Физическая и коллоидная химия. Основные термины и определения. Учебное пособие - Сергей Белопухов

Гель-электрофорез в градиенте пульсирующего поля. Вариант метода электрофореза в агарозном геле. Характеризуется чередующимися электрическими импульсами полей, расположенных под тупым углом друг к другу. Продолжительность импульсов от 1 до 90 с. Метод используется для высокоразрешающего разделения макромолекул, в частности, фрагментов ДНК (или целых хромосом, например, дрожжей) размером от 100 до 2000 и более тысяч пар нуклеотидов. Метод предложен Д. Шварцем и Ч. Кантором (1984).

Гемадсорбция. Процесс адсорбции эритроцитов на поверхности инфицированных вирусами клеток. Наблюдается в основном у вирусов, вирионы которых после образования выходят из клетки путем почкования, например, у орто- и парамиксовирусов. Проводят для индикации вируса на чувствительной к нему культуре клеток. Наблюдают различия в типе адсорбции (диффузный, очаговый), в виде сорбируемых эритроцитов (человека, обезьян, морской свинки и др.), в температуре, при которой протекает реакция (37 °C, 0 °C), наличии элюции (есть, нет). Гемадсорбция может быть заторможена предварительной инкубацией инфицированной вирусом культуры клеток. Реакцию торможения гемадсорбции используют для идентификации вирусов. 1) Способность культур клеток, зараженных вирусами (ортомиксовирусами, парамиксовирусами, тогавирусами), адсорбировать эритроциты различных животных, что объясняется включением в плазматическую мембрану синтезирующихся вирусных белков. 2) Способность клеток, зараженных некоторыми вирусами (гемагглютинирующими), фиксировать на своей поверхности эритроциты. 3) Явление, используемое для диагностики некоторых инфекционных болезней.

Генная инженерия. Направление биотехнологии, разрабатывающее генно-инженерные клеточные методы и технологии создания трансгенных растений как сырья для биотоплива и биодизеля, а также трансгенных пород животных и птицы. В ее основе лежат специальные технологии на нано- и пикоразмерном уровне (10–12 м).

Геномика. Новое направление генетики, изучающее геном, индивидуальные гены на молекулярном уровне, структуру (сиквенс) гена, его экспрессию и механизмы регуляции активности, а также клонирование гена и использование его в генно-инженерных целях. Одной из задач структурной геномики является построение детальных генетических и физиологических карт организмов. Основой для построения этих карт служат молекулярно-генетические маркеры. Поэтому разрешающая способность карт определяется количеством известных молекулярно-генетических маркеров. Для создания маркеров используются, например, молекулярные методы, позволившие создать тест-системы на уровне продуктов генов (белковый полиморфизм), а позднее на уровне генетического материала клетки (полиморфизм ДНК). Более перспективным представляется использование в качестве маркерных систем полиморфных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК. Гомологичные последовательности ДНК у разных индивидов могут различаться по одному или нескольким основаниям в результате точечных мутаций, вставок, делений или инверсий. Такие последовательности ДНК называются полиморфными, а само явление гетерогенности или вариабельности нуклеотидного состава гомологичных последовательностей – полиморфизмом ДНК. Использование в качестве маркерных систем полиморфных последовательностей ДНК позволяет тестировать генетический полиморфизм непосредственно на уровне генотипа, а не на уровне продуктов генов, как в случае использования метода белкового полиморфизма. Картирование геномов играет существенную роль в разработке новых средств диагностики наследственных заболеваний и создания исходного материала для коррекции таких заболеваний (генотерапия).

Геномика функциональная. Раздел современной молекулярной биологии, устанавливающий особенности структурно-функциональной организации генов, а также молекулярные механизмы генетических заболеваний. Фундамент этой новой науки составляют: определение первичных последовательностей ДНК, их физическая упорядоченность в геномах, размах и закономерности их полиморфизма, скорость эволюции. Использование микроматриц оказывается высокоэффективным для выявления полиморфизма участков ДНК как внутри видов, так и при сравнении генов между разными таксонами. Способность зондов к гибридизации с ДНК микроматриц существенно изменяется при наличии даже единственного неспаренного нуклеотида в гибридах зонд – мишень. Это позволяет с высокой эффективностью выявлять полиморфизм в сравниваемых фрагментах ДНК даже на уровне различий в единичных нуклеотидах.

Геомодификатор. Специальная микро- или нанодобавка в топливно-смазочные материалы и технологические среды на базе минералов геологического (реже – искусственного) происхождения, которые могут вступать во взаимодействие с контактируемыми (трущимися) участками деталей и формировать на них металлокерамический слой, частично восстанавливающий дефекты поверхностей трения.

Гербициды. Вещества, уничтожающие нежелательные растения. Гербициды, применяемые для уничтожения деревьев и кустарников, называются также арборицидами; вещества, служащие для борьбы с водорослями, – альгицидами. Главная область применения – уничтожение сорняков в посевах сельскохозяйственных культур.

Гетероадагуляция. Осаждение и прилипание (адгезия) дисперсной фазы на макроповерхностях тел, помещенных в дисперсную систему. Гетероадагуляции способствует наличие противоположных зарядов на поверхностях взаимодействующих тел. Имеет большое значение при получении пленок, покрытий, модифицировании поверхности.

Гетерогенная система. Система, которая состоит из двух или нескольких фаз, т. е. частей, отличающихся по свойствам и соприкасающихся по поверхностям раздела. Примеры: жидкость – насыщенный пар; соль – насыщенный раствор; две ограниченно смешивающиеся друг с другом жидкости.

Гетерогенность. Многофазность. Выступает в коллоидной химии как признак, указывающий на наличие межфазной поверхности, поверхностного слоя. Н. П. Песков писал: «Коллоидная система есть система гетерогенная, то есть многофазная. С этой многофазностью коллоидных систем и с фактом существования у них поверхности раздела связаны все самые существенные и характерные свойства коллоидов» (1934).

Гетерогенные реакции. Реакции, протекающие между веществами, находящимися в разных фазах. Например: газ – жидкость, газ – твердое вещество, жидкость – твердое вещество, а также две несмешивающиеся жидкости. Гетерогенные реакции проходят на границе фаз. Примеры:

CaCO3 (тв) + H2SO4 (ж) = CaSO4 (тв.) + H2O (ж) + CO2 (г)

4Al (тв.) + 3O2 (г) = 2Al2O3 (тв.)

2C2H5OH (ж) + 2Na (тв.) = 2C2H5ONa (ж) + H2 (г)

Гетерогенный катализ. Изменение скорости химической реакции при воздействии катализаторов, образующих самостоятельную фазу и отделенных от реагирующих веществ границей раздела.

Гетерокоагуляция. Взаимная коагуляция разнородных дисперсных систем. Если поверхности дисперсных фаз смешиваемых систем имеют заряды противоположного знака, то гетерокоагуляция тем сильнее, чем полнее происходит нейтрализация зарядов частиц. При смешении систем с одноименно заряженными частицами, как правило, образуются устойчивые смешанные системы. Гетерокоагуляция широко используется в процессах водоподготовки и очистки сточных вод.

Гетерополимер. Полимер, состоящий из разных мономеров. Пример: нуклеиновые кислоты.

Гетерополимерный белок. Белок, образованный из нескольких полипептидных цепей разных типов, т. е. различающихся по последовательности аминокислот (гетеродимер, гетеротетрамер и т. д.).

Гетероструктура. Комбинация нескольких гетеропереходов (контакт двух разных полупроводников), используемая для создания потенциальных ям для электронов и дырок в слоистых полупроводниковых структурах и применяемая в полупроводниковых лазерах и светоизлучающих диодах.

Гидратация. Химическая реакция между веществом (ионами или молекулами) и водой.

Пример 1. Гидролиз солей:

СН3СООNH4 + H2O = CH3COOH + NH4OH

Пример 2. Гидратация непредельных углеводородов, например, получение этилового спирта из этилена:

СН2=СН2 + Н2О = СН3—СН2—ОН

Гидратная оболочка. Ориентированные относительно иона в растворе молекулы воды. Толщина гидратной оболочки зависит от концентрации раствора, от температуры и от радиуса гидратируемого иона.

Гидраты. Соединения вещества с водой, имеющие постоянный или переменный состав и образующиеся в результате процесса гидратации. Примеры: медный купорос – CuSO4⋅5H2O, гипс – CaSO4⋅2H2O.