БИОХИМИЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ - В. ЭЛЛИОТ - 2002
Предисловие к английскому изданию
Эта книга предназначается для студентов, изучающих биологию и медицину, которые еще только начинают осваивать серьезный курс биохимии и молекулярной биологии.
Приступая к изучению молекулярных основ жизни, мы сталкиваемся с почти бесконечной последовательностью химических превращений и механизмов. Все это, на первый взгляд, выглядит настолько сложным и запутанным, что может попросту испугать многих учащихся, особенно если учебный курс для «всеобъемлющего» изложения материала перегружен такими подробностями, которые знают и помнят лишь узкие специалисты.
Мы считаем, что подобные детали не должны заслонять восприятия основных принципов организации молекулярных процессов в клетке, обусловливающих существование жизни.
Назначение этой книги - стать «другом студента»: она поможет вам выделить то главное, что вы должны понять, что может пригодиться вам в самостоятельных занятиях. Здесь вы найдете указания, с каким материалом в принципе достаточно просто познакомиться, специально его, не запоминая (однако решающее слово в этом вопросе принадлежит, конечно, вашим педагогам). Книга построена таком образом, чтобы у студентов не возникал постоянный и вполне понятный вопрос: «Что мы должны выучить?», столь хорошо знакомый всем преподавателям.
Расположив учебный материал в соответствии с классификацией тем по биологическим функциям, мы старались по возможности предлагать новую информацию лишь в том случае, когда наглядно прослеживается непосредственная взаимосвязь изучаемых структур и процессов с их биологическим назначением. Такой подход, как мы считаем, должен предотвратить преждевременное знакомство с новым (и потому не всегда понятным) материалом.
В разделах, посвященных метаболизму, мы ограничились изложением данных, полученных на животных (единственное исключение - фотосинтез), исходя из того, что метаболические системы прокариот и других организмов в общем аналогичны, хотя и могут отличаться интересными деталями. Там же, где эти различия принципиальны (например, в разделе, посвященном геному и экспрессии гена), данные, полученные на про- и эукариотах, приводятся раздельно. То же самое относится и к некоторым другим разделам, где большая часть материала получена при исследовании прокариот.
Мы постарались включить в наш учебник как можно больше различных гипотез, которые так или иначе объясняют общебиологическое значение рассмотренных молекулярных систем. Ведь метаболические пути транспорта, хранения и выделения энергии будут особенно интересны и понятны, если взглянуть на них сквозь призму физиологических потребностей клетки и организма в целом. То же относится к элементам иммунной системы.
Там, где это было возможно, биохимические процессы увязаны с биологическими функциями. Именно поэтому процессы свертывания крови, реакции с участием фермента супероксиддисмутазы, цитохрома Р450 и т. д. собраны в главе, посвященной защитным системам организма, а не рассеяны по всей книге в качестве отдельных примеров специфических функций белков. По той же самой причине читатель знакомится с гемоглобином в главе, посвященной проблемам транспорта газов в крови.
Мы рассмотрели метаболизм в первой части книги, постепенно увеличивая сложность излагаемого материала. Так была создана база для изучения последующих разделов по молекулярной биологии. В этой книге мы широко применяли метод напоминания читателю, где он может найти более подробное изложения того или иного материала, что позволяет без затруднений в случае необходимости обратиться к нужному разделу. Овладев материалом, изложенным в нашем учебнике, студент сможет без особых проблем перейти к более углубленному изучению биологических, химических или медицинских аспектов интересующего его предмета.
За последние годы биохимия и молекулярная биология щедро пополнялись новой информацией, и это привело к появлению множества небольших журналов, специализирующихся на коротких, вполне понятных и легко читаемых обзорах почти по каждой теме (такие публикации практикуют и солидные научные журналы). Подобные «мини-обзоры» могли бы составить прекрасное продолжение нашей книги для тех, кто стремится более глубоко вникнуть в отдельные аспекты интересующей их проблемы. Вот почему в конце каждой главы мы приводим список дополнительной литературы, где представлены главным образом обзоры вышеупомянутого типа: они распределены по отдельным подтемам и снабжены лаконичными комментариями. Большинство из них нетрудно найти в библиотеках. Кстати, в главах, посвященных молекулярной биологии, списки дополнительной литературы значительно длиннее, что отражает современный уровень интенсивности исследований в данной области науки. И даже простое знакомство с такими списками способно расширить кругозор читателя по интересующему его вопросу.
Мы надеемся, что издание фундаментального учебника с таким подробным изложением базисного материала предоставит преподавателям прекрасную возможность сконцентрировать свои усилия на тех областях предмета, которые особенно важны для читаемых ими курсов.
Д. Эллиот, В. Эллиот
Аделаида, апрель 1996 г.
Некоторые традиционные сокращенные обозначения соединений и единиц, используемые в данной книге
Перечень не является полным и в большинстве случаев в тексте при первом упоминании каждое сокращенное обозначение приводится в скобках.
А - аденин
ADP - аденозиндифосфат
ALA - 5-аминолевулиновая кислота
АМР - аденозинмонофосфат
АРС - антиген-представляющая клетка
Аро - аполипопротеин
АТР - аденозинтрифосфат
AZT - азидотимидин
САР - белок-активатор катаболизма
СоА - кофермент А
CDP - цитидиндифосфат
CRE - сАМР-чувствительный элемент
CREB - CRE-связывающий белок
CSF - колоний-стимулирующий фактор
d - дезокси (нуклеозидфосфаты) (dNMP, dNTP и т. д.)
dd -дидезокси-
EF - фактор элонгации
EGF - фактор роста эпидермиса
elF - эукариотический фактор инициации
FAD - флавинадениндинуклеотид
FADH2 - восстановленный флавинадениндинуклеотид
Fc - кристаллизуемый фрагмент (иммуноглобулина)
FH2 - дигидрофолат
FH4 - тетрагидрофолат
fMet - формилметионин
FMN - флавинмононуклеотид
G - гуанин
GABA - у-аминобутират
GSH - восстановленный глутатион
GSSG - окисленный глутатион
Нb - гемоглобин
НbO2 - оксигемоглобин
Hsp - белок теплового шока
НТН - спираль-поворот-спираль (ДНК-узнающий мотив)
IF - фактор инициации
Ig - иммуноглобулин (IgG, IgA и т. д.)
IGF - инсулиноподобный фактор роста (IGFI и IGFII)
IР3 - инозиттрифосфат
IRE - железочувствительный элемент
IS - инсерционная последовательность
ISRE - стимулируемые интерфероном чувствительные элементы
JAK - Янус киназа (тип тирозинкиназы)
Км - константа Михаэлиса
LTR - длинный концевой повтор
МНС - главный комплекс гистосовместимости
NAD+ - никотинамидадениндинуклеотид (окисленная форма)
NADH - никотинамидадениндинуклеотид (восстановленная форма)
NADP+ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат (окисленная форма)
NADPH - никотинамидадениндинуклеотид (восстановленная форма)
Р450 - цитохром Р450
Рi - неорганический фосфат
PAF - фактор активации тромбоцитов
PDGF - тромбоцитарный фактор роста
Pol -ДНК-полимераза
РРi - неорганическая пирофосфатаза
РrР - прионовый белок
Q -убихинон
Rubisco - рибулозо-1,5-дифосфат-карбоксилаза
S - константа Сведберга
SAM - S-аденозилметионин
SH2 - домен GRB
SRP - сигнал-узнающая частица
SSB - белки, связывающиеся с одноцепочечной ДНК
Т - тимин
Т3 -трииодтиронин
Т4 -тироксин
ТВР - ТАТА-связывающий белок
TCR - рецептор Т-клетки
TFIID - транскрипционный фактор D для полимеразы II
ТРА - тканевой активатор плазминогена
U - урацил
UDPG - уридиндифосфатглюкоза
UTR - нетранслируемая область
YAC - искусственные дрожжевые линейные хромосомы