- •Тема 17. Внутриклеточный обмен аминокислот общие пути катаболизма аминокислот Реакции переаминирования
- •Реакции дезаминирования
- •Пути обезвреживания аммиака в организме — синтез глутамина и мочевины.
- •Реакции декарбоксилирования
- •Тема 18. Химия нуклеопротеинов Нуклеиновые кислоты — биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
- •Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов
- •Строение днк
- •Строение рнк
- •Тема 19. Обмен нуклеопротеинов
- •Биосинтез нуклеотидов
- •De novo синтез пуриновых нуклеотидов
- •Фосфорибозиламин
- •Инозинмонофосфат
- •De novo синтез пиримидиновых нуклеотидов
- •ДТмф дУмф умф
- •Образование дезоксирибонуклеотидов
- •Тема 20. Биосинтез днк, рнк и белка
- •Биосинтез днк
- •Биосинтез рнк
- •Структура рнк-полимеразы прокариот
ДТмф дУмф умф
Тимидилат
дТДФ синтаза дУДФ УДФ
дТТФ УТФ
+NH2 (Глн) ЦТФ-синтетаза
+АТФ ЦТФ
Рис. 19.4. De novo синтез пиримидиновых нуклеотидов
Ключевой фермент — аспартаткарбамоилтрансфераза.
Регуляция: избыток пиримидиновых нуклеотидов ингибирует ключевой фермент, а избыток пуриновых — активирует.
Образование дезоксирибонуклеотидов
Образование дезоксирибонуклеотидов, необходимых для биосинтеза ДНК, происходит на уровне нуклеозиддифосфатов (рис. 19.5). С участием специального белка тиоредоксина фермент редуктаза восстанавливает 2/-ОН группу в рибозе и образуется дезоксирибоза. Затем: дНДФдНТФсинтез ДНК.
Рис. 19.5. Образование дезоксирибонуклеотидов
Тема 20. Биосинтез днк, рнк и белка
Центральная догма молекулярной биологии отражает поток информации в клетке:
ДНК РНК БЕЛОК
ДНК
Биосинтез днк
Репликация — процесс удвоения ДНК (синтез ДНК на матрице ДНК) (рис. 20.1).
Принципы репликации:
1) комплементарность;
2) антипараллельность;
3) однонаправленность;
4) потребность в праймере (затравке);
5) прерывистость;
6) полуконсервативность.
Первые 3 принципа можно сформулировать одной фразой: синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и антипараллельно матричной цепи и всегда в направлении 5/ 3/.
Ферменты и белки, участвующие в репликации (их > 40), объединены в единый комплекс — реплисому.
Хеликаза — раскручивает двойную спираль ДНК в репликационной вилке.
Топоизомераза — снимает напряжение, возникающее в репликационной вилке, и предотвращает обратное скручивание цепей.
Праймаза — синтезирует праймеры. Праймаза является РНК-полимеразой, поэтому образующиеся праймеры представляют собой олигорибонуклеотиды.
ДНК-полимераза — главный фермент процесса. Компоненты, необходимые для её работы: матрица, затравочный олигонуклеотид (праймер), субстраты (активированные нуклеотиды — дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ), ионы магния. ДНК-полимераза катализирует реакцию образования фосфодиэфирной связи:
Для образования фосфодиэфирной связи используется энергия макроэргического субстрата. Большинство ДНК-полимераз обладают способностью исправлять ошибки, допущенные при синтезе, путем отщепления неправильно присоединенного нуклеотида и замены его на нужный.
Поскольку цепи ДНК антипараллельны, а синтез идет только от 5/-конца к 3/-концу, одна из дочерних цепей синтезируется прерывисто, образуются фрагменты Оказаки (рис. 20.2). Впоследствии праймеры (участки РНК) из дочерней цепи удаляются, на их месте достраивается ДНК.
ДНК-лигаза — сшивает фрагменты, образующиеся после удаления праймеров и достройки ДНК.
После окончания репликации ДНК подвергается метилированию (защита от нуклеаз).
У прокариот есть три ДНК-полимеразы — ДНК-полимераза III (непосредственно ведет репликацию), ДНК-полимераза II (участвует в репарации), ДНК-полимераза I (отвечает за удаление праймеров и достройку на их месте ДНК).
У эукариот одновременно с репликацией идет синтез гистонов. Ферменты: ДНК-полиме-раза α (синтезирует праймеры), β (репаративная и достраивает ДНК на месте удаленных праймеров), γ (митохондриальная), δ (синтезирует лидирующую цепь), ε (синтезирует отстающую цепь). На концах линейных хромосом эукариот имеются теломеры (неинформативные повторяющиеся последовательности нуклеотидов). В соматических клетках с каждым актом репликации теломеры укорачиваются из-за невозможности достроить ДНК на месте 5/-праймера. Это своеобразные «молекулярные часы» клетки.