого повреждения.

Такая взаимная полезность молекулярной биологии и фотобиологии была, вероятно, одной из основных причин бурного роста исследований в области, пограничной между этими двумя дисциплинами. Между тем, несмотря на обилие оригинальных работ, обобщающих монографий по данному вопросу до сих пор практически не было.

Книга К. Смита и Ф. Хэнеуолта представляет собой одну из первых попыток такого рода. Она написана фотобиологами, занимающимися преимущественно фотохимией нуклеиновых кислот и изучением механизмов репарации повреждений в облучённой клетке. Эти вопросы рассмотрены в монографии с наибольшей полнотой (гл. IV, VI, VII). Однако в ней уделено внимание и другим проблемам. Так, в первых трёх главах рассмотрены фотофизические процессы в молекулах, поглощающих свет, в гл. V — фотохимические реакции в белках, в гл. IX — механизмы фотодинамического действия; в гл. X проводится очень интересное сопоставление первичных механизмов действия ультрафиолетового и ионизирующего излучения. Не все разделы монографии написаны одинаково хорошо. В частности, недостаточно подробно освещён механизм первичных фотохимических реакций при действии ультрафиолетового излучения на белки, хотя в этой области, благодаря широкому применению импульсного фотолиза, ЭПР и люминесцентных методов в сочетании с техникой низких температур, достигнуты значительные успехи. Кроме того, в некоторых случаях авторы недостаточно подробно излагают фотофизические процессы в молекулах. Между тем в понятие «молекулярная фотобиология» обычно включают (отчасти по аналогии с термином «молекулярная фотохимия») именно изучение первичных механизмов трансформации энергии фотона (через стадии возбуждённых состояний, миграции энергии и образования свободных радикалов) в первые устойчивые фотопродукты. Впрочем, трудно было бы ожидать равной компетентности авторов во всех областях такой обширной и нечётко определённой дисциплины, как молекулярная фотобиология. Переводчик и редактор пытались за счёт примечаний и дополнительной литературы как-то восполнить этот пробел, но, конечно, это не всегда могло дать должный эффект. Однако ценность этой книги для наших читателей состоит в том, что в ней отражены именно те разделы этой науки, которые получили в нашей отечественной литературе наименьшее освещение.

Авторы обходятся практически без математического аппарата и вообще стремятся к популярности изложения, что в большинстве случаев вполне оправдано. Несомненное достоинство монографии заключается также в том, что она не перегружена фактическим материалом и авторы всегда стараются донести до читателя главную суть рассматриваемых явлений. Мы надеемся, что эту безусловно хорошую книгу, повествующую об итогах совместной деятельности фотохимиков и молекулярных биологов, читатель прочтёт с интересом и с пользой для себя.

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Ю. А. Владимиров

Книги на ту же тему

1. Энергетика ассимилирующей клетки и фотосинтез, Петров В. Е., 1975
2. Фотохимия органических радикалов, Мельников М. Я., Смирнов В. А., 1994
3. Физико-химические свойства нуклеиновых кислот: Электрические, оптические и магнитные свойства нуклеиновых кислот и их компонентов, Дюшен Ж., ред., 1976
4. Биофизика: Учебник. — 3-е изд., испр. и доп.: В 2 т. (комплект из 2 книг), Рубин А. Б., 2004
5. «Белок-машина». Биологические макромолекулярные конструкции. — 2-е изд., доп., Чернавский Д. С., Чернавская Н. М., 1999
6. Математическая биофизика, Романовский Ю. М., Степанова Н. В., Чернавский Д. С., 1984
7. Молекулярная и клеточная биофизика, Франк Г. М., ред., 1977
8. Биофизика: Учебное пособие. — 3-е изд., стер., Волькенштейн М. В., 2008
9. Физическая биохимия: Применение физико-химических методов в биохимии и молекулярной биологии, Фрайфелдер Д., 1980
10. Практическая биохимия. — 3-е изд., перераб., Петрунькина А. М., 1961
11. Биохимия: учебник для вузов, Комов В. П., Шведова В. Н., 2004
12. Квантовая биохимия, Пюльман Б., Пюльман А., 1965
13. Биохимия: Молекулярные основы структуры и функций клетки, Ленинджер А. Л., 1974
14. Наглядная биохимия. 2-е изд., Кольман Я., Рём К.-Г., 2004
15. Химия белка. Часть 2, Ашмарин И. П., Садикова Н. В., Тукачинский С. Е., Мюльберг А. А., 1971
16. Химия белка: Сборник статей, Ботвинник М. М., ред., 1969
17. Современное состояние радиохимии. — 2-е изд., Брода Э., 1953
18. Курс прикладной радиохимии, Макаров Л. Л., 1966
19. Стохастическая радиобиология, Хуг О., Келлерер А., 1969
20. Радиобиологические эффекты корпускулярных излучений: радиационная безопасность космических полётов, Федоренко Б. С., 2006
21. Терапевтическая радиология: Руководство для врачей, Цыб А. Ф., Мардынский Ю. С., ред., 2010
22. Актуальная радиобиология: курс лекций, Ильин Л. А., Рождественский Л. М., Котеров А. Н., Борисов Н. М., 2015
23. Радиация. Дозы, эффекты, риск, 1990