БИОЛОГИ́ЧЕСКИЙ КРИСТА́ЛЛ

БИОЛОГИ́ЧЕСКИЙ КРИСТА́ЛЛ, кри­сталл хи­мич. со­еди­не­ния био­ло­гич. про­ис­хо­ж­де­ния (обыч­но бел­ков и нук­леи­но­вых ки­слот). Ино­гда Б. к. об­ра­зу­ют­ся в при­род­ных ус­ло­ви­ях, но ча­ще их вы­ра­щи­ва­ют ис­кус­ст­вен­но с це­лью ус­та­нов­ле­ния струк­ту­ры со­став­ляю­щих их макро­мо­ле­кул с по­мо­щью рент­ге­нов­ско­го струк­тур­но­го ана­ли­за. Этим ме­то­дом рас­шиф­ро­ва­ны про­стран­ст­вен­ные струк­ту­ры мн. бел­ков, не­ко­то­рых ви­дов мо­ле­кул транс­порт­ных РНК и упо­ря­до­чен­ных фраг­мен­тов ДНК дли­ной до 12 пар нук­лео­ти­дов. Наи­бо­лее со­вер­шен­ные Б. к. по­зво­ля­ют ус­та­но­вить струк­ту­ру мо­ле­ку­лы с раз­ре­ше­ни­ем ме­нее 10^–10 м. Кри­стал­ли­за­ции под­да­ют­ся и слож­ные суб­мик­ро­ско­пич. час­ти­цы – ви­ру­сы.

Воз­мож­ность об­ра­зо­ва­ния Б. к. оп­ре­де­ля­ет­ся в осн. свой­ст­ва­ми био­мо­ле­кул. Напр., мо­ле­ку­лы гло­бу­ляр­но­го бел­ка пред­став­ля­ют со­бой по­ли­мер­ные це­пи, свёр­ну­тые в клу­бок (гло­бу­лу) со стро­го оп­ре­де­лён­ной кон­фор­ма­ци­ей, обу­слов­лен­ной внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ны­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми (см. Кон­фор­ма­ци­он­ный ана­лиз). Б. к. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся боль­ши­ми раз­ме­ра­ми эле­мен­тар­ной кри­стал­лич. ячей­ки (по­ряд­ка 1–10 нм) и от­но­сят­ся к про­стран­ст­вен­ным груп­пам сим­мет­рии без цен­тра и плос­ко­стей сим­мет­рии (см. Сим­мет­рия кри­стал­лов). Сте­пень со­вер­шен­ст­ва Б. к. от­но­си­тель­но не­ве­ли­ка вслед­ст­вие кон­фор­ма­ци­он­ной под­виж­но­сти мак­ро­мо­ле­кул. Мно­гие Б. к. име­ют во­лок­ни­стое строе­ние – це­пи мак­ро­мо­ле­кул вы­тя­ну­ты в од­ном на­прав­ле­нии и ха­рак­те­ри­зу­ют­ся внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ной пе­рио­дич­но­стью. Та­кое строе­ние име­ют кри­стал­лы ДНК, бел­ков во­лос, шёл­ка, ко­жи. Напр., ДНК об­ра­зу­ет тек­сту­ри­ро­ван­ные ге­ли – жид­кие кри­стал­лы, рент­ге­но­гра­фич. ана­лиз ко­то­рых по­зво­лил по­стро­ить её про­стран­ст­вен­ную мо­дель и ус­та­но­вить при­ро­ду пе­ре­да­чи ге­не­тич. ин­фор­ма­ции.

Б. к. су­ще­ст­ву­ют в ус­ло­ви­ях близ­ких к фи­зио­ло­ги­че­ским, по­сколь­ку толь­ко в этом слу­чае со­хра­ня­ет­ся про­стран­ст­вен­ная струк­ту­ра мак­ро­мо­ле­кул. Обыч­но Б. к. на­хо­дят­ся в кон­так­те с вод­ным рас­тво­ри­те­лем и су­ще­ст­ву­ют в тем­пе­ра­тур­ном ин­тер­ва­ле, ог­ра­ни­чен­ном с од­ной сто­ро­ны темп-рой за­мер­за­ния рас­тво­ри­те­ля, с дру­гой – темп-рой 60–70 °С, при ко­то­рой про­ис­хо­дит де­на­ту­ра­ция макро­мо­ле­кул (раз­во­ра­чи­ва­ние их по­ли­мер­ных це­пей и по­те­ря ими оп­ре­де­лён­ной про­стран­ст­вен­ной кон­фор­ма­ции).