- •Экзаменационные вопросы по биохимии для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов за 2010-2011 уч. Год
- •Электрохимические свойства белков как основа методов их исследования. Электрофорез белков крови.
- •Коллоидные свойства белков. Гидратация. Растворимость. Денатурация, роль шаперонов.
- •Углевод-белковые комплексы. Строение углеводных компонентов. Гликопротеины и протеогликаны.
- •Липид-белковые комплексы. Строение липидных компонентов. Структурные протеолипиды и липопротеины, их функции.
- •Ферменты, их химическая природа, структурная организация. Активный центр ферментов, его строение.
- •Коферменты и их функции в ферментативных реакциях. Витаминные коферменты. Примеры реакций с участием витаминных коферментов.
- •Свойства ферментов. Лабильность конформации, влияние температуры и рН среды. Специфичность действия ферментов, примеры реакций.
- •Номенклатура и классификация ферментов. Характеристика класса оксидоредуктаз. Примеры реакций с участием оксидоредуктаз.
- •Характеристика класса лиаз, изомераз и лигаз (синтетаз), примеры реакций.
- •Характеристика классов ферментов трансфераз и гидролаз. Примеры реакций с участием данных ферментов.
- •Современные представления о механизме действия ферментов. Стадии ферментативного катализа, молекулярные эффекты, примеры.
- •Ингибирование ферментов. Конкурентное и неконкурентное ингибирование, примеры реакций. Лекарственные вещества как ингибиторы ферментов.
- •Обмен веществ и энергии. Этапы обмена веществ. Общий путь катаболизма. Окислительное декарбоксилирование пирувата.
- •Цитратный цикл, химизм процесса, его биологическое значение.
- •С опряжение реакций цикла трикарбоновых кислот с дыхательной цепью ферментов. Написать эти реакции.
- •Реакции прямого и окислительного декарбоксилирования, примеры.
- •Современные представления о биологическом окислении. Над-зависимые дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм над.
- •Компоненты дыхательной цепи и их характеристика. Фмн и фад-зависимые дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм фмн.
- •Цитохромы электронтранспортной цепи. Их функционирование. Образование воды как конечного продукта обмена.
- •Пути синтеза атф. Субстратное фосфорилирование (примеры). Молекулярные механизмы окислительного фосфорилирования (теория Митчелла). Разобщение окисления и фосфорилирования.
- •Альтернативные пути биологического окисления, оксигеназный путь. Микросомальные монооксигеназы.
- •Свободнорадикальное окисление. Токсичность кислорода. Активные формы кислорода. Антиокислительная защита. Роль сро в патологии.
- •Потребность человека в белках. Строение незаменимых аминокислот. Биологическая ценность белков. Роль белков в питании.
- •Превращение белков в желудке. Роль соляной кислоты в переваривании белков. Показать действие пептидгидролаз. Качественный и количественный анализ желудочного содержимого.
- •Переваривание белков в кишечнике. Покажите действие трипсина, карбокси-и аминопептидазы на конкретных примерах.
- •Гниение белков и аминокислот в кишечнике. Пути образования продуктов гниения. Примеры.
- •Механизм обезвреживания продуктов гниения белков. Роль фафс и удф-гк в этом процессе (конкретные примеры).
- •Переаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Химизм процессов, характеристика ферментов и коферментов. Образование амидов.
- •Дезаминирование аминокислот. Виды дезаминирования. Окислительное дезаминирование. Непрямое дезаминирование аминокислот на примере тирозина.
- •Орнитиновый цикл, последовательность реакций, биологическая роль.
- •Особенности катаболизма пуриновых нуклеотидов. Их строение и распад. Образование мочевой кислоты. Подагра.
- •Генетические дефекты обмена фенилаланина и тирозина.
- •Механизмы репликации днк (матричный принцип, полуконсервативный способ). Условия, необходимые для репликации. Основные этапы репликации.
- •Биосинтез рнк (транскрипция). Условия и этапы транскрипции. Процессинг рнк. Альтернативный сплайсинг.
- •Биосинтез белка. Этапы трансляции и их характеристика. Белковые факторы биосинтеза белка. Энергетическое обеспечение биосинтеза белка.
- •Посттрансляционный процессинг. Виды химической модификации, фолдинг и адресование белков. Шапероны, прионы.
- •Строение оперона. Регуляция биосинтеза белка у прокариотов. Функционирование лактозного и гистидинового оперонов.
- •Особенности и уровни регуляции биосинтеза белка у эукариотов. Амплификация генов, энхансерные и сайленсерные элементы.
- •Блокаторы белковых синтезов. Действие антибиотиков и токсинов. Биологическая роль теломер и теломераз.
- •Виды молекулярных мутаций и их биологические последствия.
- •Биохимический полиморфизм. Генотипическая гетерогенность популяций. Наследственная непереносимость пищевых веществ и лекарств.
- •Причины полиморфизма и динамичности протеома при определенной консервативности генома: роль особенностей транскрипции, трансляции, процессинга белка.
- •Роль углеводов в питании. Переваривание и всасывание углеводов в органах пищеварительной системы. Написать реакции.
- •Катаболизм глюкозы в анаэробных условиях. Химизм процесса, биологическая роль.
- •Катаболизм глюкозы в тканях в аэробных условиях. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль. Эффект Пастера.
- •Г ексозомонофосфатный путь превращения глюкозы в тканях и его биологическая роль. Реакции окислительной стадии.
- •Биосинтез и распад гликогена в тканях. Биологическая роль этих процессов. Гликогеновые болезни.
- •Пути образования глюкозы в организме. Глюконеогенез. Возможные предшественники, последовательность реакций, биологическая роль.
- •Характеристика основных липидов организма человека, их строение, классификация, суточная потребность и биологическая роль.
- •62. Фосфолипиды, их химическое строение и биологическая роль.
- •63. Биологическая роль липидов пищи. Переваривание, всасывание и ресинтез липидов в органах пищеварительной системы.
- •64. Желчные кислоты. Их строение и биологическая роль. Желчнокаменная болезнь.
- •65. Окисление высших жирных кислот в тканях. Особенности окисления высших жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, энергетический эффект.
- •66. Окисление глицерола в тканях. Энергетический эффект этого процесса.
- •67. Биосинтез высших жирных кислот в тканях. Биосинтез липидов в печени и жировой ткани.
- •6 8. Холестерол. Его химическое строение, биосинтез и биологическая роль. Причины
- •Витамины, их характеристика, отличительные признаки. Роль витаминов в обмене веществ. Коферментная функция витаминов (примеры).
- •С труктура и функции витамина а.
- •Витамин д, его строение, метаболизм и участие в обмене веществ. Признаки проявления гиповитаминоза.
- •Участие витаминов е и к в метаболических процессах.
- •С труктура витамина в1, его участие в метаболических процессах, примеры реакций.
- •Витамин в2. Строение, участие в обмене веществ.
- •В итамин в6 и pp. Роль в обмене аминокислот, примеры реакций, строение.
- •Характеристика витамина с, строение. Участие в обмене веществ, проявление гиповитаминоза. Витамин р.
- •Витамин в12 и фолиевая кислота. Их химическая природа, участие в метаболических процессах. Причины гиповитаминозов.
- •Витамины – антиоксиданты, их биологическая роль. Витаминоподобные вещества. Антивитамины.
- •Биотин, пантотеновая кислота, их роль в обмене веществ.М
- •Гормоны передней доли гипофиза, классификация, их химическая природа, участие в регуляции процессов метаболизма. Семейство пептидов проопиомеланокортина.
- •Гормоны задней доли гипофиза, место их образования, химическая природа, влияние на функции органов-мишеней.
- •Тиреоидные гормоны, место их образования, строение, транспорт и механизм действия на метаболические процессы.
- •Тиреокальцитонин, паратиреоидный гормон. Химическая природа, участие в регуляции обмена веществ.
- •Инсулин, схема строения, участие в регуляции метаболических процессов. Специфика в действии на рецепторы органов мишеней, инсулиноподобные факторы роста (ифр).
- •Глюкагон и соматостатин. Химическая природа. Влияние на обмен веществ.
- •У частие адреналина в регуляции обмена веществ. Место выработки. Структура адреналина, механизм его гормонального действия, метаболические эффекты.
- •К ортикостероидные гормоны. Структура кортизола, механизм действия. Участие глюкокортикоидов и минералокортикоидов в обмене веществ.
- •Гормоны половых желез: эстрадиол и тестостерон, их строение, механизм действия и биологическая роль.
- •Простаноиды - регуляторы обмена веществ. Биологические эффекты простаноидов и химическая природа.
- •Важнейшие функции печени. Роль печени в обмене веществ.
- •Обезвреживающая роль печени. Реакции микросомального окисления и реакции коньюгации токсических веществ в печени. Примеры обезвреживания (фенол, индол).
- •Биосинтез и распад гемоглобина в тканях. Механизм образования основных гематогенных пигментов.
- •Патология пигментного обмена. Виды желтух.
- •Окисление этанола в печени. Первичные эффекты этанола.
- •Основы клинической биохимии. Основные виды изменений биохимического состава крови.
- •Белки крови, их биологическая роль, функциональная характеристика, лабораторно – диагностическое значение показателей белкового состава крови.
- •Химический состав нервной ткани.
- •Особенности обмена веществ в нервной ткани (энергетический, углеводный обмен).
- •Роль глутамата в обмене веществ в нервной ткани. Написать реакции.
- •Биохимия передачи нервного импульса. Основные компоненты и этапы.
- •Образование нейромедиаторов – ацетилхолина, адреналина, дофамина, серотонина.
- •Особенности химического состава мышечной ткани.
- •Особенности энергетического обеспечения мышечного сокращения. Креатин, креатинфосфат и продукт их распада. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и денервации мышц. Креатинурия.
- •Роль атф в мышечном сокращении. Пути ресинтеза атф в мышечной ткани. Написать реакции ресинтеза атф в анаэробных условиях. Нарушение метаболизма при ишемической болезни сердца.
- •Межклеточный матрикс, его компоненты, функции. Характеристика коллагена, его строение. Полиморфизм коллагеновых белков.
- •Этапы синтеза и созревания коллагена. Роль ферментов и витаминов в этом процессе. Катаболизм коллагена.
- •Особенности строения и функции эластина. Неколлагеновые структурные белки: фибронектин и ламинин.
- •Гликозаминогликаны. Строение, функции.
- •Протеогликаны межклеточного матрикса, их состав, функции. Образование надмолекулярных комплексов. Метаболизм протеогликанов.
- •Функциональная биохимия почек. Физико-химические свойства мочи. Характеристика химических компонентов мочи по отношению к процессам мочеобразования.
- •Молекулярные основы онкогенеза. Онкогены, протоонкогены, гены-супрессоры опухолей (гсо).
- •Виды клеточной гибели: апоптоз и некроз. Биологическое значение.
- •Этапы апоптоза. Рецепторы, передача сигнала гибели клетки.
- •Каспазы: образование и биологическая роль.
- •Варианты индукции апоптоза. Роль митохондрий в развитии апоптоза.
Механизмы репликации днк (матричный принцип, полуконсервативный способ). Условия, необходимые для репликации. Основные этапы репликации.
Репликация (синтез) ДНК происходит не беспорядочно, а в строго определенный период жизни клетки. Всего выделяют 4 фазы клеточного цикла: митоз (М), синтетическую (S),пресинтетическую (G1, от англ. gap – интервал), постсинтетическую (G2).
Важное участие в регуляции смены фаз клеточного цикла занимают циклины – белки массой 35-90 кДа, уровень которых меняется в ходе клеточного цикла. По функции циклины – это активаторные субъединицы ферментов циклин-зависимых киназ (ЦЗК). Активные комплексы циклин-ЦЗК фосфорилируют внутриклеточные белки, изменяя их активность. Этим обеспечивается продвижение по клеточному циклу.
Синтез (репликация, удвоение) ДНК происходит в S-фазу клеточного цикла, когда клетка готовится к делению. Механизм репликации, как установили Мэтью Мезельсон и Франклин Сталь в 1957 г, полуконсервативный, т.е. на каждой нити материнской ДНК синтезируется дочерняя копия.
Как любой матричный биосинтез, репликация требует наличия нескольких компонентов:матрица – в ее роли выступает материнская нить ДНК; растущая цепь – дочерняя нить ДНК; субстраты для синтеза – dАТФ, dГТФ, dЦТФ, ТТФ; источник энергии – dАТФ, dГТФ, dЦТФ, ТТФ; ферменты.
Синтез ДНК начинается в определенных участках, получивших название точка ori (англ.– начало). На каждой ДНК млекопитающих точек ori насчитывается до 100. Репликация распространяется от этих участков в обе стороны по нитям ДНК с образованием репликативных "пузырей". В каждом таком "пузыре" имеются две реплекативные вилки, в которых происходит расплетание, раскручивание и непосредственный синтез ДНК. При этом репликативные вилки удаляются друг от друга. В целом репликация всех ДНК уэукариот заканчивается за 9 часов.
Синтез новой цепи ДНК идет в направлении от 5'-конца к 3'-концу, т.е. 5'-конец новой ДНК остается свободным, следующие нуклеотиды присоединяются к 3'-гидроксильной группе предыдущего нуклеотида со скоростью порядка 100 штук в секунду.
В репликативной вилке в направлении 5'→3' непрерывно (т.е.обычным заурядным присоединением последующих нуклеотидов к предыдущим через С3 и С5) синтезируется только одна нить, а именно та, для которой направление синтеза совпадает с направлением движения репликативной вилки и соответствует направлению материнскойнити 3'→5'. По мере расплетания ДНК и движения репликативной вилки на этойматеринской нити открываются участки, где возможно безостановочное удлинение ведущей дочерней нити.
Направление 5'→3' для другой дочерней нити ДНК противоположно движению репликативной вилки. Поэтому синтез этой отстающей нити (в направлении 5'→3') возможен только после расплетания части ДНК и освобождения участка для синтеза.
Таким образом, синтез дочерней ДНК идет фрагментарно. По имени японского исследователя синтезируемые на отстающей цепи отрезки ДНК назвали фрагменты Оказаки.
Биосинтез рнк (транскрипция). Условия и этапы транскрипции. Процессинг рнк. Альтернативный сплайсинг.
Прежде чем начнут синтезироваться белки, информацию об их строении необходимо "достать" из ДНК и доставить ее к месту синтеза белков. Этим занимаютсяинформационные или матричные РНК. Одновременно клетке нужны транспортеры аминокислот – транспортные РНК и структурные компоненты органелл, синтезирующих белок, – рибосомальные РНК. Вся информация о строении транспортных и рибосомальных РНК также находится в ДНК.
Поэтому существует процесс переписывания или транскрипции данных с ДНК на РНК (англ.transcription – переписывание) – биосинтез РНК на матрице ДНК.
Как в любом матричном биосинтезе в транскрипции выделяют 5 необходимых элементов: матрица – одна из цепей ДНК; растущая цепь – РНК; субстрат для синтеза – рибонуклеотиды (УТФ, ГТФ, ЦТФ, АТФ); источник энергии – УТФ, ГТФ, ЦТФ, АТФ; ферменты РНК-полимеразы и белковые факторы транскрипции.
Биосинтез РНК происходит в участке ДНК, который называется транскриптон, с одного края он ограничен промотором (начало), с другого – терминатором (конец).РНК-полимеразы эукариот имеют по две больших субъединицы и несколько малых субъединиц.
Выделяют три стадии транскрипции: инициация, элонгация и терминация.
1)Инициация - Промотор содержит стартовый сигнал транскрипции – ТАТА-бокс. Так называется определенная последовательность нуклеотидов ДНК, связывающая первый фактор инициации ТАТА-фактор. Этот ТАТА-фактор обеспечивает присоединение РНК-полимеразы к той нити ДНК, которая будет использоваться в качестве шаблона для транскрипции (матричная нить ДНК). Так как промотор ассиметричен ("ТАТА"), то он связывает РНК-полимеразу только в одной ориентации, что определяет направление транскрипции от 5'-конца к 3'-концу (5'→3'). Для связывания РНК-полимеразы с промотором необходим еще один фактор инициации – σ-фактор (греч. σ – "сигма"), но сразу после синтеза затравочного фрагмента РНК (длиной 8-10 рибонуклеотидов) σ-фактор отрывается от фермента.Другие факторы инициации раскручивают спираль ДНК перед РНК-‑полимеразой.
2) Элонгация - Белковые факторы элонгации обеспечивают продвижение РНК-полимеразы вдоль ДНК и расплетают молекулу ДНК на протяжении примерно 17 нуклеотидных пар. РНК-полимераза продвигается со скоростью 40-50 нуклеотидов в секунду в направлении 5'→3'. Фермент использует АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ одновременно в качестве субстрата и в качестве источника энергии.
3) Терминация - РНК-полимераза остановится, когда достигнет терминирующих кодонов. С помощью белкового фактора терминации, так называемого ρ-фактора (греч. ρ – "ро"), от матрицы ДНК отделяются фермент и синтезированная молекула РНК, которая является первичным транскриптом, предшественником мРНК или тРНК или рРНК.
Сразу после синтеза первичные транскрипты РНК по разным причинам еще не имеют активности, являются "незрелыми" и в дальнейшем претерпевают ряд изменений, которые называются процессинг. У эукариот процессингу подвергаются все виды пре-РНК, у прокариот – только предшественники рРНК и тРНК.
При транскрипции участков ДНК, несущих информацию о белках, образуются гетерогенные ядерные РНК, по размеру намного превосходящие мРНК. Дело в том, что из-за мозаичной структуры генов эти гетерогенные РНК включают в себя информативные (экзоны) и неинформативные (интроны) участки.
1. Сплайсинг (англ. splice–склеивать встык) – особый процесс, в котором при участиималых ядерныхРНК происходит удаление интронов и сохранение экзонов.
2. Кэпирование (англ. cap – шапка) – происходит еще во время транскрипции. Процесс состоит в присоединении к 5'-трифосфату концевого нуклеотида пре-мРНК 5'-углерода N7-метил-гуанозина."Кэп" необходим для защиты молекулы РНК от экзонуклеаз, работающих с 5'-конца, а также для связывания мРНК с рибосомой и для начала трансляции.
3. Полиаденилирование – при помощи полиаденилат-полимеразы с использованием молекул АТФ происходит присоединение к 3'-концу РНК от 100 до 200 адениловых нуклеотидов, формирующих полиадениловый фрагмент – поли(А)-хвост. Поли(А)-хвост необходим для защиты молекулы РНК от экзонуклеаз, работающих с 3'-конца.
Альтернативный сплайсинг – из одно прематричной-РНК может получиться неколько молекул РНК.