Molecules and Life: An Introduction to Molecular Biology

اسیدها. دستاوردهای زیست شناسی مولکولی گواهی بر موفقیت علم مواد در قلمرویی است که تا همین اواخر کاملاً مرموز و مرموز به نظر می رسید. پیشرفت‌های علمی بیشتر باید پیشرفت‌های گسترده‌ای را هم در دانش نظری و هم در کاربردهای عملی، یعنی در کشاورزی، پزشکی و فناوری برای بشر به ارمغان آورد. هدف این کتاب توضیح بیوفیزیک مولکولی برای همه کسانی است که ممکن است بخواهند در مورد آن بیاموزند، به زیست شناسان، فیزیکدانان و شیمیدانان. این کتاب شامل بخش های تشریحی و همچنین بخش هایی است که به بررسی دقیق ریاضی تعدادی از مسائل اختصاص دارد که برخی از آنها توسط نویسنده و همکارانش مورد مطالعه قرار گرفته است. این بخش ها ممکن است در اولین خواندن حذف شوند. هر فصل دارای یک کتابشناسی انتخاب شده است. این کتاب به دور از یک رساله جامع در بیوفیزیک مولکولی است. اساساً به سؤالات مربوط به ساختار و عملکرد پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک می پردازد. M. V. Vol'kenshtein لنینگراد، سپتامبر، 1964 محتویات فصل 1 فیزیک و زیست شناسی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 فیزیک و زندگی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 فیزیک مولکولی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 بیوفیزیک مولکولی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 ترمودینامیک و زیست شناسی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 نظریه اطلاعات. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 فصل 2 سلول ها، ویروس ها و وراثت. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 سلول زنده. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 تقسیم سلولی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 ویروس ها و باکتریوفاژها. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 قانون اساسی ژنتیک. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 جهش و تغییرپذیری. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 ژنتیک باکتری ها و فاژها. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 فصل 3 مولکول های بیولوژیکی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 آمینو اسیدها و پروتئین ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 عدم تقارن مولکولهای بیولوژیکی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 ساختار اولیه پروتئین ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 اسیدهای نوکلئیک. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 برخی از فرآیندهای بیوشیمیایی در سلول. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 فصل چهارم فیزیک مولکولهای بزرگ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 خواص فیزیکی ماکرومولکول ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

acids. The achievements of molecular biology testify to the success of material science in a realm which, until recently, appeared totally enig­ matic and mysterious. Further scientific developments should bring to mankind vast developments both in theoretical knowledge and in practical applications, namely, in agriculture, medicine, and technology. The purpose of this book is to explain molecular biophysics to all who might wish to learn about it, to biologists, to physicists, to chemists. This book contains descriptive sections, as well as sections devoted to rigorous mathematical treatment ofa number of problems, some of which have been studied by the author and his collaborators. These sections may be omitted during a first reading. Each chapter has a selected bibliography. This book is far from an exhaustive treatise on molecular biophysics. It deals principally with questions related to the structures and functions of proteins and nucleic acids. M. V. Vol'kenshtein Leningrad, September, 1964 CONTENTS Chapter 1 Physics and Biology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Physics and Life. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Molecular Physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Molecular Biophysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Thermodynamics and Biology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Information Theory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Chapter 2 Cells, Viruses, and Heredity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 The Living Cell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Cell Division. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Viruses and Bacteriophages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Basic Laws of Genetics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Mutations and Mutability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Genetics of Bacteria and Phages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Chapter 3 Biological Molecules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Amino Acids and Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Asymmetry of Biological Molecules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Primary Structure of Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Nucleic Acids. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Some Biochemical Processes in the Cell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Chapter 4 Physics of Macromolecules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Physical Properties of Macromolecules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .