Все словари русского языка: Толковый словарь, Словарь синонимов, Словарь антонимов, Энциклопедический словарь, Академический словарь, Словарь существительных, Поговорки, Словарь русского арго, Орфографический словарь, Словарь ударений, Трудности произношения и ударения, Формы слов, Синонимы, Тезаурус русской деловой лексики, Морфемно-орфографический словарь, Этимология, Этимологический словарь, Грамматический словарь, Идеография, Пословицы и поговорки, Этимологический словарь русского языка.

нукл

нуклеаза

Синонимы к слову нуклеаза

сущ., кол-во синонимов: 2

Сканворды для слова нуклеаза

Полезные сервисы

нуклеазы

Энциклопедический словарь

Большой энциклопедический словарь

Орфографический словарь

Словарь ударений

Новый словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеаризация

нуклеаризироваться

нуклеарный

Орфографический словарь

Синонимы к слову нуклеарный

прил., кол-во синонимов: 1

Омонимы к слову нуклеарный

Словарь галлицизмов русского языка

Словарь иностранных слов

нуклеарный

- ая, ое (фр. nucléaire < лат. nucleus ядро).

физ. Ядерный.

Полезные сервисы

нуклеин

Толковый словарь

Орфографический словарь

Формы слов для слова нуклеин

Морфемно-орфографический словарь

Грамматический словарь

Словарь галлицизмов русского языка

Словарь иностранных слов

Сканворды для слова нуклеин

Полезные сервисы

нуклеиново-белковый

Слитно. Раздельно. Через дефис

Полезные сервисы

нуклеиновые

нуклеиновые кислоты

Энциклопедический словарь

Нуклеи́новые кисло́ты (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты - дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру. Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации, участвуют в механизмах, при помощи которых она реализуется в процессе синтеза клеточных белков. В организме находятся в свободном состоянии и в комплексе с белками (нуклеопротеиды).

* * *

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ - НУКЛЕИ́НОВЫЕ КИСЛО́ТЫ (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах из поколения в поколение. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты - дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру.

История открытия. Происхождение названий

В 1868 швейцарский биохимик И. Ф. Мишер (см. МИШЕР Иоганн Фридрих)впервые выделил из клеток гноя (лейкоцитов) вещество, названное им нуклеином (от лат. «нукс» - ядро ореха, а окончание «ин» означало, что оно содержит азот, подобно белкам, или протеинам). В 1879 немецкий химик К. А. Коссель (см. КОССЕЛЬ)открыл в нуклеине соединение желтого цвета, которое оказалось гуанином (см. ГУАНИН), ранее выделенным из перуанского гуано - помета птиц, ценного азотного удобрения. Впоследствии он же выделил тимин (см. ТИМИН)из клеток вилочковой железы, или тимуса, быка (отсюда название), цитозин (см. ЦИТОЗИН)(от греч. cytos - клетка) и аденин (см. АДЕНИН) (от греч. aden - железа). Русский химик Ф. Левен установил, что, кроме тетрады аденин, гуанин, тимин и цитозин, нуклеин содержит еще и фосфорную кислоту и сахар дезоксирибозу. Термин «нуклеиновые кислоты» был предложен в 1889: нуклеиновыми они были названы потому, что впервые были открыты в ядрах клеток, а кислотами - из-за наличия в их составе остатков фосфорной кислоты. Позже было показано, что нуклеиновые кислоты построены из большого числа нуклеотидов (от нескольких десятков до сотен миллионов). В состав каждого нуклеотида входит азотистое основание, углевод (пентоза) и фосфорная кислота.

Химическая структура. Нуклеотиды и фосфатные связи

В зависимости от химической структуры углеводного компонента нуклеиновые кислоты делят на два типа: дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые; первые содержат дезоксирибозу, а вторые - рибозу. Азотистые основания являются производными двух типов соединений - пуринов и пиримидинов. Основаниями они называются потому, что обладают основными (щелочными) свойствами, хотя и слабыми. В составе ДНК встречаются два пуриновых (см. ПУРИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ)- аденин (А) и гуанин (G) и два пиримидиновых (см. ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ) - цитозин (С) и тимин (Т) основания. В составе РНК вместо тимина обычно встречается урацил (U). Согласно правилам международной номенклатуры эти основания записываются начальными буквами их названий на английском языке, хотя в русскоязычной литературе часто используются начальные буквы русских названий; соответственно А, Г, Ц, Т и У.

В молекулах нуклеиновых кислот нуклеотиды связаны между собой фосфодиэфирными связями (фосфатными «мостиками»), образующимися между остатками сахаров соседних нуклеотидов. Таким образом, цепи нуклеиновых кислот выглядят как остов из монотонно чередующихся фосфатных и пептозных групп, а основания можно рассматривать как присоединенные к нему боковые группы. Фосфатные остатки остова при физиологических значениях рН заряжены отрицательно. Пуриновые и пиримидиновые основания плохо растворимы в воде, то есть гидрофобны. О свойствах отдельных типов нуклеиновых кислот и их роли в процессах жизнедеятельности смотри в статьях Дезоксирибонуклеиновые кислоты (см. ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫРибонуклеиновые кислоты (см. РИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ).

Большой энциклопедический словарь

Энциклопедия Кольера

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ - биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов). Имеют фундаментальное биологическое значение, поскольку содержат в закодированном виде всю генетическую информацию любого живого организма, от человека до бактерий и вирусов, передаваемую от одного поколения другому. Нуклеиновые кислоты были впервые выделены из клеток гноя человека и спермы лосося швейцарским врачом и биохимиком Ф.Мишером между 1869 и 1871. Впоследствии было установлено, что существует два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), однако их функции долго оставались неизвестными. В 1928 английский бактериолог Ф. Гриффит обнаружил, что убитые патогенные пневмококки могут изменять генетические свойства живых непатогенных пневмококков, превращая последние в патогенные. В 1945 микробиолог О.Эвери из Рокфеллеровского института в Нью-Йорке сделал важное открытие: он показал, что способность к генетической трансформации обусловлена переносом ДНК из одной клетки в другую, а следовательно, генетический материал представляет собой ДНК. В 1940-1950 Дж. Бидл и Э. Тейтум из Станфордского университета (шт. Калифорния) обнаружили, что синтез белков, в частности ферментов, контролируется специфическими генами. В 1942 Т.Касперсон в Швеции и Ж.Браше в Бельгии открыли, что нуклеиновых кислот особенно много в клетках, активно синтезирующих белки. Все эти данные наводили на мысль, что генетический материал - это нуклеиновая кислота и что она как-то участвует в синтезе белков. Однако в то время многие полагали, что молекулы нуклеиновых кислот, несмотря на их большую длину, имеют слишком простую периодически повторяющуюся структуру, чтобы нести достаточно информации и служить генетическим материалом. Но в конце 1940-х годов Э. Чаргафф в США и Дж. Уайатт в Канаде, используя метод распределительной хроматографии на бумаге, показали, что структура ДНК не столь проста и эта молекула может служить носителем генетической информации.

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Структура ДНК была установлена в 1953 М.

Уилкинсом, Дж. Уотсоном и Ф. Криком в Англии. Это фундаментальное открытие позволило понять, как происходит удвоение (репликация) нуклеиновых кислот. Вскоре после этого американские исследователи А. Даунс и Дж. Гамов предположили, что структура белков каким-то образом закодирована в нуклеиновых кислотах, а к 1965 эта гипотеза была подтверждена многими исследователями: Ф. Криком в Англии, М. Ниренбергом и С. Очоа в США, Х. Кораной в Индии. Все эти открытия, результат столетнего изучения нуклеиновых кислот, произвели подлинную революцию в биологии. Они позволили объяснить феномен жизни в рамках взаимодействия между атомами и молекулами.

Типы и распространение. Как мы уже говорили, есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. ДНК присутствует в ядрах всех растительных и животных клеток, где она находится в комплексе с белками и является составной частью хромосом. У особей каждого конкретного вида содержание ядерной ДНК обычно одинаково во всех клетках, кроме гамет (яйцеклеток и сперматозоидов), где ДНК вдвое меньше. Таким образом, количество клеточной ДНК видоспецифично. ДНК найдена и вне ядра: в митохондриях ("энергетических станциях" клеток) и в хлоропластах (частицах, где в растительных клетках идет фотосинтез). Эти субклеточные частицы обладают некоторой генетической автономией. Бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли) содержат вместо хромосом одну или две крупные молекулы ДНК, связанные с небольшим количеством белка, и часто - молекулы ДНК меньшего размера, называемые плазмидами. Плазмиды несут полезную генетическую информацию, например содержат гены устойчивости к антибиотикам, но для жизни самой клетки они несущественны. Некоторое количество РНК присутствует в клеточном ядре, основная же ее масса находится в цитоплазме - жидком содержимом клетки. Большую ее часть составляет рибосомная РНК (рРНК). Рибосомы - это мельчайшие тельца, на которых идет синтез белка. Небольшое количество РНК представлено транспортной РНК (тРНК), которая также участвует в белковом синтезе. Однако оба этих класса РНК не несут информации о структуре белков - такая информация заключена в матричной, или информационной, РНК (мРНК), на долю которой приходится лишь небольшая часть суммарной клеточной РНК. Генетический материал вирусов представлен либо ДНК, либо РНК, но никогда обеими одновременно.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА

Молекулы нуклеиновых кислот содержат множество отрицательно заряженных фосфатных групп и образуют комплексы с ионами металлов; их калиевая и натриевая соли хорошо растворимы в воде. Концентрированные растворы нуклеиновых кислот очень вязкие и слегка опалесцируют, а в твердом виде эти вещества белые. Нуклеиновые кислоты сильно поглощают ультрафиолетовый свет, и это свойство лежит в основе определения их концентрации. С этим же свойством связан и мутагенный эффект ультрафиолетового света. Длинные молекулы ДНК хрупки и легко ломаются, например при продавливании раствора через шприц. Поэтому работа с высокомолекулярными ДНК требует особой осторожности.

Химическая структура. Нуклеиновые кислоты - это длинные цепочки, состоящие из четырех многократно повторяющихся единиц (нуклеотидов). Их структуру можно представить следующим образом:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Символ Ф обозначает фосфатную группу. Чередующиеся остатки сахара и фосфорной кислоты образуют сахарофосфатный остов молекулы, одинаковый у всех ДНК, а огромное их разнообразие обусловливается тем, что четыре азотистых основания могут располагаться вдоль цепи в самой разной последовательности. Сахаром в нуклеиновых кислотах является пентоза; четыре из пяти ее углеродных атомов вместе с одним атомом кислорода образуют кольцо. Атомы углерода пентозы обозначают номерами от 1' до 5'. В РНК сахар представлен рибозой, а в ДНК - дезоксирибозой, содержащей на один атом кислорода меньше. Фрагменты полинуклеотидных цепей ДНК и РНК показаны на рисунке.

<a href='/dict/первичная' class='wordLink' target='_blank'>ПЕРВИЧНАЯ</a> <a href='/dict/структура' class='wordLink' target='_blank'>СТРУКТУРА</a> <a href='/dict/дезоксирибонуклеиновой' class='wordLink' target='_blank'>дезоксирибонуклеиновой</a> (а) и <a href='/dict/рибонуклеиновой' class='wordLink' target='_blank'>рибонуклеиновой</a> (б) <a href='/dict/кислот' class='wordLink' target='_blank'>кислот</a>

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА дезоксирибонуклеиновой (а) и рибонуклеиновой (б) кислот

Поскольку фосфатные группы присоединены к сахару асимметрично, в положениях 3' и 5', молекула нуклеиновой кислоты имеет определенное направление. Сложноэфирные связи между мономерными единицами нуклеиновых кислот чувствительны к гидролитическому расщеплению (ферментативному или химическому), которое приводит к высвобождению отдельных компонентов в виде небольших молекул. Азотистые основания - это плоские гетероциклические соединения. Они присоединены к пентозному кольцу по положению 1ў. Более крупные основания имеют два кольца и называются пуринами: это аденин (А) и гуанин (Г). Основания, меньшие по размерам, имеют одно кольцо и называются пиримидинами: это цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). В ДНК входят основания А, Г, Т и Ц, в РНК вместо Т присутствует У. Последний отличается от тимина тем, что у него отсутствует метильная группа (CH3). Урацил встречается в ДНК некоторых вирусов, где он выполняет ту же функцию, что и тимин.

<a href='/dict/структура' class='wordLink' target='_blank'>СТРУКТУРА</a> <a href='/dict/фрагмента' class='wordLink' target='_blank'>ФРАГМЕНТА</a> <a href='/dict/конкретной' class='wordLink' target='_blank'>КОНКРЕТНОЙ</a> <a href='/dict/днк' class='wordLink' target='_blank'>ДНК</a>

СТРУКТУРА ФРАГМЕНТА КОНКРЕТНОЙ ДНК

Трехмерная структура. Важной особенностью нуклеиновых кислот является регулярность пространственного расположения составляющих их атомов, установленная рентгеноструктурным методом. Молекула ДНК состоит из двух противоположно направленных цепей (иногда содержащих миллионы нуклеотидов), удерживаемых вместе водородными связями между основаниями:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Водородные связи, соединяющие основания противоположных цепей, относятся к категории слабых, но благодаря своей многочисленности в молекуле ДНК они прочно стабилизируют ее структуру. Однако если раствор ДНК нагреть примерно до 60° С, эти связи рвутся и цепи расходятся - происходит денатурация ДНК (плавление). Обе цепи ДНК закручены по спирали относительно воображаемой оси, как будто они навиты на цилиндр. Эта структура называется двойной спиралью. На каждый виток спирали приходится десять пар оснований.

<a href='/dict/двойная' class='wordLink' target='_blank'>ДВОЙНАЯ</a> <a href='/dict/спираль' class='wordLink' target='_blank'>СПИРАЛЬ</a> <a href='/dict/днк' class='wordLink' target='_blank'>ДНК</a>. По <a href='/dict/своей' class='wordLink' target='_blank'>своей</a> <a href='/dict/структуре' class='wordLink' target='_blank'>структуре</a> <a href='/dict/днк' class='wordLink' target='_blank'>ДНК</a> <a href='/dict/напоминает' class='wordLink' target='_blank'>напоминает</a> <a href='/dict/винтовую' class='wordLink' target='_blank'>винтовую</a> <a href='/dict/лестницу' class='wordLink' target='_blank'>лестницу</a>. Ее <a href='/dict/боковины' class='wordLink' target='_blank'>боковины</a> <a href='/dict/составлены' class='wordLink' target='_blank'>составлены</a> из <a href='/dict/чередующихся' class='wordLink' target='_blank'>чередующихся</a> <a href='/dict/остатков' class='wordLink' target='_blank'>остатков</a> <a href='/dict/сахара' class='wordLink' target='_blank'>сахара</a> и <a href='/dict/фосфатных' class='wordLink' target='_blank'>фосфатных</a> <a href='/dict/групп' class='wordLink' target='_blank'>групп</a>; <a href='/dict/каждый' class='wordLink' target='_blank'>каждый</a> <a href='/dict/остаток' class='wordLink' target='_blank'>остаток</a> <a href='/dict/сахара' class='wordLink' target='_blank'>сахара</a> в <a href='/dict/одной' class='wordLink' target='_blank'>одной</a> <a href='/dict/боковине' class='wordLink' target='_blank'>боковине</a> <a href='/dict/соединен' class='wordLink' target='_blank'>соединен</a> со <a href='/dict/своим' class='wordLink' target='_blank'>своим</a> <a href='/dict/партнером' class='wordLink' target='_blank'>партнером</a> в <a href='/dict/другой' class='wordLink' target='_blank'>другой</a> с <a href='/dict/помощью' class='wordLink' target='_blank'>помощью</a> <a href='/dict/перекладины' class='wordLink' target='_blank'>перекладины</a>, <a href='/dict/состоящей' class='wordLink' target='_blank'>состоящей</a> из <a href='/dict/пурина' class='wordLink' target='_blank'>пурина</a> (<a href='/dict/аденина' class='wordLink' target='_blank'>аденина</a> <a href='/dict/или' class='wordLink' target='_blank'>или</a> <a href='/dict/гуанина' class='wordLink' target='_blank'>гуанина</a>) и <a href='/dict/пиримидина' class='wordLink' target='_blank'>пиримидина</a> (<a href='/dict/цитозина' class='wordLink' target='_blank'>цитозина</a> <a href='/dict/или' class='wordLink' target='_blank'>или</a> <a href='/dict/тимина' class='wordLink' target='_blank'>тимина</a>), <a href='/dict/при' class='wordLink' target='_blank'>при</a> <a href='/dict/этом' class='wordLink' target='_blank'>этом</a> <a href='/dict/аденин' class='wordLink' target='_blank'>аденин</a> <a href='/dict/соединяется' class='wordLink' target='_blank'>соединяется</a> <a href='/dict/только' class='wordLink' target='_blank'>только</a> с <a href='/dict/тимином' class='wordLink' target='_blank'>тимином</a>, а <a href='/dict/гуанин' class='wordLink' target='_blank'>гуанин</a> - с <a href='/dict/цитозином' class='wordLink' target='_blank'>цитозином</a>.

ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ ДНК. По своей структуре ДНК напоминает винтовую лестницу. Ее боковины составлены из чередующихся остатков сахара и фосфатных групп; каждый остаток сахара в одной боковине соединен со своим партнером в другой с помощью "перекладины", состоящей из пурина (аденина или гуанина) и пиримидина (цитозина или тимина), при этом аденин соединяется только с тимином, а гуанин - с цитозином.

Правило комплементарности. Уотсон и Крик показали, что образование водородных связей и регулярной двойной спирали возможно только тогда, когда более крупное пуриновое основание аденин (А) в одной цепи имеет своим партнером в другой цепи меньшее по размерам пиримидиновое основание тимин (Т), а гуанин (Г) связан с цитозином (Ц). Эту закономерность можно представить следующим образом:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Соответствие А"Т и Г"Ц называют правилом комплементарности, а сами цепи - комплементарными. Согласно этому правилу, содержание аденина в ДНК всегда равно содержанию тимина, а количество гуанина - количеству цитозина. Следует отметить, что две цепи ДНК, различаясь химически, несут одинаковую информацию, поскольку вследствие комплементарности одна цепь однозначно задает другую. Структура РНК менее упорядочена. Обычно это одноцепочечная молекула, хотя РНК некоторых вирусов состоит из двух цепей. Но даже такая РНК более гибка, чем ДНК. Некоторые участки в молекуле РНК взаимно комплементарны и при изгибании цепи спариваются, образуя двухцепочечные структуры (шпильки). В первую очередь это относится к транспортным РНК (тРНК). Некоторые основания в тРНК подвергаются модификации уже после синтеза молекулы. Например, иногда происходит присоединение к ним метильных групп.

ФУНКЦИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Одна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. Информация о структуре белков, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, должна передаваться от одного поколения к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же же молекулы ДНК (репликация).

Репликация и транскрипция. С химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты - это полимеризация, т.е. последовательное присоединение строительных блоков. Такими блоками служат нуклеозидтрифосфаты; реакцию можно представить следующим образом:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Энергия, необходимая для синтеза, высвобождается при отщеплении пирофосфата, а катализируют реакцию особые ферменты - ДНК-полимеразы. В результате такого синтетического процесса мы получили бы полимер со случайной последовательностью оснований. Однако большинство полимераз работает только в присутствии уже существующей нуклеиновой кислоты -матрицы, диктующей, какой именно нуклеотид присоединится к концу цепи. Этот нуклеотид должен быть комплементарен соответствующему нуклеотиду матрицы, так что новая цепь оказывается комплементарной исходной. Используя затем комплементарную цепь в качестве матрицы, мы получим точную копию оригинала. ДНК состоит из двух взаимно комплементарных цепей. В ходе репликации они расходятся, и каждая из них служит матрицей для синтеза новой цепи:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Так образуются две новые двойные спирали с той же последовательностью оснований, что и у исходной ДНК. Иногда в процессе репликации происходит "сбой", и возникают мутации (см. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ). В результате транскрипции ДНК образуются клеточные РНК (мРНК, рРНК и тРНК):

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Они комплементарны одной из цепей ДНК и являются копией другой цепи, за исключением того, что место тимина у них занимает урацил. Таким способом можно получить множество РНК-копий одной из цепей ДНК. В нормальной клетке передача информации осуществляется только в направлении ДНК -> ДНК и ДНК -> РНК. Однако в клетках, инфицированных вирусом, возможны и другие процессы: РНК -> РНК и РНК -> ДНК. Генетический материал многих вирусов представлен молекулой РНК, обычно одноцепочечной. Проникнув в клетку-хозяина, эта РНК реплицируется с образованием комплементарной молекулы, на которой, в свою очередь, синтезируется множество копий исходной вирусной РНК:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Вирусная РНК может транскрибироваться ферментом - обратной транскриптазой - в ДНК, которая иногда включается в хромосомную ДНК клетки-хозяина. Теперь эта ДНК несет вирусные гены, и после транскрипции в клетке может появиться вирусная РНК. Таким образом, спустя длительное время, в течение которого никакого вируса в клетке не обнаруживается, он снова в ней появится без повторного заражения. Вирусы, генетический материал которых включается в хромосому клетки-хозяина, часто являются причиной рака.

Трансляция нуклеиновых кислот в белки. Генетическая информация, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, переводится не только на язык нуклеотидной последовательности РНК, но и на язык аминокислот - мономерных единиц белков. Белковая молекула - это цепочка из аминокислот. Каждая аминокислота содержит кислую карбоксильную группу -COOH и оснвную аминогруппу -NH2. Карбоксильная группа одной аминокислоты связывается с аминогруппой другой, образуя амидную связь, и этот процесс продолжается, пока не образуется цепь, содержащая до 1000 аминокислот (см. также БЕЛКИ). В белках присутствует 20 разных аминокислот, от последовательности которых зависят их природа и функции. Эта последовательность определяется нуклеотидной последовательностью соответствующего гена - участка ДНК, кодирующего данный белок. Однако сама ДНК не является матрицей при синтезе белка. Сначала она транскрибируется в ядре с образованием матричной РНК (мРНК), которая диффундирует в цитоплазму, и на ней как на матрице синтезируется белок. Процесс ускоряется благодаря тому, что на каждой молекуле мРНК может одновременно синтезироваться множество белковых молекул. Репликация нуклеиновых кислот осуществляется благодаря образованию водородных связей между комплементарными основаниями исходной и дочерней цепей. Аминокислоты не образуют водородных связей с основаниями, так что прямое копирование матрицы невозможно. Они взаимодействуют с матрицей опосредованно, через "адапторные" нуклеиновые кислоты - небольшие молекулы транспортных РНК (тРНК), состоящие примерно из 80 оснований и способные связываться с мРНК. Каждая тРНК содержит специфическую последовательность из трех оснований, антикодон, который комплементарен группе из трех оснований, кодону, в мРНК. Антикодоны взаимодействуют с кодонами по правилу комплементарности, примерно так же, как взаимодействуют две цепи ДНК. Таким образом, последовательность оснований в мРНК определяет порядок присоединения тРНК, несущих аминокислоты. Схематически перенос информации от ДНК к белку можно представить следующим образом:

<a href='/dict/нуклеиновые' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕИНОВЫЕ</a> <a href='/dict/кислоты' class='wordLink' target='_blank'>КИСЛОТЫ</a>

Последовательность оснований в ДНК задает порядок следования аминокислот в белке, поскольку каждая аминокислота присоединяется специфическим ферментом только к определенным тРНК, а те, в свою очередь, - только к определенным кодонам в мРНК. Комплексы тРНК-аминокислота связываются с матрицей по одному в каждый данный момент времени. Ниже перечислены основные этапы белкового синтеза (см. также рисунок).

<a href='/dict/этапы' class='wordLink' target='_blank'>ЭТАПЫ</a> <a href='/dict/белкового' class='wordLink' target='_blank'>БЕЛКОВОГО</a> <a href='/dict/синтеза' class='wordLink' target='_blank'>СИНТЕЗА</a>

ЭТАПЫ БЕЛКОВОГО СИНТЕЗА

1. Ферменты, называемые аминоацил-тРНК-синтетазами, присоединяют аминокислоты к соответствующим тРНК. Таких ферментов 20, по одному для каждой аминокислоты. 2. Молекула мРНК присоединяется своим первым кодоном к небольшой частице, называемой рибосомой. Рибосомы состоят из примерно равных количеств рРНК и белка. Структура и функция рибосом весьма сложны, но главная их задача - облегчение взаимодействия мРНК и тРНК и ускорение полимеризации аминокислот, связанных с разными тРНК. 3. тРНК, нагруженная аминокислотой, связывается с соответствующим кодоном мРНК, которая, в свою очередь, контактирует с рибосомой. Образуется комплекс рибосома-мРНК-тРНК-аминокислота. 4. мРНК, подобно ленте на конвейере, продвигается по рибосоме на один кодон вперед. 5. Следующая тРНК, нагруженная аминокислотой, присоединяется ко второму кодону. 6. Первая и вторая аминокислоты связываются между собой. 7. Первая тРНК отсоединяется от комплекса, и теперь вторая тРНК несет две аминокислоты, связанные между собой. 8. мРНК снова продвигается на один кодон вперед, и все события повторяются, а растущая аминокислотная цепь удлиняется на одну аминокислоту. Процесс продолжается, пока не будет достигнут последний, "стоп"-кодон и последняя тРНК не отделится от готовой белковой цепи. В бактериальных клетках цепь из 100-200 аминокислот собирается за несколько секунд. В животных клетках этот процесс занимает около минуты.

Генетический код. Итак, каждая аминокислота в белке опосредованно детерминируется определенным кодоном (группой из 3 оснований) в мРНК и в конечном счете в ДНК. Поскольку в нуклеиновых кислотах имеется четыре вида оснований, число возможных кодонов составляет 4ґ4ґ4 = 64. Соответствие между кодонами и аминокислотами, которые они кодируют, называется генетическим или биологическим кодом. Это соответствие было установлено опытным путем: к разрушенным клеткам добавляли синтетические полинуклеотиды известного состава и смотрели, какие аминокислоты включаются в белки. Позднее появилась возможность прямо сравнить последовательности аминокислот в вирусных белках и оснований в вирусных нуклеиновых кислотах. Чрезвычайно интересно, что генетический код, за редкими исключениями, одинаков для всех организмов - от вирусов до человека. Одно из таких исключений составляют изменения в генетическом коде, используемом митохондриями. Митохондрии - это небольшие автономные субклеточные частицы (органеллы), присутствующие во всех клетках, кроме бактерий и зрелых эритроцитов. Предполагают, что когда-то митохондрии были самостоятельными организмами; проникнув в клетки, они со временем стали их неотъемлемой частью, но сохранили некоторое количество собственной ДНК и синтезируют несколько митохондриальных белков.

Вообще говоря, каждой аминокислоте соответствует более одного кодона. Большинство кодонов, кодирующих одну и ту же аминокислоту, имеют два одинаковых первых основания, но в трех случаях (для лейцина, серина и аргинина) имеются два альтернативных набора первых дублетов в кодонах, соответствующих одной и той же аминокислоте. Природа основания в третьем положении не столь важна; одна и та же аминокислота - глицин - может кодироваться по-разному: ГГУ, ГГЦ, ГГА и ГГГ. Однако кодоны для двух разных аминокислот могут иметь два одинаковых первых основания, и тогда различие между ними будет определяться природой третьего основания - пурином или пиримидином. Так, гистидин кодируется триплетами ЦАУ и ЦАЦ, а глутамин - ЦАА и ЦАГ. Три кодона, УАА, УАГ и УГА, не кодируют никаких аминокислот и называются "бессмысленными". Одна молекула ДНК кодирует много белковых цепей. Каждый отрезок, кодирующий одну цепь, называют цистроном. Начало и конец цистрона, а также граница раздела между ними помечаются с помощью своего рода знаков химической пунктуации. По крайней мере у бактерий в начале цистрона находится метиониновый кодон АУГ. Логично предположить, что первой аминокислотой в белке всегда должен быть метионин, но часто несколько первых аминокислот отщепляются ферментативно после окончания синтеза белка. Конец белковой цепи помечается одним или несколькими "бессмысленными" кодонами. У бактерий (прокариот) практически вся ДНК кодирует какие-либо белки или тРНК. Однако у высших форм (эукариот) значительная часть ДНК состоит из простых повторяющихся последовательностей и "молчащих" генов, которые не транскрибируются в РНК и поэтому не транслируются в белки. Кроме того, исходно синтезированная мРНК содержит участки, не детерминирующие никаких белковых последовательностей. Такие участки (интроны), расположенные между кодирующими участками (экзонами), перед началом синтеза белка удаляются специальными ферментами. Почему в ДНК существуют эти казалось бы бесполезные сегменты - неясно; возможно, они выполняют регуляторные функции. У простейшей Tetrahymena РНК сама удаляет свои интроны и соединяет свободные концы цепей, действуя как фермент по отношению к себе самой. Это единственное известное исключение из правила, согласно которому нуклеиновые кислоты не обладают ферментативной активностью.

Транспортные РНК и супрессия. Смысл информации, содержащейся в ДНК, если переводить ее на язык аминокислот, определяется как самой ДНК, так и считывающим механизмом, т.е. зависит не только от того, какие кодоны есть в ДНК и в какой последовательности они расположены, но также и от того, какие именно аминокислоты (и к каким тРНК) присоединяют аминоацил-тРНК-синтетазы. Конечно, природа синтетаз и тРНК тоже определяется ДНК, и в этом смысле ДНК является первичным детерминантом белковой последовательности. Тем не менее суммарная детерминация представляет собой функцию всей системы, поскольку результат зависит от исходных компонентов. Если бы соответствие между тРНК и аминокислотами было другим, смысл кодонов тоже изменился бы. Известно, что мутации в ДНК изменяют считывающий механизм и в результате меняют - пусть и незначительно - смысл кодонов. Так, в бактерии Escherichia coli глициновая тРНК обычно узнает в мРНК кодон ГГА; мутация в ДНК, с которой транскрибируется эта тРНК, изменяет антикодон глициновой тРНК таким образом, что теперь он узнает кодон АГА, соответствующий аргинину, и в белковой молекуле вместо аргинина появляется глицин. Это не обязательно имеет фатальные последствия, поскольку не все аргинины кодируются триплетом АГА и есть аргининовые тРНК, по-прежнему узнающие "свои" АГА. В результате измененными оказываются не все белковые молекулы. Иногда такие мутации, изменяющие антикодон, подавляют (супрессируют) мутации в кодоне. Например, если в результате мутации глициновый кодон ГГА превращается в АГА, он все же может прочитываться как глицин, если антикодон глициновой тРНК, в свою очередь, изменился так, что эта тРНК стала узнавать АГА. В этом случае вторая "ошибка" устраняет первую. Мутации, приводящие к изменению антикодонов, могут иметь разные последствия, поскольку один и тот же кодон может узнаваться несколькими тРНК. Вообще говоря, узнавание осуществляется благодаря комплементарности оснований кодона и антикодона, однако одно из оснований кодона может модифицироваться таким образом, что антикодон будет узнавать даже неполностью комплементарный кодон. В результате одна и та же тРНК может взаимодействовать с несколькими разными кодонами, кодирующими одну и ту же аминокислоту. Этот феномен неполного соответствия кодона и антикодона был назван Ф. Криком "шатанием".

Регуляция активности генов. Для организма было бы катастрофой, если бы во всех его клетках одновременно работали все гены и синтезировались все закодированные ими белки. Бактерии, например, должны все время приспосабливаться к условиям среды, синтезируя нужные ферменты. Все клетки высших организмов имеют один и тот же набор генов, но, к счастью, клетки мозга не продуцируют пищеварительные ферменты, а в хрусталике глаза не синтезируются мышечные белки. Активность гена характеризуется тем, транскрибируется ли он с образованием соответствующей мРНК. ДНК - длинная молекула, и в определенных ее участках имеются последовательности, называемые промоторами, которые распознаются специфическим транскрибирующим ферментом - полимеразой. В этих участках и только в них начинается транскрипция, продолжаясь до тех пор, пока не достигнет последовательности оснований, означающей конец считывания. Существуют особые репрессорные белки, которые связываются с ДНК поблизости от промотора в участке, называемом оператором. Образовавшийся комплекс блокирует транскрипцию, и мРНК не синтезируется. Таким образом, репрессорные белки являются ингибиторами транскрипции. С другой стороны, существуют небольшие молекулы, которые образуют комплекс с репрессорами и снимают их блокирующее действие на транскрипцию. Иными словами, они ингибируют ингибиторы. Так, у бактерий в норме отсутствуют ферменты, катализирующие расщепление некоторых сахаров; однако если один из этих сахаров появляется в среде, он образует комплекс с репрессором, ингибирование снимается и запускается синтез соответствующего фермента. Ферменты, синтез которых индуцируется собственными субстратами, называются индуцибельными. В ряде случаев, наоборот, репрессорный белок не блокирует транскрипцию мРНК, если он не связан с определенной молекулой. У бактерий некоторые ферменты, участвующие в синтезе определенных аминокислот, образуются только в отсутствие этих аминокислот, т.е. бактерии производят данные ферменты лишь по мере надобности. Если добавить в среду соответствующую аминокислоту, она образует комплекс с репрессором и активирует его, а тем самым ингибирует транскрипцию соответствующих генов. Уже образовавшаяся мРНК вскоре расщепляется, и синтез ферментов останавливается. Такие ферменты являются отрицально индуцибельными. Поскольку репрессорные белки сами кодируются генами, работа которых, в свою очередь, может регулироваться другими генами, а синтез малых молекул-индукторов и гормонов также в конечном счете регулируется генами, механизмы регуляции генной активности могут быть очень сложными.

ЛИТЕРАТУРА

Ичас М. Биологический код. М., 1971 Шабарова З.А., Богданов А.А. Химия нуклеиновых кислот и их компонентов, М., 1978 Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. М., 1987

Иллюстрированный энциклопедический словарь

Новый словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеиновый

Толковый словарь

Толковый словарь Ожегова

Энциклопедический словарь

Академический словарь

Орфографический словарь

Словарь ударений

Формы слов для слова нуклеиновый

Морфемно-орфографический словарь

нукл/е/и́н/ов/ый.

Грамматический словарь

Словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеины

нуклеоальбумин

Синонимы к слову нуклеоальбумин

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеоальбумины

нуклеогенез

Синонимы к слову нуклеогенез

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеогенезис

Синонимы к слову нуклеогенезис

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеозид

нуклеозидаза

нуклеозидазы

нуклеозидфосфат

Синонимы к слову нуклеозидфосфат

сущ., кол-во синонимов: 2

Полезные сервисы

нуклеозиды

Энциклопедический словарь

Большой энциклопедический словарь

Орфографический словарь

нуклеози́ды, -ов, ед. ч. -зи́д, -а

Словарь ударений

Новый словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеоид

Синонимы к слову нуклеоид

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеолит

Синонимы к слову нуклеолит

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеолиты

Словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеоль

Толковый словарь

Энциклопедический словарь

Большой энциклопедический словарь

Синонимы к слову нуклеоль

сущ., кол-во синонимов: 1

Сканворды для слова нуклеоль

- То же, что ядрышко.

Полезные сервисы

нуклеометр

Слитно. Раздельно. Через дефис

Полезные сервисы

нуклеомитуфобия

Синонимы к слову нуклеомитуфобия

сущ., кол-во синонимов: 1

фобия (608)

Полезные сервисы

нуклеон

Синонимы к слову нуклеон

сущ., кол-во синонимов: 2

Полезные сервисы

нуклеоплазма

Слитно. Раздельно. Через дефис

Синонимы к слову нуклеоплазма

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеопротеид

нуклеопротеиды

Энциклопедический словарь

Большой энциклопедический словарь

Орфографический словарь

Словарь ударений

Новый словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеопротеин

Синонимы к слову нуклеопротеин

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеосинтез

Энциклопедия Кольера

НУКЛЕОСИНТЕЗ - процесс, в котором ядра сложных, тяжелых химических элементов, таких, как кислород, железо и золото, образуются из более простых и легких атомных ядер (как правило, из водорода). На ранней стадии расширения Вселенной, когда ее вещество было плотным и горячим, везде существовали подходящие условия для нуклеосинтеза. Позже он происходил лишь в недрах звезд, в основном более массивных, чем наше Солнце. В обоих случаях основным процессом являются ядерные реакции, т.е. реакции, в которых при взаимодействии атомных ядер одного или нескольких типов возникают ядра нового типа. Эти реакции не только создали атомы, из которых состоим мы сами и наша планета; они же служат источником энергии для Солнца и прочих звезд. Нуклеосинтез, или нуклеогенез, нужно отличать от бариогенеза, т.е. от процесса, протекавшего в еще более ранней Вселенной, в котором составные части атомного ядра (протоны и нейтроны) формировались из кварков - наиболее фундаментальных частиц вещества.

Космологический нуклеосинтез. А. Пензиас и Р. Уилсон, обнаружив в 1965, что космическое пространство заполнено микроволновым излучением, подтвердили предсказание, сделанное почти за 20 лет до этого Р. Альфером, Р. Херманом и Г. Гамовым, которые теоретически изучали ядерные реакции в очень молодой Вселенной. Открытие реликтового микроволнового излучения доказало, что 10-20 млрд. лет назад Вселенная была очень плотной и горячей. Ее температура превышала 1 000 000 000 К, а плотность была как в недрах Солнца - именно такие условия требуются для ядерных реакций. Выяснив, что температура реликтового излучения составляет 2,75 К, астрономы определили типы и интенсивность ядерных реакций в те далекие времена. Почти все эти реакции удалось осуществить в лаборатории и определить, с какой интенсивностью происходят реакции при разных температурах, сколько при этом выделяется энергии и какие получаются продукты. Эти данные позволили разобраться в звездном нуклеогенезе, о котором пойдет речь в следующем разделе. Основными продуктами ядерных реакций в молодой Вселенной были водород и гелий в пропорции по массе примерно 3:1.

Сформировалось также мизерное количество тяжелого водорода (дейтерия, D или 2H), легкого гелия (3He) и лития (Li): всего несколько миллионных долей от общей массы. Поэтому самые первые звезды должны были состоять практически только из водорода и гелия. Тех первых звезд уже нет, но самые старые из сохранившихся звезд содержат менее 0,001% всех прочих элементов. А вот у Солнца и более молодых звезд эти элементы составляют по массе уже около 2%. Реакции в ранней Вселенной остановились на водороде и гелии с небольшим количеством примесей, потому что не существует устойчивых атомных ядер, содержащих 5 или 8 протонов и нейтронов. Именно поэтому из водородаодним протоном) и гелиядвумя протонами и двумя нейтронами) нельзя составить более сложные ядра. К тому времени, когда Вселенная охладилась настолько, что стали возможны и другие реакции, она так расширилась, что низкая плотность вещества сделала крайне маловероятным одновременное столкновение трех и более ядер для рождения более сложных элементов. Важная особенность космологического нуклеосинтеза состоит в том, что количество образовавшегося гелия, дейтерия и лития зависит от средней плотности Вселенной (рис. 1). При высокой плотности частицы чаще сталкиваются, поэтому многие протоны и нейтроны объединяются в ядра гелия и остается очень мало дейтерия; при низкой плотности образуется больше дейтерия, но меньше гелия и лития.

<a href='/dict/рис' class='wordLink' target='_blank'>Рис</a>. 1. <a href='/dict/космологический' class='wordLink' target='_blank'>КОСМОЛОГИЧЕСКИЙ</a> <a href='/dict/нуклеосинтез' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕОСИНТЕЗ</a> - <a href='/dict/образование' class='wordLink' target='_blank'>образование</a> <a href='/dict/химических' class='wordLink' target='_blank'>химических</a> <a href='/dict/элементов' class='wordLink' target='_blank'>элементов</a> в <a href='/dict/ранней' class='wordLink' target='_blank'>ранней</a> <a href='/dict/вселенной' class='wordLink' target='_blank'>Вселенной</a>. На <a href='/dict/вертикальной' class='wordLink' target='_blank'>вертикальной</a> <a href='/dict/оси' class='wordLink' target='_blank'>оси</a> <a href='/dict/указана' class='wordLink' target='_blank'>указана</a> <a href='/dict/доля' class='wordLink' target='_blank'>доля</a> <a href='/dict/вещества' class='wordLink' target='_blank'>вещества</a>, <a href='/dict/заключенная' class='wordLink' target='_blank'>заключенная</a> в <a href='/dict/изотопах' class='wordLink' target='_blank'>изотопах</a> <a href='/dict/гелий-' class='wordLink' target='_blank'>гелий-</a>4, <a href='/dict/гелий-' class='wordLink' target='_blank'>гелий-</a>3, <a href='/dict/дейтерий' class='wordLink' target='_blank'>дейтерий</a> (2H) и <a href='/dict/литий-' class='wordLink' target='_blank'>литий-</a>7, <a href='/dict/как' class='wordLink' target='_blank'>как</a> <a href='/dict/функция' class='wordLink' target='_blank'>функция</a> <a href='/dict/современной' class='wordLink' target='_blank'>современной</a> <a href='/dict/плотности' class='wordLink' target='_blank'>плотности</a> <a href='/dict/обычного' class='wordLink' target='_blank'>обычного</a> <a href='/dict/вещества' class='wordLink' target='_blank'>вещества</a> (<a href='/dict/горизонтальная' class='wordLink' target='_blank'>горизонтальная</a> <a href='/dict/ось' class='wordLink' target='_blank'>ось</a>). <a href='/dict/четыре' class='wordLink' target='_blank'>Четыре</a> <a href='/dict/заштрихованных' class='wordLink' target='_blank'>заштрихованных</a> <a href='/dict/прямоугольника' class='wordLink' target='_blank'>прямоугольника</a> <a href='/dict/показывают' class='wordLink' target='_blank'>показывают</a> <a href='/dict/наблюдаемую' class='wordLink' target='_blank'>наблюдаемую</a> <a href='/dict/долю' class='wordLink' target='_blank'>долю</a> <a href='/dict/этих' class='wordLink' target='_blank'>этих</a> <a href='/dict/изотопов' class='wordLink' target='_blank'>изотопов</a> в <a href='/dict/веществе' class='wordLink' target='_blank'>веществе</a>, <a href='/dict/которое' class='wordLink' target='_blank'>которое</a> не <a href='/dict/испытало' class='wordLink' target='_blank'>испытало</a> <a href='/dict/переработку' class='wordLink' target='_blank'>переработку</a> в <a href='/dict/звездах' class='wordLink' target='_blank'>звездах</a>. <a href='/dict/пунктирная' class='wordLink' target='_blank'>Пунктирная</a> <a href='/dict/вертикальная' class='wordLink' target='_blank'>вертикальная</a> <a href='/dict/линия' class='wordLink' target='_blank'>линия</a> <a href='/dict/указывает' class='wordLink' target='_blank'>указывает</a> <a href='/dict/верхний' class='wordLink' target='_blank'>верхний</a> <a href='/dict/предел' class='wordLink' target='_blank'>предел</a> <a href='/dict/плотности' class='wordLink' target='_blank'>плотности</a> <a href='/dict/обычного' class='wordLink' target='_blank'>обычного</a> <a href='/dict/вещества' class='wordLink' target='_blank'>вещества</a>, <a href='/dict/согласующийся' class='wordLink' target='_blank'>согласующийся</a> с <a href='/dict/распространенностью' class='wordLink' target='_blank'>распространенностью</a> <a href='/dict/этих' class='wordLink' target='_blank'>этих</a> <a href='/dict/элементов' class='wordLink' target='_blank'>элементов</a>, а <a href='/dict/сплошная' class='wordLink' target='_blank'>сплошная</a> <a href='/dict/вертикальная' class='wordLink' target='_blank'>вертикальная</a> <a href='/dict/линия' class='wordLink' target='_blank'>линия</a> - <a href='/dict/наиболее' class='wordLink' target='_blank'>наиболее</a> <a href='/dict/вероятная' class='wordLink' target='_blank'>вероятная</a> <a href='/dict/плотность' class='wordLink' target='_blank'>плотность</a> <a href='/dict/обычного' class='wordLink' target='_blank'>обычного</a> <a href='/dict/вещества' class='wordLink' target='_blank'>вещества</a>. <a href='/dict/этот' class='wordLink' target='_blank'>Этот</a> <a href='/dict/верхний' class='wordLink' target='_blank'>верхний</a> <a href='/dict/предел' class='wordLink' target='_blank'>предел</a> <a href='/dict/составляет' class='wordLink' target='_blank'>составляет</a> <a href='/dict/около' class='wordLink' target='_blank'>около</a> 15%, а <a href='/dict/вероятная' class='wordLink' target='_blank'>вероятная</a> <a href='/dict/величина' class='wordLink' target='_blank'>величина</a> - <a href='/dict/менее' class='wordLink' target='_blank'>менее</a> 10% от <a href='/dict/того' class='wordLink' target='_blank'>того</a> <a href='/dict/критического' class='wordLink' target='_blank'>критического</a> <a href='/dict/значения' class='wordLink' target='_blank'>значения</a> <a href='/dict/плотности' class='wordLink' target='_blank'>плотности</a>, <a href='/dict/при' class='wordLink' target='_blank'>при</a> <a href='/dict/котором' class='wordLink' target='_blank'>котором</a> <a href='/dict/расширение' class='wordLink' target='_blank'>расширение</a> <a href='/dict/вселенной' class='wordLink' target='_blank'>Вселенной</a> <a href='/dict/остановится' class='wordLink' target='_blank'>остановится</a> и <a href='/dict/сменится' class='wordLink' target='_blank'>сменится</a> <a href='/dict/сжатием' class='wordLink' target='_blank'>сжатием</a>. <a href='/dict/принято' class='wordLink' target='_blank'>Принято</a>, <a href='/dict/что' class='wordLink' target='_blank'>что</a> <a href='/dict/постоянная' class='wordLink' target='_blank'>постоянная</a> <a href='/dict/хаббла' class='wordLink' target='_blank'>Хаббла</a> <a href='/dict/равна' class='wordLink' target='_blank'>равна</a> 50 км/(с <a href='/dict/мпк' class='wordLink' target='_blank'>Мпк</a>) и <a href='/dict/что' class='wordLink' target='_blank'>что</a> <a href='/dict/существуют' class='wordLink' target='_blank'>существуют</a> <a href='/dict/три' class='wordLink' target='_blank'>три</a> <a href='/dict/типа' class='wordLink' target='_blank'>типа</a> <a href='/dict/нейтрино' class='wordLink' target='_blank'>нейтрино</a>.

Рис. 1. КОСМОЛОГИЧЕСКИЙ НУКЛЕОСИНТЕЗ - образование химических элементов в ранней Вселенной. На вертикальной оси указана доля вещества, заключенная в изотопах гелий-4, гелий-3, дейтерий (2H) и литий-7, как функция современной плотности обычного вещества (горизонтальная ось). Четыре заштрихованных прямоугольника показывают наблюдаемую долю этих изотопов в веществе, которое не испытало переработку в звездах. Пунктирная вертикальная линия указывает верхний предел плотности обычного вещества, согласующийся с распространенностью этих элементов, а сплошная вертикальная линия - наиболее вероятная плотность обычного вещества. Этот верхний предел составляет около 15%, а вероятная величина - менее 10% от того критического значения плотности, при котором расширение Вселенной остановится и сменится сжатием. Принято, что постоянная Хаббла равна 50 км/(с Мпк) и что существуют три типа нейтрино.

С другой стороны, плотность Вселенной определяет ее судьбу: будет ли расширение продолжаться вечно или остановится и сменится сжатием. Измеренное содержание гелия, дейтерия, 3He и лития показало, что плотности обычного вещества недостаточно, чтобы остановить расширение Вселенной. Если расширение Вселенной уравновешено гравитацией всего вещества, значит, основная его часть состоит из неизвестных частиц, отличных от обычных протонов, нейтронов и электронов. Предложено много кандидатов на роль этого неизвестного вещества, но ни один из них пока не наблюдался в лаборатории.

Звездный нуклеосинтез. Плотность и температуру в центре Солнца можно рассчитать, используя тот факт, что в каждой точке этой звезды давление газа должно уравновешивать тяжесть вышележащих слоев. Условия в Солнце оказываются подходящими для ядерных реакций. Звезды образуются, когда облака межзвездного газа сжимаются под действием гравитации. Облака с массой более 8% массы Солнца разогреваются от сжатия настолько, что в них начинают протекать ядерные реакции и они становятся звездами. Эти процессы иногда называют не ядерными реакциями, а "ядерным горением". Пока звезда формируется, газ в облаке движется турбулентно и хорошо перемешивается. Поэтому звезда начинает жизнь химически однородной. Затем она уже не перемешивается вплоть до поздних стадий эволюции; поэтому возникшие в ядерных реакциях элементы попадают из недр звезды на поверхность лишь в самом конце ее жизни. Солнце еще не достигло этой стадии. Первым сгорает водород. Поскольку его ядра состоят лишь из одного протона, они взаимодействуют при довольно низких температурах, около 107 К. Возможны две цепочки реакций. В одной, названной протон-протонным циклом, протоны взаимодействуют непосредственно. Четыре протона образуют одно ядро гелия. В более сложной цепочке реакций, названной CNO-циклом, также формируется ядро гелия из четырех протонов, но при этом углерод, азот и кислород служат катализаторами. В CNO-цикле, кроме гелия, образуется дополнительный азот - важный элемент для формирования протеинов (т.е. белков). Эти две цепочки реакций записаны ниже; символы b- и b+ означают электрон и позитрон, ne - нейтрино, а g - гамма-лучи:

<a href='/dict/нуклеосинтез' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕОСИНТЕЗ</a>

<a href='/dict/нуклеосинтез' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕОСИНТЕЗ</a>

От превращения водорода в гелий по любому из этих циклов выделяется столько энергии (7*10 13 Дж/кг), что одного грамма водорода хватило бы для езды на автомобиле в течение 10 лет. Поскольку водород горит медленно и выделяет так много энергии, он поддерживает свечение звезды около 90% времени ее жизни. Наше Солнце сжигает водород уже 4,5 млрд. лет и оставшихся запасов ему хватит еще примерно на столько же. Более массивные звезды сжигают свой запас быстрее - всего за миллионы лет.

Когда водород заканчивается, звезды с массой менее 40% солнечной умирают, превращаясь в тусклые и компактные белые карлики, состоящие из гелия. У более массивных звезд центральная область сжимается, и температура там достигает 108 К. При такой температуре возможно взаимодействие ядер гелия, а высокая плотность звездных недр делает вполне вероятной встречу трех или четырех таких ядер с реакцией рождения углерода или кислорода:

<a href='/dict/нуклеосинтез' class='wordLink' target='_blank'>НУКЛЕОСИНТЕЗ</a>

Образуется примерно равное количество углерода и кислорода, и это очень удачно, поскольку оба элемента биологически важны. У звезд с массой менее 6-8 масс Солнца этап вспышки гелия (длящийся всего несколько процентов от времени горения водорода) фактически является последним в их жизни. Часть гелия, азота, углерода и кислорода при этом выносится на поверхность. Яркость звезды увеличивается, она раздувается и сбрасывает оболочку в виде планетарной туманности, пополняя межзвездную среду этими элементами. Ядро звезды сохраняется в виде углеродно-кислородного белого карлика. У звезд с начальной массой более 6-8 масс Солнца продолжается сжатие ядра, и рост температуры в нем стимулирует дальнейшие ядерные реакции, рождающие широкую гамму новых элементов. Сначала сгорает углерод, давая в основном неон и натрий. Затем сгорает неон, порождая среди прочих элементов магний и алюминий. Затем горит кислород, давая среди прочего кремний и серу. Наконец, горит кремний, превращаясь в железо и близкие к нему элементы (никель, кобальт, марганец; см. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ). Эти реакции происходят при температуре около 109 К. В них выделяется сравнительно немного энергии, причем большая ее часть уходит в виде нейтрино. Эти последние стадии горения длятся всего несколько тысяч лет из более чем миллиона лет жизни массивной звезды. Каждая из описанных до сих пор ядерных реакций поддерживает излучение звезды. Но ядра железа связаны крепче всех прочих атомных ядер, поэтому их дальнейшие превращения уже не могут дать выхода энергии. Однако с поверхности звезды энергия продолжает уходить, так что может случиться катастрофа, когда в результате горения кремния сформируется железное ядро звезды слишком массивное, чтобы сопротивляться действию гравитации. Его предельная масса, впервые рассчитанная в 1931 С.Чандрасекаром, лежит в диапазоне от 1,1 до 1,4 масс Солнца. На рис. 2 показана структура звезды с исходной массой 18 масс Солнца перед окончанием горения кремния. Уже образовались все элементы от углерода до никеля, причем их относительное количество близко к тому, что наблюдается в межзвездной среде и у молодых звезд. Остаются два вопроса: 1) как эти элементы покидают звезду, в которой они родились, и 2) откуда берутся элементы тяжелее железа. Ответы на них прямо связаны с тем, что происходит со звездой, у которой растет железное ядро.

<a href='/dict/рис' class='wordLink' target='_blank'>Рис</a>. 2. <a href='/dict/внутреннее' class='wordLink' target='_blank'>ВНУТРЕННЕЕ</a> <a href='/dict/строение' class='wordLink' target='_blank'>СТРОЕНИЕ</a> <a href='/dict/звезды' class='wordLink' target='_blank'>ЗВЕЗДЫ</a> с <a href='/dict/начальной' class='wordLink' target='_blank'>начальной</a> <a href='/dict/массой' class='wordLink' target='_blank'>массой</a> от 18 до 20 <a href='/dict/масс' class='wordLink' target='_blank'>масс</a> <a href='/dict/солнца' class='wordLink' target='_blank'>Солнца</a> <a href='/dict/накануне' class='wordLink' target='_blank'>накануне</a> <a href='/dict/коллапса' class='wordLink' target='_blank'>коллапса</a> ее <a href='/dict/ядра' class='wordLink' target='_blank'>ядра</a>. <a href='/dict/звезда' class='wordLink' target='_blank'>Звезда</a> <a href='/dict/потеряла' class='wordLink' target='_blank'>потеряла</a> <a href='/dict/некоторое' class='wordLink' target='_blank'>некоторое</a> <a href='/dict/количество' class='wordLink' target='_blank'>количество</a> <a href='/dict/вещества' class='wordLink' target='_blank'>вещества</a>, но <a href='/dict/около' class='wordLink' target='_blank'>около</a> <a href='/dict/половины' class='wordLink' target='_blank'>половины</a> ее <a href='/dict/массы' class='wordLink' target='_blank'>массы</a> <a href='/dict/все' class='wordLink' target='_blank'>все</a> <a href='/dict/еще' class='wordLink' target='_blank'>еще</a> <a href='/dict/занимает' class='wordLink' target='_blank'>занимает</a> <a href='/dict/первичная' class='wordLink' target='_blank'>первичная</a>, <a href='/dict/богатая' class='wordLink' target='_blank'>богатая</a> <a href='/dict/водородом' class='wordLink' target='_blank'>водородом</a> <a href='/dict/оболочка' class='wordLink' target='_blank'>оболочка</a>. <a href='/dict/горизонтальная' class='wordLink' target='_blank'>Горизонтальная</a> <a href='/dict/ось' class='wordLink' target='_blank'>ось</a> <a href='/dict/размечена' class='wordLink' target='_blank'>размечена</a> в <a href='/dict/единицах' class='wordLink' target='_blank'>единицах</a> <a href='/dict/солнечной' class='wordLink' target='_blank'>солнечной</a> <a href='/dict/массы' class='wordLink' target='_blank'>массы</a>, <a href='/dict/заключенных' class='wordLink' target='_blank'>заключенных</a> <a href='/dict/внутри' class='wordLink' target='_blank'>внутри</a> <a href='/dict/данного' class='wordLink' target='_blank'>данного</a> <a href='/dict/радиуса' class='wordLink' target='_blank'>радиуса</a>. <a href='/dict/внутри' class='wordLink' target='_blank'>Внутри</a> <a href='/dict/полукруглых' class='wordLink' target='_blank'>полукруглых</a> <a href='/dict/зон' class='wordLink' target='_blank'>зон</a> <a href='/dict/указаны' class='wordLink' target='_blank'>указаны</a> <a href='/dict/доминирующие' class='wordLink' target='_blank'>доминирующие</a> <a href='/dict/химические' class='wordLink' target='_blank'>химические</a> <a href='/dict/элементы' class='wordLink' target='_blank'>элементы</a>. <a href='/dict/зоны' class='wordLink' target='_blank'>Зоны</a> <a href='/dict/разделены' class='wordLink' target='_blank'>разделены</a> <a href='/dict/тонкими' class='wordLink' target='_blank'>тонкими</a> <a href='/dict/оболочками' class='wordLink' target='_blank'>оболочками</a>, в <a href='/dict/которых' class='wordLink' target='_blank'>которых</a> <a href='/dict/происходит' class='wordLink' target='_blank'>происходит</a> <a href='/dict/горение' class='wordLink' target='_blank'>горение</a> <a href='/dict/водорода' class='wordLink' target='_blank'>водорода</a>, <a href='/dict/гелия' class='wordLink' target='_blank'>гелия</a>, <a href='/dict/углерода' class='wordLink' target='_blank'>углерода</a>, <a href='/dict/неона' class='wordLink' target='_blank'>неона</a>, <a href='/dict/кислорода' class='wordLink' target='_blank'>кислорода</a> и <a href='/dict/кремния' class='wordLink' target='_blank'>кремния</a> (<a href='/dict/перечислены' class='wordLink' target='_blank'>перечислены</a> в <a href='/dict/направлении' class='wordLink' target='_blank'>направлении</a> к <a href='/dict/центру' class='wordLink' target='_blank'>центру</a>). На <a href='/dict/оболочках' class='wordLink' target='_blank'>оболочках</a> <a href='/dict/указана' class='wordLink' target='_blank'>указана</a> <a href='/dict/температура' class='wordLink' target='_blank'>температура</a> в <a href='/dict/кельвинах' class='wordLink' target='_blank'>кельвинах</a> (<a href='/dict/слева' class='wordLink' target='_blank'>слева</a>), <a href='/dict/плотность' class='wordLink' target='_blank'>плотность</a> в <a href='/dict/граммах' class='wordLink' target='_blank'>граммах</a> на <a href='/dict/кубический' class='wordLink' target='_blank'>кубический</a> <a href='/dict/сантиметр' class='wordLink' target='_blank'>сантиметр</a> (<a href='/dict/справа' class='wordLink' target='_blank'>справа</a>) и <a href='/dict/радиус' class='wordLink' target='_blank'>радиус</a> в <a href='/dict/сантиметрах' class='wordLink' target='_blank'>сантиметрах</a> (<a href='/dict/правее' class='wordLink' target='_blank'>правее</a> <a href='/dict/центра' class='wordLink' target='_blank'>центра</a>).

Рис. 2. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗДЫ с начальной массой от 18 до 20 масс Солнца накануне коллапса ее ядра. Звезда потеряла некоторое количество вещества, но около половины ее массы все еще занимает первичная, богатая водородом оболочка. Горизонтальная ось размечена в единицах солнечной массы, заключенных внутри данного радиуса. Внутри полукруглых зон указаны доминирующие химические элементы. Зоны разделены тонкими оболочками, в которых происходит горение водорода, гелия, углерода, неона, кислорода и кремния (перечислены в направлении к центру). На оболочках указана температура в кельвинах (слева), плотность в граммах на кубический сантиметр (справа) и радиус в сантиметрах (правее центра).

Сверхновые. Когда сердцевина массивной звезды приближается к пределу Чандрасекара, почти одновременно начинается несколько процессов: некоторые ядра железа раскалываются на ядра гелия, протоны захватывают электроны и превращаются в нейтроны, а нейтрино активно уносят энергию. Эти процессы охлаждают сердцевину звезды до такой степени, что ее внутреннее давление больше не может сопротивляться гравитации, и она катастрофически сжимается. Ее коллапс длится всего около секунды; при этом выделяется энергия порядка 1046 Дж, больше, чем звезда излучила за всю свою жизнь. Подавляющая часть этой энергии уходит в форме нейтрино и гравитационных волн, но примерно 1% идет на нагрев внешних слоев звезды и их сброс. На короткое время звезда становится сравнима по яркости с целой галактикой, и ее называют "сверхновой". В 1987 в соседней с нами галактике Большое Магелланово Облако (БМО) вспыхнула сверхновая. Наблюдались не только ее световая вспышка, но и поток нейтрино, сброшенная оболочка и тяжелые элементы. При взрыве сверхновой происходят четыре важные для нуклеосинтеза процесса. Во-первых, кислород, неон, кремний и прочие образовавшиеся в звезде элементы при взрыве попадают в межзвездную среду. Именно поэтому все звезды, следующие за их первым поколением, уже состоят не из чистого водорода и гелия. Во-вторых, проходящая через оболочку энергия нагревает газ и стимулирует ядерные реакции, в которых формируются различные элементы и их изотопы, окружающие нас. Даже покидающие ядро нейтрино вызывают несколько дополнительных реакций, которые служат, например, основным источником фтора. В-третьих, избыток энергии, железа и нейтронов делает возможным синтез элементов тяжелее железа (см. ниже). В-четвертых, расширяющаяся газовая оболочка звезды, сталкиваясь с окружающим межзвездным газом, порождает ударные волны, в которых отдельные атомы, по-видимому, получают огромную энергию и входят в состав космических лучей. В свою очередь, космические лучи, сталкиваясь в межзвездной среде с ядрами углерода, азота, кислорода и других элементов, расщепляют их, образуя, например, бериллий и бор, которые, по-видимому, не формируются ни в ранней Вселенной, ни в звездах. Сверхновые описанного выше типа, включая Сверхновую 1987А в БМО, получаются только из массивных, короткоживущих звезд. Однако иногда фиксируются взрывы сверхновых среди довольно старых и не очень массивных звезд. Физика этого процесса должна быть совершенно иной, поскольку звезды умеренной массы должны заканчивать жизнь, превращаясь в белый карлик, а не испытывать коллапс ядра. Однако углеродно-кислородный белый карлик взрывается, если его масса превышает предел Чандрасекара. Значит, он может взорваться, если с соседней звезды на него перетечет газ (таких пар немало, в них иногда наблюдаются вспышки новых) или если два белых карлика одной системы сблизятся и сольются. При взрывном горении углерода и кислорода в основном образуются железо и близкие к нему элементы. Выделившейся энергии достаточно для объяснения феномена сверхновой у старых звезд. Взорвавшаяся звезда разрушается и не оставляет после себя нейтронной звезды, как сверхновые с коллапсирующими ядрами. Итак, сверхновые и их родительские звезды создают элементы от углерода до никеля и выбрасывают их в космическое пространство. Водород, гелий и немного лития сохранились от нуклеосинтеза в ранней Вселенной. Бериллий, бор и дополнительный литий созданы космическими лучами. Но откуда взялись более тяжелые элементы?

s-, r- и p-процессы. Образование ядер сложнее железа сталкивается с двумя проблемами. Во-первых, в этих реакциях не выделяется энергия, которая могла бы сделать их самоподдерживающимися; напротив, они потребляют энергию. Во-вторых, в этих ядрах уже так много протонов, что им трудно сблизиться, не разрушив друг друга. Поэтому синтез элементов от меди до урана возможен только путем добавления нейтроновэнергии) к железу. Захватив от одного до трех нейтронов, ядра становятся нестабильными и распадаются, превращая один или больше нейтронов в протоны и образуя таким образом элементы тяжелее железа. Детали этого сложного процесса были описаны в середине 1950-х годов А.Камероном в Канаде, а также М. и Дж.Бербидж, У.Фаулером и Ф. Хойлом, работавшими в США. Поскольку все образующиеся в этом процессе элементы редки, через него проходит немного вещества. Какие именно элементы и изотопы рождаются, зависит от того, каков поток нейтронов и как долго он действует на вещество. Сверхновые выбрасывают гигантский поток нейтронов за короткое время, поэтому образуются стабильные изотопы элементов с избытком нейтронов. Поскольку захват нейтронов происходит быстро, этот процесс синтеза элементов называют r-процессом (от англ. rapid - быстро). Большинство прочих изотопов может образоваться при медленном захвате нейтронов. В этих реакциях, известных как s-процесс (от англ. slow - медленно) требуется захватить несколько нейтронов за годы, а не за секунды. Подходящие условия для s-процесса появляются на поздних стадиях жизни звезд, когда водород с гелием в них выгорают и они становятся белыми карликами. Нейтроны, вылетающие, например, из ядер 13С, достаточно энергичны, чтобы внедриться в ядра железа или более массивные ядра. Есть прямые тому свидетельства: некоторые постаревшие звезды непосредственно перед сбросом планетарной туманности имеют на поверхности много бария и других характерных для s-процесса элементов. Иногда наблюдается технеций, а поскольку у него нет стабильных изотопов и он распадается менее чем за миллион лет, то ясно, что он был "изготовлен" в самой звезде. На рис. 3 показана цепочка захватов и распадов в s-процессе от иттербия (с 70-ю протонами) до осмия (76 протонов). Изотопы, родившиеся в r- и s-процессах, обозначены соответственно. Некоторые очень редкие изотопы не создаются ни одним из этих процессов, однако их можно получить, добавляя протоны, отнимая нейтроны или превращая нейтроны в протоны в продуктах r- и s-процессов. Все это называют p-процессом (от proton); его могут вызывать космические лучи, ударные волны и нейтрино от сверхновых.

<a href='/dict/рис' class='wordLink' target='_blank'>Рис</a>. 3. S-<a href='/dict/процесс' class='wordLink' target='_blank'>ПРОЦЕСС</a> (<a href='/dict/медленный' class='wordLink' target='_blank'>медленный</a> <a href='/dict/захват' class='wordLink' target='_blank'>захват</a> <a href='/dict/нейтронов' class='wordLink' target='_blank'>нейтронов</a>) <a href='/dict/для' class='wordLink' target='_blank'>для</a> <a href='/dict/элементов' class='wordLink' target='_blank'>элементов</a> от <a href='/dict/иттербия-' class='wordLink' target='_blank'>иттербия-</a>174 до <a href='/dict/осмия-' class='wordLink' target='_blank'>осмия-</a>189. <a href='/dict/все' class='wordLink' target='_blank'>Все</a> <a href='/dict/нуклиды' class='wordLink' target='_blank'>нуклиды</a> (<a href='/dict/виды' class='wordLink' target='_blank'>виды</a> <a href='/dict/атомов' class='wordLink' target='_blank'>атомов</a>), <a href='/dict/лежащие' class='wordLink' target='_blank'>лежащие</a> на <a href='/dict/сплошной' class='wordLink' target='_blank'>сплошной</a> <a href='/dict/ломаной' class='wordLink' target='_blank'>ломаной</a> <a href='/dict/линии' class='wordLink' target='_blank'>линии</a>, <a href='/dict/показывающей' class='wordLink' target='_blank'>показывающей</a> <a href='/dict/стрелками' class='wordLink' target='_blank'>стрелками</a> <a href='/dict/путь' class='wordLink' target='_blank'>путь</a> <a href='/dict/этого' class='wordLink' target='_blank'>этого</a> <a href='/dict/процесса' class='wordLink' target='_blank'>процесса</a>, <a href='/dict/захватывают' class='wordLink' target='_blank'>захватывают</a> <a href='/dict/нейтроны' class='wordLink' target='_blank'>нейтроны</a> в <a href='/dict/медленной' class='wordLink' target='_blank'>медленной</a> <a href='/dict/шкале' class='wordLink' target='_blank'>шкале</a> <a href='/dict/времени' class='wordLink' target='_blank'>времени</a>. <a href='/dict/нуклиды' class='wordLink' target='_blank'>Нуклиды</a> <a href='/dict/справа' class='wordLink' target='_blank'>справа</a> от <a href='/dict/этой' class='wordLink' target='_blank'>этой</a> <a href='/dict/линии' class='wordLink' target='_blank'>линии</a> <a href='/dict/могут' class='wordLink' target='_blank'>могут</a> <a href='/dict/быть' class='wordLink' target='_blank'>быть</a> <a href='/dict/получены' class='wordLink' target='_blank'>получены</a> <a href='/dict/только' class='wordLink' target='_blank'>только</a> в r-<a href='/dict/процессе' class='wordLink' target='_blank'>процессе</a> (<a href='/dict/быстрый' class='wordLink' target='_blank'>быстрый</a> <a href='/dict/захват' class='wordLink' target='_blank'>захват</a> <a href='/dict/нейтронов' class='wordLink' target='_blank'>нейтронов</a>), а <a href='/dict/слева' class='wordLink' target='_blank'>слева</a> - <a href='/dict/только' class='wordLink' target='_blank'>только</a> в p-<a href='/dict/процессе' class='wordLink' target='_blank'>процессе</a> (<a href='/dict/захват' class='wordLink' target='_blank'>захват</a> <a href='/dict/протонов' class='wordLink' target='_blank'>протонов</a> <a href='/dict/или' class='wordLink' target='_blank'>или</a> <a href='/dict/отщепление' class='wordLink' target='_blank'>отщепление</a> <a href='/dict/нейтронов' class='wordLink' target='_blank'>нейтронов</a> от <a href='/dict/тяжелого' class='wordLink' target='_blank'>тяжелого</a> <a href='/dict/ядра' class='wordLink' target='_blank'>ядра</a>). <a href='/dict/для' class='wordLink' target='_blank'>Для</a> <a href='/dict/каждого' class='wordLink' target='_blank'>каждого</a> <a href='/dict/нуклида' class='wordLink' target='_blank'>нуклида</a> <a href='/dict/указаны' class='wordLink' target='_blank'>указаны</a> <a href='/dict/наименование' class='wordLink' target='_blank'>наименование</a>, <a href='/dict/атомная' class='wordLink' target='_blank'>атомная</a> <a href='/dict/масса' class='wordLink' target='_blank'>масса</a>, <a href='/dict/время' class='wordLink' target='_blank'>время</a> <a href='/dict/жизни' class='wordLink' target='_blank'>жизни</a> в <a href='/dict/основном' class='wordLink' target='_blank'>основном</a> <a href='/dict/состоянии' class='wordLink' target='_blank'>состоянии</a> (<a href='/dict/если' class='wordLink' target='_blank'>если</a> <a href='/dict/подвержен' class='wordLink' target='_blank'>подвержен</a> b-<a href='/dict/распаду' class='wordLink' target='_blank'>распаду</a>), и <a href='/dict/процессы' class='wordLink' target='_blank'>процессы</a>, <a href='/dict/ответственные' class='wordLink' target='_blank'>ответственные</a> за <a href='/dict/его' class='wordLink' target='_blank'>его</a> <a href='/dict/формирование' class='wordLink' target='_blank'>формирование</a>. <a href='/dict/существует' class='wordLink' target='_blank'>Существует</a> <a href='/dict/ответвление' class='wordLink' target='_blank'>ответвление</a> <a href='/dict/для' class='wordLink' target='_blank'>для</a> Lu-176, <a href='/dict/который' class='wordLink' target='_blank'>который</a> <a href='/dict/испытывает' class='wordLink' target='_blank'>испытывает</a> b-<a href='/dict/распад' class='wordLink' target='_blank'>распад</a> <a href='/dict/или' class='wordLink' target='_blank'>или</a> <a href='/dict/захватывает' class='wordLink' target='_blank'>захватывает</a> <a href='/dict/нейтрон' class='wordLink' target='_blank'>нейтрон</a>, <a href='/dict/поскольку' class='wordLink' target='_blank'>поскольку</a> у <a href='/dict/него' class='wordLink' target='_blank'>него</a> <a href='/dict/есть' class='wordLink' target='_blank'>есть</a> <a href='/dict/низкое' class='wordLink' target='_blank'>низкое</a> <a href='/dict/возбужденное' class='wordLink' target='_blank'>возбужденное</a> <a href='/dict/состояние' class='wordLink' target='_blank'>состояние</a> с <a href='/dict/коротким' class='wordLink' target='_blank'>коротким</a> <a href='/dict/временем' class='wordLink' target='_blank'>временем</a> <a href='/dict/жизни' class='wordLink' target='_blank'>жизни</a>. <a href='/dict/поскольку' class='wordLink' target='_blank'>Поскольку</a> <a href='/dict/населенность' class='wordLink' target='_blank'>населенность</a> <a href='/dict/этого' class='wordLink' target='_blank'>этого</a> <a href='/dict/состояния' class='wordLink' target='_blank'>состояния</a> <a href='/dict/зависит' class='wordLink' target='_blank'>зависит</a> от <a href='/dict/температуры' class='wordLink' target='_blank'>температуры</a> и <a href='/dict/электронной' class='wordLink' target='_blank'>электронной</a> <a href='/dict/плотности' class='wordLink' target='_blank'>плотности</a> <a href='/dict/среды' class='wordLink' target='_blank'>среды</a>, <a href='/dict/где' class='wordLink' target='_blank'>где</a> <a href='/dict/протекает' class='wordLink' target='_blank'>протекает</a> <a href='/dict/нуклеосинтез' class='wordLink' target='_blank'>нуклеосинтез</a>, <a href='/dict/содержание' class='wordLink' target='_blank'>содержание</a> <a href='/dict/различных' class='wordLink' target='_blank'>различных</a> <a href='/dict/нуклидов' class='wordLink' target='_blank'>нуклидов</a>, <a href='/dict/возникших' class='wordLink' target='_blank'>возникших</a> на <a href='/dict/этом' class='wordLink' target='_blank'>этом</a> <a href='/dict/разветвлении' class='wordLink' target='_blank'>разветвлении</a>, <a href='/dict/можно' class='wordLink' target='_blank'>можно</a> <a href='/dict/использовать' class='wordLink' target='_blank'>использовать</a> <a href='/dict/для' class='wordLink' target='_blank'>для</a> <a href='/dict/оценки' class='wordLink' target='_blank'>оценки</a> <a href='/dict/условий' class='wordLink' target='_blank'>условий</a>, в <a href='/dict/которых' class='wordLink' target='_blank'>которых</a> <a href='/dict/протекал' class='wordLink' target='_blank'>протекал</a> s-<a href='/dict/процесс' class='wordLink' target='_blank'>процесс</a>.

Рис. 3. S-ПРОЦЕСС (медленный захват нейтронов) для элементов от иттербия-174 до осмия-189. Все нуклиды (виды атомов), лежащие на сплошной ломаной линии, показывающей стрелками путь этого процесса, захватывают нейтроны в медленной шкале времени. Нуклиды справа от этой линии могут быть получены только в r-процессе (быстрый захват нейтронов), а слева - только в p-процессе (захват протонов или отщепление нейтронов от тяжелого ядра). Для каждого нуклида указаны наименование, атомная масса, время жизни в основном состоянии (если подвержен b-распаду), и процессы, ответственные за его формирование. Существует ответвление для Lu-176, который испытывает b-распад или захватывает нейтрон, поскольку у него есть низкое возбужденное состояние с коротким временем жизни. Поскольку населенность этого состояния зависит от температуры и электронной плотности среды, где протекает нуклеосинтез, содержание различных нуклидов, возникших на этом разветвлении, можно использовать для оценки условий, в которых протекал s-процесс.

Нерешенные проблемы. Основные этапы нуклеосинтеза в ранней Вселенной, в звездах и сверхновых были поняты в середине 1950, а большинство деталей получило объяснение к середине 1970-х годов. Среди оставшихся вопросов выделим такие: 1) Каково массовое отношение углерода к кислороду после гелиевой вспышки (это отношение чрезвычайно важно для дальнейшей эволюции массивных звезд)? 2) Где именно протекает r-процесс? 3) Какие нуклиды, обязанные p-процессу, рождаются в различных эпизодах нуклеосинтеза? 4) Каков относительный вклад сверхновых с коллапсирующим ядром, с одной стороны, и порожденных CO-взрывом, с другой, в образование железа и прочих тяжелых элементов?

См. также

АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА;

АТОМ;

КОСМОЛОГИЯ;

ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ;

ГАЛАКТИКИ;

ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС;

ТУМАННОСТИ;

НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА;

ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ;

ЗВЕЗДЫ;

СОЛНЦЕ;

СВЕРХНОВАЯ ЗВЕЗДА.

ЛИТЕРАТУРА

Тейлер Р.Дж. Происхождение химических элементов. М., 1975 Ядерная астрофизика. М., 1986

Синонимы к слову нуклеосинтез

сущ., кол-во синонимов: 1

Сканворды для слова нуклеосинтез

Полезные сервисы

нуклеотид

Синонимы к слову нуклеотид

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеотидную

нуклеотидный

нуклеотидный код

Новый словарь иностранных слов

Полезные сервисы

нуклеотидтрансфераза

Синонимы к слову нуклеотидтрансфераза

сущ., кол-во синонимов: 1

Полезные сервисы

нуклеотиды

Энциклопедический словарь

Нуклеоти́ды (нуклеозидфосфаты), фосфорные эфиры нуклеозидов; состоят из азотистого основания (пуринового или пиримидинового), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты. Соединения из одного, двух, трёх, нескольких или многих остатков нуклеотидов называются соответственно моно-, ди-, три-, олиго- или полинуклеотидами. Нуклеотиды - составная часть нуклеиновых кислот, коферментов и других биологически активных соединений.

* * *

НУКЛЕОТИДЫ - НУКЛЕОТИ́ДЫ (нуклеозидфосфаты), фосфорные эфиры нуклеозидов (см. НУКЛЕОЗИДЫ); состоят из азотистого основания (пуринового или пиримидинового), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты. Соединения из одного, двух, трех, нескольких или многих остатков нуклеотидов называются соответственно моно-, ди-, три-, олиго- или полинуклеотидами. Нуклеотиды - составная часть нуклеиновых кислот, коферментов и других биологически активных соединений.

Большой энциклопедический словарь

Иллюстрированный энциклопедический словарь

Орфографический словарь

нуклеоти́ды, -ов, ед. ч. -ти́д, -а

Словарь ударений

Полезные сервисы