В специалитете «Биоинженерия и биоинформатика» предусмотрен большой модуль «Химия», который включает в себя такие дисциплины как «Общая и неорганическая химия», «Физическая и коллоидная химия», «Органическая химия», «Биохимия» и «Квантовая химия».
ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
дисциплины образовательного модуля
В современных научных исследованиях в области биомедицины трудно переоценить значимость фундаментального образования в области химических наук, так как они дают представления будущим биоинженерам и биоинформатикам субклеточных молекулярных процессах.
Общая и неорганическая химия — раздел химии, связанный с изучением строения, реакционной способности и свойств всех химических элементов и их неорганических соединений. Эта область охватывает все химические соединения, за исключением органических веществ.
Общая и неорганическая химия — раздел химии, связанный с изучением строения, реакционной способности и свойств всех химических элементов и их неорганических соединений. Эта область охватывает все химические соединения, за исключением органических веществ.
ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
дисциплины образовательного модуля
Физическая и коллоидная химия — раздел химии, наука об общих законах строения, структуры и превращения химических веществ. В это курсе будет рассматриваться физическая химия дисперсных систем и поверхностных явлений. Коллоидные растворы очень широко применяются в самых различных областях деятельности человека. Это могут быть как бытовые химические вещества — моющие средства, продукты питания (масло, молоко), духи и туалетная вода, клеи и др., так и научные методы разделения веществ с помощью хроматографии, гель-электрофореза.
В целом коллоидная химия изучает коллоидные системы, которые применяются практически во всех отраслях науки и биотехнологий. Коллоидное состояние вещества – это состояние, в котором вещество находится в высокодисперсном (сильно раздробленном) виде, отдельные его частицы являются не молекулами, а агрегатами, состоящими из множества молекул. Таким агрегатам могут быть приписаны все термодинамические свойства фазы. Молекулы среды, в которой диспергированы коллоидные частицы, образуют другую фазу. Следовательно, коллоидный раствор представляет собой гетерогенную систему. Примером изучаемых веществ может служить сыворотка крови человека, в которой находятся в коллоидном состоянии сотни биологически важных молекул.
В целом коллоидная химия изучает коллоидные системы, которые применяются практически во всех отраслях науки и биотехнологий. Коллоидное состояние вещества – это состояние, в котором вещество находится в высокодисперсном (сильно раздробленном) виде, отдельные его частицы являются не молекулами, а агрегатами, состоящими из множества молекул. Таким агрегатам могут быть приписаны все термодинамические свойства фазы. Молекулы среды, в которой диспергированы коллоидные частицы, образуют другую фазу. Следовательно, коллоидный раствор представляет собой гетерогенную систему. Примером изучаемых веществ может служить сыворотка крови человека, в которой находятся в коллоидном состоянии сотни биологически важных молекул.
Лабораторный практикум
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
дисциплины образовательного модуля
Органическая химия — раздел химии, изучающий структуру, свойства и методы синтеза соединений углерода с другими химическими элементами, относящихся к органическим соединениям. Первоначальное значение термина органическая химия подразумевало изучение только соединений углерода растительного и животного происхождения. Для биоинженерии органическая химия является один из самых важных разделов, так все живые организмы построены из органических соединений. Можно сказать, что для биомедицины это системообразующая дисциплина. Из нее логически вытекает другая дисциплина — «Биохимия».
БИОХИМИЯ
дисциплины образовательного модуля
Это наука о химическом составе живых клеток и организмов, а также о лежащих в основе их жизнедеятельности химических процессах. Ее формирование началось в конце 19-го–начале 20-го века параллельно с Биофизикой. В 30-е годы 20 века развитие этой дисциплины ознаменовало переход всей научной мысли современных ученых на значимо новый уровень. В 70-90-е годы стала формироваться современная Молекулярная биология.
Изучение этой дисциплины заключается в исследовании химических причин тех или иных процесс в живых системах, как то ферментативные реакции (от распада гликогена, до работы рестриктаз по расщеплению молекул РНК и ДНК, от связи гормона с рецепторов до треддмиллинга микротрубочек). Важной частью этой дисциплины является совершенствование методических подходов современных исследований. И тут сразу появляется необходимость в знаниях как классических Физической и коллоидной химии, так и Органической химии.
Изучение этой дисциплины заключается в исследовании химических причин тех или иных процесс в живых системах, как то ферментативные реакции (от распада гликогена, до работы рестриктаз по расщеплению молекул РНК и ДНК, от связи гормона с рецепторов до треддмиллинга микротрубочек). Важной частью этой дисциплины является совершенствование методических подходов современных исследований. И тут сразу появляется необходимость в знаниях как классических Физической и коллоидной химии, так и Органической химии.
КВАНТОВАЯ ХИМИЯ
дисциплины образовательного модуля
Особый раздел химии, который рассматривает строение и свойства химических соединений, реакционную способность, кинетику и механизм химических реакций на основе квантовой механики. Этот раздел, с одной стороны, требует знаний в области квантовой механики и базируется на работах Э. Шредингера, Д. Хартри, и нашего соотечественника В. Фока, так и навыков в компьютерном моделировании, что связывает модуль Химия в Биоинформатикой.
Современные исследования невозможно представить без компьютерного моделирования в химии. В первую очередь это расчетное воссоздание (восстановление, построение) какой-либо системы и/или ее свойств. Во-вторую — расчетное воспроизведение какого-либо процесса (компьютерный эксперимент). Квантовая химия закладывает основы знаний для понимания методов молекулярной механики и молекулярной динамики, которые активно применяются последние 15 лет в молекулярной биологии.
Современные исследования невозможно представить без компьютерного моделирования в химии. В первую очередь это расчетное воссоздание (восстановление, построение) какой-либо системы и/или ее свойств. Во-вторую — расчетное воспроизведение какого-либо процесса (компьютерный эксперимент). Квантовая химия закладывает основы знаний для понимания методов молекулярной механики и молекулярной динамики, которые активно применяются последние 15 лет в молекулярной биологии.
