Поиск

Полнотекстовый поиск:

70-150 гр/в сут в засимости возраста, пола, региона, профессии и тд

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Скачать

Функция белков:

-структурная

-сократительная

-рецептораня

-сигнальная

-транспортная

-защитная

-каталитическая

-энергетическая

Нормы белка в питании:

70-150 гр/в сут. в засимости возраста, пола, региона, профессии и тд.

Белковый минимум – необходимое кол-во белка для поддержания азотистого равновесия. При питании на уровне белкового минимума весь поступивший белок идет на распад и выделение азота. ( 40г.)

Азотистый баланс - это соотношение кол-ва азота, поступившего в организм и выделенного из него.

Ферменты ЖКТ:

Желудка: (белки->полипептиды)

-пепсин (пепсиноген)<-HCl

-Гастриксин (пепсиноген)

-Ренин (у гр. детей)

12ПК: (Полипептиды->олигопептиды):

-трипсин (трипсиноген)

-химотрипсин (ген)

-эластаза

-карбоксипептидаза АиВ

-аминопептидаза

-иминопептидаза

-дипептидаза

3)Белки подвергаются в ЖКТ распаду при учпротеолитич фермент, ускоргидролитичрасщ пептидных связей между АК. пептидгидролазыоблад относ специфич, способ кат расщепл пептид связей между опред АК. Пептидгидролазы выдел в неакт форме. Актив они при поступл пищи в Жкт или при виде пищи по мех условнрефл. Активация пепсина и трипсина происх по мехавтокатализа, дрпептидгидролазыактивиртрипсином.

4)Протеолитич ферм поджел ж (трипсин, химотрипсин эластаза) синтез в виде неактпредшеств. Их актив в нейтр или слабощ среде под влиян энтерокиназыэндопептидазы, секретир слизистой 12-ойкишки.Желчь актив фермент поджел и киш соков, липазы, Киш сок сод многочисл ферм (аминопептид, дипептидазу, мальтазу, лактазу, фосфолипазу.), обеспечивающ конечные этапы перевар Б Ж У.

5)АК могут всас активно (натрий-зав трансп) и пассивно (натрий-незавтрансп). Активно всаснейтрАК, фен, мет, про, оксипро. Пассивно лей, фен, полярныеАК (лиз, арг, асп, глу). АКвсас. 5 транспортных систем,. 1 транспорт крупных нейтрАк,. 2специал на транспордвухоснАК (лиз, арг, орн) и цис-цис. 3 для перемещчзмембрдикарбонАК. 4трансп малых по молекул гли, опро, про. 5трансп только про. В основном АКвсас путем вторич-активнтрансп 1) с участием АТФ-аза за счет создград конц ионов нат по одну сторону мемб; 2) с участием ГГТ Для раб этого ферм треб обязглутатион кот расщепл с обр g-глутамила. g-глутамил выходит из клетки, взаимод с опредАК, обр дипептид – глутамил-транспАК и в таком виде под влиянием ГГТ перенос в стенку киш. В цитопл клетки кишрасщепл на g-глутамил и АК, g-глутамил для ресинтеза GSH, а АКиспол для нужд клетки. 3) в небол кол всасди-, трипептиды и некот белки (ботулотоксин, протеазы,).

8)Клетметабол пул АК.Часть свобод АК включ в тк белки. Вслед распада белка эти АК возвращ в пул своб АК через различ врем стан пригод для повтор исп в синтбелка.Частьсвоб АК подверг катаболреакц приводит к потере углерод скелета в виде СО2или к отлож в виде гликогена и жира,азот вывод с мочой. Некот АК исп для азотсодсоед, пурин основя, креатин, адреналин и т. д. они постеп расщеп без возвращконечпрод в пул своб АК (напр, пурины распад до моч к, замен АК обр в орг с испаминогр, получ из др АК и углер скелетов, обр в обыч для метабол промеж реакц. АК исп в кач строит эл белка, и служат предшестбиосинт биолог и физиолсоед.

9)причин распада тк белков.1.Стар кл или их поврежвнеш фактор (токсич вещ, излуч). клетки разруш путем апоптоза или фагоцитир; все их компоненты, включая белки, деполимеризуются в лизосомах. 2. Денатурир белки более доступ субстр для протеолит ферм.3.Частич протеолиз белков в ходе посттрансляцдостройки. При превращпроферм и предшдр белков в функц акт белки отщеплчасть пептидной цепи гидролиз до АК. 4Перевар белков пищевар соков за сутки выдел в киш 50 г белков, в основ ферм. белки перевар, а АКвсас. 5.Рег конц белков путем индукции и репрессии. за сутки распадоколо 400 г тк белков, Часть белков распад после их включ в лизосомы при дейвнутрилизпептидгидр.

19. ДН

— универсальный носитель генетической информации и наследственных признаков у всех существующих на Земле организмов, представляет собой биополимер (полианион), мономером которого является нуклеотид. Каждый нуклеотид состоит из остатка фосфорной кислоты, присоединённого по 5'-положению к сахару дезоксирибозе, к которому также через гликозидную связь (C—N) по 1'-положению присоединено одно из четырёх азотистых оснований.

Полимер ДНК обладает довольно сложной структурой. Нуклеотиды соединены между собой ковалентно в длинные полинуклеотидные цепи. Внутри одной цепи ДНК соседние нуклеотиды соединены фосфодиэфирными связями, которые формируются в результате взаимодействия между 3'-гидроксильной (3'—ОН) группой молекулы дезоксирибозы одного нукдеотида и 5'-фосфатной группой (5'—РО3) другого. Асимметричные концы цепи ДНК называются 3' (три прим) и 5' (пять прим

Репликация
Уникальным свойством ДНК является ее способность удваиваться (реплицироваться). В природе репликация ДНК происходит следующим образом: с помощью специальных ферментов (гираз), которые явлся катализаторами, в клетке происходит расплетение спирали в том ее участке, где должна происходить репликация (удвоение ДНК). Далее водородные связи, которые связывают нити, разрываются и нити расходятся.
В построении новой цепи активным «строителем» выступает специальный фермент — ДНК-полимераза. Для удвоения ДНК необходим также стратовый блок или «фундамент», в качестве которого выступает небольшой двухцепочечный фрагмент ДНК. Этот стартовый блок, а точнее - комплементарный участок цепи родительской ДНК — взаимодействует с праймером — одноцепочечным фрагментом из 20—30 нуклеотидов. Происходит репликация или клонирование ДНК одновременно на обеих нитях. Из одной молекулы ДНК образуются две молекулы ДНК, в которых одна нить от материнской молекулы ДНК, а вторая, дочерняя, вновь синтезированная.
Таким образом, процесс репликации ДНК (удваивания) включает в себя три основных этапа:Расплетение спирали ДНК и расхождение нитей, Присоединение праймеров, Образование новой цепи ДНК дочерней нити.
В основе анализа методом ПЦР лежит принцип репликации ДНК — синтеза ДНК, который современным ученым удалось воссоздать искусственно: в лаборатории врачи вызывают удвоение ДНК, но только не всей цепи ДНК, а ее небольшого фрагмента.
Синтез одной нити ДНК идет непрерывно (она называется лидирующая или ведущая нить), а синтез другой нити осуществляется короткими фрагментами (они называются фрагментами Оказаки в честь ученого, который их описал). Потом эти фрагменты сшиваются, и такая нить называется запаздывающей, в целом репликация этой нити идет медленней. Структура, которая образуется во время репликации, называется репликативной вилкой.

20. В построении новой цепи активным «строителем» выступает специальный фермент — ДНК-полимераза. Для удвоения ДНК необходим также стратовый блок или «фундамент», в качестве которого выступает небольшой двухцепочечный фрагмент ДНК. Этот стартовый блок, а точнее - комплементарный участок цепи родительской ДНК — взаимодействует с праймером — одноцепочечным фрагментом из 20—30 нуклеотидов. Происходит репликация или клонирование ДНК одновременно на обеих нитях. Из одной молекулы ДНК образуются две молекулы ДНК, в которых одна нить от материнской молекулы ДНК, а вторая, дочерняя, вновь синтезированная.
Элонгация ( удлинение) цепи ДНК осуществляется ДНК-зависимыми ДНК-полимеразами.

Терминация (termination) - Остановка синтеза полипептидной цепи при достижении терминирующего кодона в мРНК; также терминация – завершение синтеза РНК в процессе транскрипции или ДНК в процессе репликации.
Теломеры - это концевые участки линейной молекулы ДНК, которые состоят из повторяющейся последовательности нуклеотидов.
У человека теломеры содержат единственный повтор GGGTTA.Теломераза — фермент, добавляющий особые повторяющиеся последовательности ДНК (TTAGGG у позвоночных) к 3'-концу цепи ДНК на участках теломер, которые располагаются на концах хромосом в эукариотических клетках. Теломеры содержат уплотненную ДНК и стабилизируют хромосомы. При каждом делении клетки теломерные участки укорачиваются. Теломераза является обратной транскриптазой.

21. РНК – это полинуклеотиды, но состоят только из одной цепи, их мол.масса меньше, чем у ДНК. Кроме этого, они отличаются следующим: 1) количество РНК в клетке зависит от возраста, физиологического состояния, органной принадлежности клетки; 2) в мононуклеотидах РНК содержатся рибоза, вместо тимина урацил; 3) для РНК не характерны правила Чаргаффа; 4) в РНК больше минорных оснований, чем в ДНК, при этом в т-РНК количество минорных оснований приближается к 50. Все РНК синтезируются на ДНК, этот процесс называется транскрипцией.
В зависимости от локализации в клетке, функции различают 3 вида РНК: м-РНК (матричная, или информационная), транспортная – т-РНК, рибосомальная.
РНК-полимераза — фермент, осуществляющий синтез молекул РНК. Ферменты класса РНК-полимераз очень важны для функционирования клетки, поэтому они имеются во всех организмах и во многих вирусах. Химически РНК-полимеразы являются нуклеотидил-трансферазами. Процесс транскрипции разделяют на 4 основные стадии: 1) связывание молекул РНК-полимеразы с ДНК и распознавание промотора ; 2) инициация ; 3) элонгация ; 4) терминация .

После связывания с ДНК молекулы РНК-полимеразы осуществляют поиск промоторов, на которых происходит формирование инициационных комплексов. Начальная стадия инициации транскрипции завершается образованием нескольких первых фосфодиэфирных связей в молекуле синтезируемой РНК, после чего наступает стадия элонгации - последовательного удлинения синтезируемых молекул РНК, которая заканчивается по достижении молекулами РНК-полимераз специальных регуляторных последовательностей ДНК, называемых терминаторами транскрипции , после чего происходит освобождение синтезированных молекул РНК и РНК-полимераз из транскрипционных комплексов. Освободившиеся молекулы РНК-полимераз приобретают способность вступать в новый цикл транскрипции.

Разделение процесса транскрипции на стадии является упрощенной моделью, оно используется для удобства описания механизмов биосинтеза РНК. Основные этапы транскрипции и дальнейшие пути реализации генетической информации представлены на рис. I.6 .

В обычных условиях холофермент РНК-полимераз эубактерий для инициации транскрипции не требует дополнительных факторов. В отличие от этого для точной инициации транскрипции РНК- полимеразой II требуется наличие, кроме ее субъединиц, еще и основных факторов транскрипции . Синтез РНК, который не зависит от присутствия регуляторных молекул, получил название базальной транскрипции . Транскрипция является регулируемым процессом, который требует участия белков-активаторов или репрессоров. Белок-активатор (тканеспецифический фактор транскрипции) взаимодействует с регуляторными последовательностями ДНК и активирует синтез РНК. Такая транскрипция получила название индуцированной, или активированной . Базальная транскрипция не может происходить in vivo, и этот термин используется только при описании результатов исследований синтеза РНК in vitro, в бесклеточных системах транскрипции.

22. Генетический код
— единая система записи наследственной ин формации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последова тельности нуклеотидов. Генетический код основан на использо вании алфавита, состоящего всего из четырех букв-нуклеотидов, отличающихся азотистыми основаниями: А, Т, Г, Ц.

Основные свойства генетического кода следующие:

1. Генетический код триплетен. Триплет (кодон) — последовательность трех нуклеотидов, кодирующая одну аминокислоту. Поскольку в состав бел ков входит 20 аминокислот, то очевидно, что каждая из них не может кодироваться одним нуклеотидом (поскольку в ДНК всего четыре типа нуклеотидов, то в этом случае 16 аминокислот оста ются незакодированными). Двух нуклеотидов для кодирования аминокислот также не хватает, поскольку в этом случае могут быть закодированы только 16 аминокислот. Значит, наименьшее число нуклеотидов, кодирующих одну аминокислоту, оказыва ется равным трем. (В этом случае число возможных триплетов нуклеотидов составляет 43 = 64).

2. Избыточность (вырожденность) кода является следствием его триплетности и означает то, что одна аминокислота может кодироваться несколькими трип летами (поскольку аминокислот 20, а триплетов — 64). Исключение составляют метионин и триптофан, которые кодируются только одним триплетом. Кроме того, некоторые триплеты вы полняют специфические функции. Так, в молекуле иРНК три из них УАА, УАГ, УГА — являются терминирующими кодонами, т. е. стоп-сигналами, прекращающими синтез полипептидной цепи. Триплет, соответствующий метионину (АУГ), стоящий в начале цепи ДНК, не кодирует аминокислоту, а выполняет функцию инициирования (возбуждения) считывания.

3. Одно временно с избыточностью коду присуще свойство однозначнос ти, которое означает, что каждому кодону соответствует только одна определенная аминокислота.

4. Код коллинеарен, т.е. по следовательность нуклеотидов в гене точно соответствует после довательности аминокислот в белке.

5. Генетический код непере крываем и компактен, т. е. не содержит «знаков препинания». Это значит, что процесс считывания не допускает возможности перекрывания колонов (триплетов), и, начавшись на определенном кодоне, считывание идет непрерывно триплет за триплетом вплоть до стоп-сигналов (терминирующих кодонов). Например, в иРНК следующая последовательность азотистых оснований АУГГУГЦУУААУГУГ будет считываться только такими трип летами: АУГ, ГУГ, ЦУУ, ААУ, ГУГ, а не АУГ, УГГ, ГГУ, ГУГ и т. Д. или АУГ, ГГУ, УГЦ, ЦУУ и т. д. или еще каким-либо образом (допустим, кодон АУГ, знак препинания Г, кодон УГЦ, знак пре пинания У и Т. п.).

6. Генетический код универсален, т. е. ядер ные гены всех организмов одинаковым образом кодируют инфор мацию о белках вне зависимости от уровня организации и систематического положения этих организмов

Информационная (матричная) РНК (иРНК). Молекулы иРНК могут содержать от 300 до 3 тыс. рибонуклеотидов и имеют линейную структуру. Являются посредником между ДНК и полипептидом. В процессе синтеза молекулы иРНК с молекулы ДНК переписывается информация о структуре полипептида. Далее молекулы иРНК переносят эту информацию из ядра в цитоплазму к рибосомам, где и происходит синтез полипептида. иРНК составляет ~ 0,5–1 % массы всех РНК клетки.

23. Молекулы транспортной РНК (тРНК) играют ключевую роль в экспрессии генов, участвуя в переводе информации, содержащейся в матричных РНК в виде кодонов, на язык аминокислотных остатков белковых цепей. В статье описаны первичная, вторичная и пространственная структуры молекул тРНК и функции тРНК на первом этапе биосинтеза белков. Основное назначение транспортной РНК (тРНК) - доставлять активированные остатки аминокислот в рибосому и обеспечивать их включение в синтезирующуюся белковую цепь в соответствии с программой, записанной генетическим кодом в матричной, или информационной, РНК (мРНК).

24. иосинтез белка (трансляция) делится на три этапа: инициация, элонгация и терминация.
На этапе инициации происходит сборка трансляционного комплекса: к инициирующему триплету мРНК (AUG) присеодиняется малая субъединица рибосомы, к этому же триплету присоединяется тРНК с аминокислотой метионином. Далее последовательно прсоединяются белковые факторы инициации, магний, большая субъединица рибосомы и GTP. Трансляционнный комплекс готов. В собранной рибосоме на этом этапе выделяют два центра А и Р. В Р-центре сейчас находится тРНК с метионином, А центр свободен.
Этап элонгации в свою очередь состит из трех последовательных стадий: 1) присоединение аа-тРНК, 2) транспептидация и 3) транслокация.
1) в А центр присоединяется аминоацил-тРНК с аминокислотой, соответствующей тому триплету, который находится в этом центре (тРНК присоединяется к кодону (триплету) мРНК с помощью комплементарного участка, который называется антикодон), таким образом первичная структура белка будет зависеть от последовательности нуклеотидов в мРНК (а значит, изначально в ДНК).
2) происходит образование петидной связи между метионином и второй аминокислотой, метионин "отрывается" от своей тРНК и перносится на аминокислоту в А-центр. Т.е. Р-центр сейчас свободен, в А-центре находится т-рнк с дипептидом.
3) Происходит передвижение рибосомы вдоль мРНК на один триплет. При этом Р-центр перемещается на тот триплет, который был в А-центре, в А-центр попадает следующий триплет. Таким образом, теперь в Р-центре дипептид, А-центр свободен. Далее все три стадии элонгации повторяются: присоединяется новая аминоацилТРНК с аминокислотой, образуется пептидная свзь, рибосома смещается еще на триплет.
Стадия терминации начинается тогда, когда в А-центре оказывается один из трех стоп-кодонов (триплеты не соответствующие ни одной кислоте). Тогда к рибосоме присоединяется фактор терминации, который способствует отсодинению получившегося полипептида от трнк. полипептид и тРНК покидают рибосому, рибосома "разваливается" на субъединицы.
Далее происходят посттрансляционные модификации белка.

25. Посттрансляционные изменения белков включают формирование высших структур белка после синтеза полипептидной цепи в рибосомах. Описаны более сотни различных вариантов посттрансляцийних изменений в белках. К наиболее известным принадлежат:

1.Частичный протеолиз. Многие белки первично синтезируются в виде неактивных предшественников, из которых потом путем ограниченного протеолиза образуются отдельные функционально активные белки. Так, большинство протеолитических ферментов пищеварительного тракта образуется в виде неактивных проферментов (пепсиногена, триписиногена, прокарбоксипептидазы и т.д.), и активируются после отщепления пептидов, блокирующих их активный центр. Белковые гормоны также синтезируются в виде неактивных предшественников. Путем протеолиза из препроинсулина образуется инсулин, проопиомеланокортина - пептидные гормоны гипофиза и т.д.

Секреторные белки, синтезированные на рибосомах, при прохождении через мембраны эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи поддаются ограниченному протеолизу. Примером является отщепление N-концевых формилметионина и метионина от синтезированной полипептидной цепи.

2. Гликозилирование. Белки, входящие в состав плазматических мембран или секретирующиеся клеткой наружу в процессе дозревания, поддаются действию многочисленных гликозилтрансфераз мембран эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Углеводов присоединяются по ОН группам серина и треонина (О-гликозилирование) или по NН2 аспарагина (N-гликозилирование).

Фолдинг белков. Это свертывание полипептидной цепи в трехмерную структуру. Если белок состоит из нескольких субъединиц, то фолдинг включает и их объединение в одну макромолекулу. Фолдинг - это обязательный этап превращения полипептидной цепи, которая сходит с рибосомального конвеера, на функционально активный белок. В результате фолдинга у полипептида уменьшается свободная энергия, гидрофобные остатки аминокислот упаковываются преимущественно в середину молекулы, а гидрофильные остатки располагаются на поверхности белковой глобулы.

Нарушение фолдинга белков лежит в основе болезни Альцгеймера, при которой в мозге откладывается β-амилоид – агрегаты белка, потерявшего свою α-спирализацию. Он имеет β-складчатую структуру, малорастворим и плохо поддается протеолизу. Амилоид накапливается в нервных клетках, нарушает их функцию и вызывает гибель. Аналогично действуют и прионовые белки. Приони не только самые лишены нормальной спирализации, но и при контакте с другими белками вызывают потерю ими нормальной конформации. Человек может заражаться прионовыми белками употребляя мясо животных, содержащих прионы, как это бывает при болезни Крейтцфельдта-Якоба.Прионовые болезни - группа заболеваний, связанных с нарушением метаболизма и накоплением в клетках ЦНС прионовых белков. Этот белок содержится в организме человека и в норме. Он кодируется одним из генов 20-й хромосомы. Особенно высока его концентрация в нейронах головного мозга. При патологии в головном мозге накапливается модифицированная форма прионного белка, устойчивая к действию протеаз.

26.

Регуляция на уровне транскрипции (образование первичного транскрипта) — наиболее распространенный механизм регуляции синтеза белков. Этот процесс иначе называют регуляцией действия генов или регуляцией экспрессии белков. Различают две формы регуляции: индукция синтеза (положительная регуляция) и репрессия синтеза (отрицательная регуляция).

Регуляция генов.

Понятия индукции и репрессии предполагают изменение скорости синтеза по отношению к некоторому исходному, базальному уровню . Синтез в базальном состоянии называют конститутивным синтезом. Если скорость конститутивного синтеза некоторого белка высока, то такой белок обычно регулируется по механизму репрессии синтеза, и наоборот — при низкой базальной скорости обычно бывает индукция синтеза. При промежуточной базальной скорости синтез белка может регулироваться и путем индукции, и путем репрессии.Понятия «положительная регуляция» и «отрицательная регуляция» относятся также и к регуляции активности белка — ингибированию или активации уже имеющегося белка.

Ф. Жакоб и Ж. Моно выдвинули в 1961 году гипотезу оперона. По этой схеме гены функционально неодинаковы. Один из них - структурный ген, содержит информацию о расположении аминокислот в молекуле белка фермента, другие выполняют регуляторные функции, оказывающие влияние на активность структурных генов – гены – регуляторы. Структурные гены располагаются рядом и образуют блок – оперон. Они программируют синтез ферментов. Кроме того в оперон входят участки, относящиеся к процессу включения транскрипции. Вся группа генов одного оперона функционирует одновременно, поэтому ферменты одной цепи реакции либо синтезируются все, либо не синтезируется ни один из них. В самом начале структуры оперона находится ген – оператор, который включает и выключает структурные гены. Оператор контролирует ген – регулятор. Ген-регулятор кодирует синтез белка-репрессора. Репрессор в активной форме блокирует транскрипцию, считывание генетической информации прекращается и весь оперон выключается. До тех пор, пока репрессор связан с геном-оператором, оперон находится в выключенном состоянии. При переходе в неактивную форму ген-оператор освобождается, происходит включение оперона и начинается синтез соответствующей РНК с последующим процессом синтеза ферментов. Оперонная система представляет собой один из механизмов регуляции синтеза белка.

27.

В клетках эукариот от ДНК исходят сигналы, которые в конечном счете передаются РНК-полимеразе: стимулируют или подавляют инициацию синтеза РНК. Источником сигналов служат определенные локусы ДНК — регуляторные элементы. Эти участки имеют небольшие размеры, порядка 10 н. п. Регуляторные элементы, стимулирующие транскрипцию, называют энхансерами (англ. enhancer — усилитель), а подавляющие транскрипцию — сайленсерами (англ. silencer — глушитель, успокоитель).

Регуляторные элементы могут избирательно соединяться с белками-регуляторами.

Белки, соединяющиеся с энхансерами, называют индукторами, а соединяющиеся с сайленсерами — репрессорами.Цис-элементы действуют на гены только той молекулы ДНК, в которой они сами находятся. Энхансеры и сайленсеры могут располагаться вблизи от промотора и от стартовой точки транскрипции регулируемого гена, но могут быть и удалены от него, даже на тысячи нуклеотидных пар, как в сторону 5'-конца, так и в сторону З'-конца. Однако они могут быть сближены в результате изгибания молекулы ДНК.

Белки-регуляторы (индукторы и репрессоры) содержат по крайней мере три домена:1) домен, узнающий определенную нуклеотидную последовательность ДНК; эти домены часто имеют супервторичную структуру типов а-спираль-пово-рот-а-спираль, лейциновая застежка-«молния», цинковый палец;

2) домен, узнающий трансэлементы;

3) домен, взаимодействующий с факторами транскрипции в области ТАТА-последовательности; в результате этого белки-регуляторы влияют на транскрипцию, а именно увеличивают (индукторы) или уменьшают (репрессоры) частоту инициации транскрипции.

Каждый ген регулируется независимо от других. Следовательно, для каждого гена существуют специфические регуляторные элементы (локусы ДНК) и специфические регуляторные белки, узнающие эти элементы. Уже известно много ре-гуляторных белков и регуляторных элементов разных генов, и постоянно обнаруживаются все новые и новые.

Присоединение регуляторных белков к энхансерам или сайленсерам зависит от других веществ — трансэлементов, сигнальных молекул, приносимых в клетку с кровью или образующихся в самой клетке. К числу таких молекул относятся гормоны, некоторые метаболиты, ионы металлов. Есть регуляторные белки, реагирующие на изменение температуры. Все эти сигналы стимулируют присоединение индукторов к соответствующимэнхансерам или репрессоров к соответствующим сайленсерам. Трансэлементами их называют потому, что они могут действовать на любую молекулу ДНК (любую хромосому), если только в ней есть подходящий цис-элемент.

Чтобы разобраться в этой сложной системе и пока неустоявшейся терминологии, рассмотрим конкретный пример — регуляцию синтеза металлотионеина. Металлотионеин — небольшой белок, содержащий много остатков цистеина, примерно 1/ от всех аминокислот, и поэтому способный связывать ионы тяжелых металлов — Zn, Си, Cd, Hg, Ag. Одна молекула металлотионеина связывает несколько ионов. Эти ионы токсичны для организма, и при избыточной концентрации выводятся в комплексе с металлотионеином. Металлотионеин постоянно синтезируется в печени и секретируется в кровь, что важно для регуляции концентраций ионов Zn и Си, поскольку они являются нормальными и обязательными компонентами организма. Но при повышенном поступлении в организм ионов тяжелых металлов синтез металлотионеина стимулируется (положительная регуляция).

28.

Связь мутаций с репликацией ДНК

Многие спонтанные химические изменения нуклеотидов приводят к мутациям, которые возникают при репликации. Например, из-за дезаминированияцитозина напротив него в цепь ДНК может включаться урацил (образуется пара У-Г вместо канонической пары Ц-Г). При репликации ДНК напротив урацила в новую цепь включается аденин, образуется пара У-А, а при следующей репликации она заменяется на пару Т-А, то есть происходит транзиция (точечная замена пиримидина на другой пиримидин или пурина на другой пурин).

Связь мутаций с рекомбинацией ДНК

Из процессов, связанных с рекомбинацией, наиболее часто приводит к мутациям неравный кроссинговер. Он происходит обычно в тех случаях, когда в хромосоме имеется несколько дуплицированных копий исходного гена, сохранивших похожую последовательность нуклеотидов. В результате неравного кроссинговера в одной из рекомбинантных хромосом происходит дупликация, а в другой — делеция.

Связь мутаций с репарацией ДНК

Спонтанные повреждения ДНК встречаются довольно часто, такие события имеют место в каждой клетке. Для устранения последствий подобных повреждений имеется специальные репарационные механизмы (например, ошибочный участок ДНК вырезается и на этом месте восстанавливается исходный). Мутации возникают лишь тогда, когда репарационный механизм по каким-то причинам не работает или не справляется с устранением повреждений. Мутации, возникающие в генах, кодирующих белки, ответственные за репарацию, могут приводить к многократному повышению (мутаторный эффект) или понижению (антимутаторный эффект) частоты мутирования других генов. Так, мутации генов многих ферментов системы эксцизионной репарации приводят к резкому повышению частоты соматических мутаций у человека, а это, в свою очередь, приводит к развитию пигментной ксеродермы и злокачественных опухолей покровов. Мутации могут появляться не только при репликации, но и при репарации — эксцизионной репарации или при пострепликативной.

Мутагенными агентами, или просто мутагенами, называют факторы, повышающие частоту мутаций. Мутации, возникающие под действием таких агентов, называют индуцированными, в отличие от обычно встречающихся спонтанных мутаций. Мутагенные агенты могут увеличивать частоту мутаций в 10—100 ООО раз. Наиболее детально исследованы следующие мутагены: аналоги оснований, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи (УФ), азотистая кислота и алкилирующие агенты (т. е. вещества, в частности азотные аналоги иприта и диэтилсульфат, способные переносить алкильные группы к другим соединениям). В исследованиях с микроорганизмами выявлены многие другие мутагены, в том числе: органические перекиси и питательный бульон, обработанный Н202 , канцерогенные вещества, некоторые производные пурина , акридиновые красители , триазин и р-пропиолактон, ряд простых химических веществ , например МпС12 и ионы железа , условия, избирательно подавляющие синтез ДНК , и даже видимый свет, если бактерии неред освещением сенсибилизированы эритрозином.

29.

ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Нуклеиновые кислоты составляют существенную небелковую часть сложного класса органических веществ, получивших название нуклеопротеинов (см. главу 2); последние являются основой наследственного аппарата клетки хромосом. Белковые компоненты нуклеопротеинов подвергаются многообразным превращениям, аналогичным метаболизму белков и продуктов их распада – аминокислот, подробно рассмотренному в главе 12. О нуклеиновых кислотах, их структуре и функциях в живых организмах в последнее время накоплен огромный фактический материал, подробно рассмотренный в ряде специальных руководств и монографий. Помимо уникальной роли нуклеиновых кислот в хранении и реализации наследственной информации, промежуточные продукты их обмена, в частности моно-, ди- и трифосфатнуклеозиды, выполняют важные регуляторные функции, контролируя биоэнергетику клетки и скорость метаболических процессов. В то же время нуклеиновые кислоты не являются незаменимыми пищевыми факторами и не играют существенной роли в качестве энергетического материала. Далее детально рассматриваются (помимо краткого изложения вопросов переваривания) проблемы метаболизма нуклеиновых кислот и их производных, в частности пути биосинтеза и распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, современные представления о биогенезе ДНК и РНК и их роли в синтезе белка.

Переваривание нуклеопротеинов и всасывание продуктов их распада осуществляются в пищеварительном тракте. Под влиянием ферментов желудка, частично соляной кислоты, нуклеопротеины пищи распадаются на полипептиды и нуклеиновые кислоты; первые в кишечнике подвергаются гидролитическому расщеплению до свободных аминокислот. Распад нуклеиновых кислот происходит в тонкой кишке в основном гидролитическим путем под действием ДНК- и РНКазы панкреатического сока. Продуктами реакции при действии РНКазы являются пуриновые и пи-римидиновые мононуклеотиды, смесь ди- и тринуклеотидов и резистентные к действию РНКазыолигонуклеотиды. В результате действия ДНКазы образуются в основном динуклеотиды, олигонуклеотиды и небольшое количество мононуклеотидов. Полный гидролиз нуклеиновых кислот до стадии мононуклеотидов осуществляется, очевидно, другими, менее изученными ферментами (фосфодиэстеразами) слизистой оболочки кишечника.

В отношении дальнейшей судьбы мононуклеотидов существует два предположения. Считают, что мононуклеотиды в кишечнике под действием неспецифических фосфатаз (кислой и щелочной), которые гидролизируютфосфоэфирную связь мононуклеотида («нуклеотидазное» действие), расщепляются с образованием нуклеозидов и фосфорной кислоты и в таком виде всасываются. Согласно второму предположению, мононуклеотиды всасываются, а распад их происходит в клетках слизистой оболочки кишечника. Имеются также доказательства существования в стенке кишечника нуклеотидаз, катализирующих гидролитический распад моно-нуклеотидов. Дальнейший распад образовавшихся нуклеозидов осуществляется внутри клеток слизистой оболочки преимущественно фосфороли-тическим, а не гидролитическим путем.

Всасываются преимущественно нуклеозиды, и в таком виде часть азотистых оснований может быть использована для синтеза нуклеиновых кислот организма. Если происходит дальнейший распад нуклеозидов до свободных пуриновых и пиримидиновых оснований, то гуанин не используется для синтетических целей. Другие основания, как показывают опыты с меченными по азоту аденином и урацилом, в тканях могут включаться в состав нуклеиновых кислот. Однако экспериментальные данные свидетельствуют, что биосинтез азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот органов и тканей, протекает преимущественно, если не целиком, denovo из низкомолекулярных азотистых и безазотистых предшественников.

Таким образом, синтез нуклеиновых кислот, мономерными единицами которых являются мононуклеотиды, будет определяться скоростью синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов; синтез последних в свою очередь зависит от наличия всех составляющих из трех компонентов. Источником рибозы и дезоксирибозы служат продукты превращения глюкозы в пентозофосфатном цикле. Пока не получены доказательства существенной роли пищевых пентоз в синтезе нуклеиновых кислот. Фосфорная кислота также не является лимитирующим фактором, поскольку она поступает в достаточном количестве с пищей. Следовательно, биосинтез нуклеиновых кислот начинается с синтеза азотистых оснований (точнее, мономерных молекул – мононуклеотидов).

30.

Синтез пуриновых нуклеотидов

31.

Пиримидиновый обмен — совокупность процессов синтеза и распада пиримидиновых нуклеотидов — соединений, состоящих из остатка азотистого пиримидинового основания, углеводов рибозы или дезоксирибозы, связанных b-гликозидной связью с третьим атомом азота пиримидинового основания, и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты, присоединенных эфирной связью к четвертому атому углерода углеводного компонента. Пиримидиновыми основаниями, представляющими собой производные шестичленного гетероциклического азотистого основания пиримидина, являются цитозин (2-окси-6-аминопиримидин), урацил (2,6-диоксипиримидин) и тимин (5-метил-2,4-диоксипиримидин). Поскольку пиримидиновые нуклеотиды (цитидин, уридин и тимидин) входят в состав нуклеиновых кислот (цитидин — в ДНК и РНК, уридин — в РНК, тимидин — в ДНК) и макроэргических соединений, являются коферментами, то для нормального протекания обмена веществ и энергии в организме необходим полноценный П. о. Особенно активно П. о. происходит в растущих тканях (ингибирование обмена пиримидиновых нуклеотидов может привести к замедлению деления и роста клеток).

Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов представляет собой многостадийный ферментативный процесс, в котором на первом этапе из аспарагиновой кислоты и карбамоилфосфата (синтезируемого из СО2 и аммиака за счет энергии АТФ) образуется пиримидиновое кольцо в форме оротовой кислоты. Оротовая кислота превращается затем в уридиловую кислоту — уридинмонофосфат (УМФ), присоединяя фосфорибозильный фрагмент. Последовательные реакции, катализируемые соответствующимифосфотрансферазами, приводят к образованию из УМФ вначале уридиндифосфата (УДФ), затем уридинтрифосфата (УТФ); последний в результате аминирования может превращаться в цитидинтрифосфат (ЦТФ).

УТФ и ЦТФ могут быть использованы для синтеза РНК или в качестве макроэргических соединений в других реакциях.

Для синтеза ДНК необходимо образование дезоксирибонуклеотидов. Цитидиндифосфат (ЦЦФ) — продукт гидролиза ЦТФ фосфатазой — в реакции восстановления рибозного компонента превращается в дезоксиформу — дезоксиЦДФ (дЦДФ), которая затем может быть фосфорилирована в дЦТФ. Дезоксиформатимидиловой кислоты (дТМФ) возникает при метилировании пиримидинового кольца дУМФ и в результате дальнейшего фосфорилирования превращается в дУТФ, который наряду с дЦТФ является субстратом для синтеза ДНК.

32.

ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Помимо уникальной роли нуклеиновых кислот в хранении и реализации наследственной информации, промежуточные продукты их обмена, в частности моно-, ди- и трифосфатнуклеозиды, выполняют важные регуляторные функции, контролируя биоэнергетику клетки и скорость метаболических процессов. В то же время нуклеиновые кислоты не являются незаменимыми пищевыми факторами и не играют существенной роли в качестве энергетического материала. Далее детально рассматриваются (помимо краткого изложения вопросов переваривания) проблемы метаболизма нуклеиновых кислот и их производных, в частности пути биосинтеза и распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, современные представления о биогенезе ДНК и РНК и их роли в синтезе белка. Переваривание нуклеопротеинов и всасывание продуктов их распада осуществляются в пищеварительном тракте. Под влиянием ферментов желудка, частично соляной кислоты, нуклеопротеины пищи распадаются на полипептиды и нуклеиновые кислоты; первые в кишечнике подвергаются гидролитическому расщеплению до свободных аминокислот.

Распад нуклеиновых кислот происходит в тонкой кишке в основном гидролитическим путем под действием ДНК- и РНКазы панкреатического сока. Продуктами реакции при действии РНКазы являются пуриновые и пи-римидиновые мононуклеотиды, смесь ди- и тринуклеотидов и резистентные к действию РНКазыолигонуклеотиды. В результате действия ДНКазы образуются в основном динуклеотиды, олигонуклеотиды и небольшое количество мононуклеотидов. Полный гидролиз нуклеиновых кислот до стадии мононуклеотидов осуществляется, очевидно, другими, менее изученными ферментами (фосфодиэстеразами) слизистой оболочки кишечника. В отношении дальнейшей судьбы мононуклеотидов существует два предположения. Считают, что мононуклеотиды в кишечнике под действием неспецифических фосфатаз (кислой и щелочной), которые гидролизируютфосфоэфирную связь мононуклеотида («нуклеотидазное» действие), расщепляются с образованием нуклеозидов и фосфорной кислоты и в таком виде всасываются. Согласно второму предположению, мононуклеотиды всасываются, а распад их происходит в клетках слизистой оболочки кишечника. Имеются также доказательства существования в стенке кишечника нуклеотидаз, катализирующих гидролитический распад моно-нуклеотидов. Дальнейший распад образовавшихся нуклеозидов осуществляется внутри клеток слизистой оболочки преимущественно фосфороли-тическим, а не гидролитическим путем.Всасываются преимущественно нуклеозиды, и в таком виде часть азотистых оснований может быть использована для синтеза нуклеиновых кислот организма. Если происходит дальнейший распад нуклеозидов до свободных пуриновых и пиримидиновых оснований, то гуанин не используется для синтетических целей. Другие основания, как показывают опыты с меченными по азоту аденином и урацилом, в тканях могут включаться в состав нуклеиновых кислот. Однако экспериментальные данные свидетельствуют, что биосинтез азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот органов и тканей, протекает преимущественно, если не целиком, denovo из низкомолекулярных азотистых и безазотистых предшественников.

Источником рибозы и дезоксирибозы служат продукты превращения глюкозы в пентозофосфатном цикле. Пока не получены доказательства существенной роли пищевых пентоз в синтезе нуклеиновых кислот. Фосфорная кислота также не является лимитирующим фактором, поскольку она поступает в достаточном количестве с пищей. Следовательно, биосинтез нуклеиновых кислот начинается с синтеза азотистых оснований (точнее, мономерных молекул – мононуклеотидов).

33.

КАТАБОЛИЗМ ПИРИМИДИНОВЫХ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ

Различия в катаболизме пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований.

Пиримидиновые азотистые основания подвергаются тотальному разрушению до СО2, Н2О и NH4.

Пуриновые азотистые основания сохраняют циклическую структуру пурина. Конечный продукт: мочевая кислота - вещество пуриновой природы.

Аминогруппа азотистых оснований очень легко могут отщепляться гидролитическим путем. Аминогруппа может отщепляться, когда азотистое основание еще находится в составе нуклеозида, мононуклеотида и даже в составе нуклеиновой кислоты. Но поскольку в организме урацил не входит в состав ДНК, то дезаминированиецитозина и превращение его в урацил воспринимается клеткой как ошибка и исправляется.

-аланин обычно разрушается до CO2, H3O и NH4, но иногда может использоваться для синтеза пептидов карнозина и ансерина в мышечной ткани. У микроорганизмов -аланин используется и для синтеза HS-КоА. Конечным продуктов распада пиримидиновых азотистых оснований можно считать и мочевину, которая образуется из аммиака по известному механизму, изложенному в теме «Обмен простых белков».

Тимин распадается подобно урацилу, но сохраняется CH4-группа, и вместо -аланина образуется -аминоизобутират (-метил--аланин). Поскольку тимин встречается только в ДНК, то по уровню -аминоизобутирата в моче судят об интенсивности распада ДНК.

-аминоизобутират выводится из организма и определение его количества в моче может использоваться для оценки катаболизма ДНК.

КАТАБОЛИЗМ ПУРИНОВЫХ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ

Распад начинается с отщепления аминогруппы (ее отщепление также возможно в составе ДНК).

Фермент аденозиндезаминаза иногда образуется в дефектной мутантной форме, что приводит к врожденному иммунодефициту, так как нуклеотиды являются регуляторами функций лейкоцитов. При СПИДе активность этого фермента также значительно снижена.

Образовавшийся инозин подвергается фосфоролизу, и далее гипоксантин подвергается двукратному окислению путем отнятия водорода с одновременным присоединением воды. Эти две одинаковые реакции катализирует один и тот же фермент – ксантиноксидаза. Ксантиноксидаза может существовать в двух формах:

- D-форма – дегидрогеназная

- O-форма – оксидазная

Формы отличаются друг от друга по способности передавать 2 атома водорода. D-форма передает водород на главную дыхательную цепь митохондриального окисления, а O-форма – сразу на кислород с образованием H3O2. D-форма может переходить в О-форму путем ограниченного протеолиза при отщеплении небольшого участка молекулы.

Генетический дефект ксантиноксидазы проявляется ксантинурией и образованием ксантиновых камней в тканях. В этом случае источник ксантина – гуанин, подвергающийся гидролитическомудезаминированию.

Кроме, как у человека, мочевая кислота является конечным продуктом катаболизма пуринов у приматов, птиц, змей и ящериц.

Для других животных пуриновое кольцо подвергается распаду, за исключением долматской собаки.

Мочевая кислота является одним из нормальных компонентов мочи. За сутки в организме образуется около 1 грамма мочевой кислоты. Мочевая кислота выводится из организма с мочой - это обычный ее компонент, но в почках организма человека происходит ее интенсивная реабсорбция. Концентрация мочевой кислоты в крови поддерживается на постоянном уровне 0.12-0.30 ммоль/л.

В организме мочевая кислота существует, как правило, в лактимной форме

34)Наруш обмена пуриновых осн.Подагра.Нарушобмена пурин основ это избыт обр и накопл мочевой к в виде солей – уратов.Проявлнаруш сод в крови мочевой кислоты В норме сод мочевой 360-415 мкмоль/лГиперурикемия повыш сод в плазме уратов свыше 420 мкмоль/л тотальном повыш сод уратов в орг. При гиперурикемии плазма и внекл жид нах в состсупернасыщуратами, что создблагопруслдлявыпадураткристал и отлож их в тксуст, почек, сос стенТипичзабподагра.

Наруш пурин обмена сопровож и наруш жир обмена. увелич масса тела, прогресатероскл аорты и корон арт, развивишемич

Подагра хроничзаб, протек с повтори приступ острого артрит, кристаллиндуцировансиновитами, отложуратов в тк.Подагра чаще развив в теч пятого десятил жизни. Распространподагры сост 0.1%..Различ первич и вторич подагру. Первичсамостоятзаб при кот повыше уровня моч кислоты обуслгенетичнаруш. Вторичпроявлдр болезней (миелолейк, псориаз, ХПН, пороки серд с эритроцит) или следспримен лек сред

35)Порфири́я наследнаруш пигмент обмена с повыш сод порфиринов в кр и тк и усил их выдел с мочой и калом. Проявл фотодермат, гемолитич кризами, жел-киш и нер-псих расстрой. Синтез гемоглобина.

36)гемоксигеназысвязгем с обр комплекса в соотнош 1:1 с гемоксигеназойсвязгем (Fe3+), то он напомметгем. Оксигенир формы компл имеют макс поглощ близкие показ к оксигемоглкоординац связи между гемом и АК фермента быстро разруш если комплинкубир с НАДфН-цитохром с редуктазой. С меньшей скор аналог процесс протек в инкубац сред аскор к.

В проц окис гемагемоксигеназаисп три атома кисл. Два из них внедр в мол биливерд и один в СО.рН ферм 7,4—7,5 распад гемоглобина

Поиск

Рекомендуем ознакомиться

70-150 гр/в сут в засимости возраста, пола, региона, профессии и тд

Главная > Документ

Похожие документы:

География одна из древнейших наук человечества. Вот уже почти 5000 лет занимается она описанием стран, морей и океанов

Вы и ваш ребенок

Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к сниП 02. 01-83) (2)

Рабочая программа Дисциплина: Гигиена питания Код дисциплины