Молекулярная биофизика (радиоспектроскопия)

1.Явление электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Энергия электрона в магнитном поле. Объекты, изучаемые методом ЭПР. 2.Сигнал ЭПР, его характеристики. Время спин-спиновой и спин-решеточной релаксации. Взаимодействия, лежащие в основе сверхтонкой структуры сигнала ЭПР. 3.g-Фактор сигнала ЭПР, его значение для свободного электрона. 4.Способы измерения концентрации парамагнитных центров.

5.Отличие по ширине сигналов ЭПР свободных радикалов от сигналов ионов металлов переменной валентности, его причины. 6. Парамагнитные центры, наблюдаемые в печени крысы. 7. Долгоживущие нитроксильные свободные радикалы, структурная формула ТЕМПО. Сигнал ЭПР ТЕМПО. 8.Спиновые зонды и ловушки. Спиновые зонды на основе жирных кислот, меченых нитроксильным радикалом. 9.Метод спиновых ловушек, его применение для обнаружения свободных радикалов. 10.Явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Условия для наблюдения ЯМР. 11.Химический сдвиг линий ЯМР того или иного атома в молекуле. 12. Число и соотношение линий при спин-спиновом расщеплении линий сигнала ЯМР. 13.Магнитно-резонансная томография (МРТ). Явление, лежащее в основе (МРТ). История разработки и внедрения МРТ. 14.Типы МРТ-изображений. 90 и 180^о импульсы. 15. Свойство иона металла, определяющее возможность его использования в качестве контрастирующего вещества в МРТ.

Биофизика клетки

1.История изучения биологических мембран. 2.Современное представление о строении мембран. 3.Функции мембран в различных клеточных структурах. 4.Основные функции липидного бислоя в мембранах. 5.Свойства фосфолипидов. Самосборка мембран. Нарушение свойств липидного слоя при повреждении липидных молекул. 6.Снижение размерности диффузии в мембранных структурах. 7.Модельные фосфолипидные мембраны. 8.Применение метода фотообесцвечивания в мембранологии. 9.Латеральная диффузия фосфолипидов и методы её оценки. 10.Латеральная диффузия белков и её регуляция в клетке. 11.Флип-флоп и вращательная диффузия фосфолипидов. 12.Повижность и конформация жирнокислотных цепей в мембранах. Кинки. 13.Флуоресцентные методы анализа динамической структуры мембран. 14.Фазовые переходы липидов в мембранах. Метод дифференциальной сканирующей микрокалориметрии. Основные параметры кривых ДСК. 15.Определение степени плавления липидного слоя по кривым ДСК. 16.Теория фазовых переходов. Температурная зависимость константы равновесия "жидкость-твердая фаза". 17.Кооперативная единица плавления. Её экспериментальное определение. 18.Зависимость параметров фазового перехода от размеров кооперативной единицы плавления. 19.Методы изучения фазовых переходов в мембранах. 20.Влияние холестерина на фазовые переходы. Феноменологи я и объяснение. 21.Выведите основное уравнение диффузии, используя модель дискретного движения ионов в мембране. Объясните, почему данное уравнение называется основным.

22.Явление переноса в клеточной физиологии. Общая характеристика явления. Движущие силы. Количественные оценки трансмембранного переноса. 23.Электрохимический потенциал: дать определение. Активный транспорт и пассивный транспорт: движущие силы. Молекулярные механизмы диффузии. 24.Методы изучения электрической активности одиночных ионных каналов в модельных и биологических мембранах.

25.Особенности перемещения ионов в канале, объясняющие ограничения в применимости уравнений классической электрофизиологии для количественного описания ионных потоков в канале. Физические постулаты, положенные в основу дискретной модели ионного транспорта. 26.Вывод и анализ уравнения потока в приближении постоянного поля. Соотношение Уссинга-Теорелла. Вольт-амперные характеристики биологической мембраны. Ионная проницаемость и электропроводность (в чем их отличие?).

27.Опишите основные типы строения ионных каналов. Использование каналов в современных медицинских и биологических технологиях. 28.Ионный поток в канале с двумя местами связывания и основным кинетическим барьером в центре канала. Вывод и анализ уравнения потока. Объясните, в каких каналах и почему наблюдается явление насыщения и блокирования ионного тока. 29.Влияние примембранных слоев окружающей среды на диффузию вещества через мембрану. Уравнение сопротивления потоку. Количественная оценка. 30.Вольт-амперные характеристики ионных каналов связывания в зависимости от их строения. 31.Уравнения диффузии неэлектролитов. (Законы Фика) Вывод с использованием дискретной модели движения частиц в мембране. 32.Постулаты, используемые для количественного описания диффузии в сплошной среде. Вывод и анализ основного уравнения диффузии в сплошной среде. 33.Виды биопотенциалов. Приближение Гольдмана. Какие физические параметры мембраны обусловливают его применимость к биологической мембране. Влияние мембранного потенциала на профиль свободной энергии ионов в мембране. 34.Информация о физических параметрах канала, получаемая при изучении одиночных трансмембранных флуктуаций тока в режиме фиксации напряжения на мембране. 35.Первичный активный транспорт. Виды ионных насосов и их биологическая функция. 36.Градиент (дать определение). Активный и пассивный транспорт, их движущие силы. 37.Приведите известные Вам стационарные потенциалы и соответствующие условия из возникновения.

38.Условия возникновения и вывод уравнения потенциала Нернста. Ограничения в его применимости. 39.Приведите известные Вам равновесные потенциалы и соответствующие условия их возникновения. 40.Вывод и анализ уравнения потенциала Гольдмана-Ходжкина-Катца . 41.Расчет мембранного потенциала с использованием эквивалентной электрической схемы мембраны. Анализ полученного уравнения. 42.Мембранный потенциал в присутствии электрогенного насоса (Уравнение Томаса). 43.Потенциал действия Общая характеристика. Биофизический механизм генерации потенциала действия. Трансмембранные ионные токи, сопровождающие развитие потенциала действия, как доказательство ионной природы потенциала. 44.Методики изучения природы потенциала действия. Математическое моделирование процесса развития потенциала действия. 45.Биофизические факторы, обеспечивающие бездекрементное распространение единичного потенциала действия по волокну возбудимой мембраны.

46.Кабельные свойства нервных волокон. Эквивалентная электрическая схема нервного волокна. Вывод и анализ уравнения для расчёта постоянной длины волокна. Телеграфное уравнение.