КВАНТОВАЯ БИОЛОГИЯ

КВАНТОВАЯ БИОЛОГИЯ – раздел биофизики, изучающий квантовые явления в биологических системах и применение квантовой механики для анализа биологических структур и их функций. К. б. тесно связана с квантовой биохимией (см.), фотобиологией (см.) и фотохимией (см.).

Наиболее непосредственно квантовые закономерности проявляются в фотобиологических процессах, таких как зрение (см.), фотосинтез (см.), фотомутагенез, деструктивное и стимулирующее действие ультрафиолетового излучения (см.), а также в явлениях фотолюминесценции (см. Люминесценция), биолюминесценции, биохемилюминесценции (см.). К. б. рассматривает свойства переходов при возбуждении хромофоров светом, характеристики возбужденных состояний молекулы (энергии, длительность жизни и др.), определяющие их реакционноспособность (см. Молекула), а также механизмы процессов, идущих с образованием свободных радикалов (см.), разделением зарядов, и явления передачи (миграции) энергии между молекулами. Квантовая теория служит основой биоспектроскопии (см. Спектроскопия), объясняет оптические и спектроскопические характеристики молекул, их изменение в биол, структуре при межмолекулярных взаимодействиях, образовании комплексов, кристаллических упаковок и т. д.

Методами квантовой биологии изучают «темновые» биол, процессы с целью анализа структуры и функции нуклеиновых к-т, белков, ферментов, макроэргических соединений и в особенности электронно-донорных и электронно-акцепторных свойств биомолекул, окислительновосстановительных реакций, переноса заряда в р-ре и сложноорганизованных структурах. Особый интерес представляет проблема полупроводниковых свойств биополимеров, агрегатов пигментов, мембран. Сделаны попытки объяснения фармакол. активности, канцерогенных и других свойств биол, соединений. Вместе с тем сложные биол, явления не могут быть сведены только к квантовомеханическим, а расчеты сложных процессов, протекающих в биол, системах, встречают принципиальные трудности. Тем не менее применение методов и подходов К. б. несомненно обогатит и углубит понимание наиболее тонких механизмов биол, процессов. См. также Биофизика.

Ф.Ф. Литвин.