Otvety_po_bkh

56.

Мочевая кислота является конечным продуктом распада ПУРИНОВЫХ НУКЛ.

Уровень мочевой кислоты будет свидетельствовать об интенсивности распада ПУРИНОВЫХ оснований тканей организма и пищи. При распаде ПИРИМИДИНОВЫХ оснований из них

образуется:
l.B-аланин СО2	NH3	МОЧЕВИНА

2.бета -АМИНОИЗОБУТИРАТ.

КРЕАТИНИН образуется из креатина, который в свою очередь синтезируется в печени из аминокислот, затем транспортируется в мышечную ткань, где взаимодействует с АТФ.

КРЕАТИНИН является конечным продуктом распада креатина. Он поступает в кровь и выделяется с мочой. КРЕАТИНИН не подвергается обратному всасыванию и является показателем фильтрационной способности почек. При её нарушении уровень КРЕАТИНИНА в моче будет понижаться, а в крови - повышаться

27. Современные представления о структуре и функциях нуклеиновых кислот. Строение

мономеров нуклеиновых кислот. Генетический код и его свойства.

95% ДНК человека представляет не генная часть. 5% - собственно гены. Не генная часть представлена:

1.ТАНДЕМНЫЕ ПОВТОРЫ монотонные повторы НУКЛЕОТИДОВ, как правило дуплетного характера, не имеющие смысла. Это так называемые «пустынные участки» ДНК. В настоящее время смысл этих участков: выполнение структурной функции и площадки для образования генов в эволюции (эволюционный резерв).

2.ПСЕВДОГЕНЫ - неактивные, но стабильные генетические элементы, возникающие в результате мутации в ранее работавших генах (гены, выключенные мутацией). Это побочный продукт и генетический резерв эволюции. Составляют 20 - 30% не генной части ДНК.

3.Мобильные генетические элементы:

-ТРАНСПОЗОНЫ - участки ДНК, способные вырезаться и встраиваться в другие области ДНК. Это так называемые «странники генов».

-РЕТРОТРАНСПОЗОНЫ - участки ДНК, копирующиеся в пределах генома, как внутри

хромосомы, так и между ними. Могут изменять смысл структурных генов человека, приводят к мутациям. Геном человека изменяется в течении жизни на 10 - 30%.

- поврежденные неактивные, мобильные генетические элементы. Не могут ни вырезаться, ни встраиваться из-за отсутствия в клетке ОБРАТНОЙ ТРАНСФЕРАЗЫ. Если фрагмент поступает в клетку с вирусом, то тогда эти гены начинают транскрибироваться.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГЕНОМА:

1.СТРУКТУРНЫЕ ГЕНЫ

2.РЕГУЛЯТОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Структурные гены кодируют синтез МРНК, ТРНК, РРНК.

Регуляторные элементы не кодируют РНК и, соответственно, белков; влияют на работу структурных генов.

ГЕНОМИКА - отрасль молекулярной биологии, изучающая структуру и механизмы работы гена. В настоящее время установлено и изучено 35000 генов человека. Из них в каждой клетке работает

25%.

1)Триплетность – 3 нуклеотидных остатка кодируют 1 АК

2)Квазидуплетность – информацию об АК несут первые 2 нуклеотида в кодоне, а 3 малозначим

3)Однозначность – каждый триплет кодирует только 1 АК

4)Вырожденность – свойство ген. Кода, при которомодну и ту же АК могут кодировать несколько триплетов

5)Универсальность – свойство в том, что генетический код одинаков почти у всех видов организмов

6)Линейность – информация заключается в зрелой мРНК, в процессе трансляции считывается последовательно, строго в определенном направлении без остановок

7)Коллинеарность – соответствие последовательности кодонов в зрелой мРНК последовательности АК в синтезируемом белке

28. Репликация ДНК, условия, этапы, их характеристика.

РЕПЛИКАЦИЯ - процесс самоудвоения ДНК. Этот процесс стал полностью изучен только после того, как УОТСОН и КРИК предложили структуру ДНК в виде двойной спирали, полинуклеотидные цепи которой связаны комплиментарными, азотистыми основаниями (А:::Т, Г:::Ц). Если азотистые основания комплиментарны друг другу, то и полинуклеотидные цепи тоже комплиментарны. В основе механизма репликации лежит принцип комплиментарности. К механизму репликации относится матричный биосинтез. Репликация ДНК идёт полуконсервативным способом: на каждой материнской полинуклеотидной цепи синтезируется дочерняя цепь.

Условия необходимые для репликации:

1. Матрица - нити ДНК. Расщепление нити называется РЕПЛИКАТИВНАЯ ВИЛКА. Она может образовываться внутри молекулы ДНК. Они движутся в разных направлениях, образуя РЕПЛИКАТИВНЫЙ ГЛАЗОК. Таких глазков в молекуле ДНК ЭУКАРИОТ несколько, каждый имеет две вилки

2. Субстрат. Пластическим материалом являются ДЕЗОКСИНУКЛЕОТИДТРИФОСФАТЫ: дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ. Затем происходит их распад до ДЕЗОКСИНУКЛЕОТИДМОНОФОСФАТОВ, двух молекул фосфата неорганического с выделением энергии, т.е. они одновременно являются источником и энергии, и пластического материала.

Д-АТФ Д-АМФ + ФФ + Е. 3. Ионы магния.

Репликативный комплекс ферментов: A) ДНК -раскручивающие белки:

1.DNA-A (вызывает расхождение нитей)

2.ХЕЛИКАЗЫ (расщепляют цепь ДНК)

3.ТОПОИЗОМЕРАЗЫ 1 и 2 (раскручивают сверх спирали). Разрывают (3',5') - фосфодиэфирные связи. ТОПОИЗОМЕРАЗА 2 у ПРОКАРИОТ называется ГИРАЗА.

B) Белки, препятствующие соединению нитей ДНК (SSB -белки)

C) ДНК-ПОЛИМЕРАЗА (катализирует образование фосфодиэфирных связей). ДНКПОЛИМЕРАЗА только удлиняет уже существующую нить, но не может соединить два свободных НУКЛЕОТИДА.

D) ПРАЙМАЗА (катализирует образование «затравки» к синтезу). Это по своей структуре РНКПОЛИМЕРАЗА, которая соединяет одиночные НУКЛЕОТИДЫ.

Е)ДНК-ЛИГАЗА.

5.ПРАЙМЕРЫ - «затравка» для репликации. Это короткий фрагмент, состоящий из

РИБОНУКЛЕОТИДТРИФОСФАТОВ (2 - 10). Образование ПРАИМЕРОВ катализируется ПРАЙМАЗОЙ.

Основные этапы репликации. 1.ИНИЦИАЦИЯ репликации.

Происходит под влиянием внешних стимулов (факторов роста). Белки соединяются с рецепторами на плазматической мембране и вызывают репликацию в синтетическую фазу клеточного цикла. Смысл инициации заключается в присоединении в точку репликации DNA-A, стимулирующего расхождение двойной спирали. В этом принимает участие и ХЕЛИКАЗА. Действуют ферменты (ТОПОИЗОМЕРАЗЫ), вызывающие раскручивание сверх спирали. SSB-белки препятствуют соединению дочерних цепей.

Образуется РЕПЛИКАТИВНАЯ ВИЛКА. Образование дочерних нитей.

Этому предшествует образование ПРАИМЕРОВ с помощью фермента ПРАЙМАЗЫ. Действует ДНК-ПОЛИМЕРАЗА и образуется дочерняя нить ДНК. Этот процесс происходит в соответствии с принципом комплиментарности, и синтез идёт от 5' к 3' концу синтезируемой нити.

На одной из материнских нитей будет строиться непрерывная цепь, а на противоположной нити - цепь из коротких фрагментов (фрагментов ОКАЗАКИ) Удаление ПРАИМЕРОВ с помощью ЭКЗОНУКЛЕАЗЫ.

Соединение коротких фрагментов с помощью ДНК-ЛИГАЗЫ.

Дочерние нити КОМПЛИМЕНТАРНЫ материнским. Дочерние молекулы ДНК являются копией материнской ДНК. Значение репликации: воспроизведение генотипа в поколениях.

29. Транскрипция, условия и этапы транскрипции, их характеристика.

ТРАНСКРИПЦИЯ ГЕНА.

Транскрипция - передача информации с ДНК на РНК (биосинтез РНК). Транскрипции, в отличие от репарации, подвергаются только определённые части молекулы ДНК. Эта часть называется ТРАНСКРИПТОНОМ - фрагмент ДНК, транскрибируемый в РНК. ДНК эукариот прерывистая: участки, несущие информацию (ЭКЗОНЫ), чередуются с участками, не несущими информацию (ИНТРОНЫ). В ДНК с 5'-конца выделяют ПРОМОТОРНУЮ область - место присоединения РНК-ПОЛИМЕРАЗЫ. С 3'-конца - ТЕРМИНАТОРНАЯ зона. Эти области не транскрибируются. УСЛОВИЯ ТРАНСКРИПЦИИ.

1.Матрица - 1 нить ДНК. Образуется транскрипционный глазок.

2.Структурные компоненты - РИБОНУКЛЕОЗИД-3-ФОСФАТЫ (АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ). Они будут распадаться до МОНОФОСФАТОВ с выделением энергии.

3.ДНК-зависимая РНК-ПОЛИМЕРАЗА.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ТРАНСКРИПЦИИ.

1. ИНИЦИАЦИЯ.

Заключается в присоединении РНК-ПОЛИМЕРАЗЫ к ПРОМОТОРУ, что приводит к расхождению нитей ДНК. Импульсом к присоединению РНК-ПОЛИМЕРАЗЫ является присоединение ТВР-белка к

TATA-САЙТУ.

2. ЭЛОНГАЦИЯ (удлинение).

Соединение РИБОНУКЛЕОЗИДМОНОНУКЛЕОТИДОВ и образование фосфодиэфирных связей между НУКЛЕОТИДАМИ с помощью РНК-ПОЛИМЕРАЗЫ, которая передвигается вдоль нити ДНК. Присоединение НУКЛЕТИДОВ идет в соответствии с принципом комплиментарности, только вместо ДЕЗОКСИНУКЛЕОТИДОВ будут РИБОНУКЛЕОТИДЫ, и

вместо ТМФ - УМФ.синтез идёт со скоростью 30 - 50 НУКЛЕОТИДОВ в секунду, пока не дойдёт до Т-зоны.

3.ТЕРМИНАЦИЯ (окончание).Заключается в том, что со стороны 3'-конца образованной РНК присоединяется множество (до 200 - 300) АДЕНИЛОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ - поли А. Образуется точная копия гена. АДЕНИЛОВЫЕ НУКЛЕОТИДЫ защищают 3'-конец от действия ЭКЗОНУКЛЕАЗ. С 5'-конца образуется защита, так называемый «САР» (чаще всего УДФ). Эта образовавшаяся копия гена называется ТРАНСКРИПТ.

4.ПРОЦЕССИНГ (созревание).

Заключается в СПЛАЙСИНГЕ удаление неинформативных участков, и соединение ЭКЗОНОВ между собой. Играет важную роль в эволюции организмов, т.к. возможен альтернативный СПЛАЙСИНГ. Это свидетельствует о том, что из одной пре-ИРНК образуется несколько ИРНК и соответственно несколько белков, что проявляется в разнообразии признаков у организмов.

30. Трансляция, условия, этапы трансляции и их характеристика. Котрансляционный и

посттрансляционный процессинг белка.

Трансляция или собственно биосинтез белка - это перевод генетического текста М-РНК в последовательность аминокислот в белке. Характеристика белоксинтезирующего аппарата клетки. 1. МРНК - источник информации.

У эукариот имеется особенность - САР (шапка, кепка), представленная МЕТИЛ-ГТФ. САР защищает МРНК от гидролиза и способствует её соединению с РИБОСОМАМИ. С САР связываются САРсвязывающие белки. На МРНК находится стартовый кодон, представленный триплетом АУГ, представленный аминокислотой - МЕТ.

РИБОСОМЫ - комплексы РРНК с порядка 80 белками, включая ферменты.

РИБОСОМА состоит из двух единицбольшой и малой. Она у ЭУКАРИОТ более крупная, её формула 80S (40S и 60S). У ПРОКАРИОТ она имеет формулу 70S (30S и 50S) Аминокислоты (20 видов).

ТРНК(31 вид).

Несоответствие числа транспортных РНК и числа кодонов (61) снимается за счёт возможности узнавания одной транспортной РНК нескольких кодонов данной аминокислоты (ГЛИЦИН имеет три варианта ДНК-кода - ГГУ, ГГЦ, ГГА). Все эти 3 варианта узнаются одним видом Т-РНК - ЦЦН. В состав транспортной РНК входят минорные азотистые основания, способные узнавать вариабельный участок разных кодонов одной и той же аминокислоты. Транспортная РНК выполняет функцию АДАПТОРА между МРНК и белком.

Фермент синтеза комплекса транспортной РНК с аминокислотой - АМИНОАЦИЛ-ТРНК- СИНТЕТАЗА (требует энергии АТФ).

Белковые факторы:

факторы ИНИЦИАЦИИ (ФИ) начала трансляции, факторы ЭЛОНГАЦИИ (ФЭ) - продолжатели, факторы ВЫСВОБОЖДЕНИЯ (R-факторы).

Ионы магния, как КОФАКТОРЫ. АТФ, ГТФ - поддержка энергией. Этапы трансляции:

1.РЕКОГНИЦИЯ (распознавание) - узнавание между аминокислотами и их транспортной РНК.

2.АК + ТРНК аминоацил-т-РНК-синтетаза	АК-ТРНК
АТФ АМФ + ФФ	МЕТИОНИЛ-ТРНК

РЕКОГНИЦИЯ происходит столько раз, сколько аминокислот входит в состав белка. 3. ИНИЦИАЦИЯ - начало процесса трансляции.

На этом этапе РИБОСОМА взаимодействует с МРНК и находит стартовый кодон. Малая её единица взаимодействует с МЕТИОНИЛ-ТРНК и образует инициирующий комплекс, способный распознавать стартовый кодон. Этому предшествует разделение РИБОСОМЫ с помощью ФИ-3. Образование инициирующего комплекса происходит с помощью ФИ-2. Затем инициирующий комплекс присоединяется к МРНК с 5'-конца. Узнаванию 5'-конца способствуют САР и САР-связывающие белки. Реакцию обеспечивают ФИ-1. Сканирование инициирующим комплексом матричной РНК путём продвижения от 5' к 3'-концу до обнаружения стартового кодона антикодоном МЕТ-ТРНК. Данный процесс энергозависим, требует энергии АТФ. После обнаружения стартового кодона

собирается полностью РИБОСОМА путём фиксации 60S единицы, и высвобождаются белковые ФИ-1,2,3 и САР-связывающие белки. В РИБОСОМЕ выделяют Р-участок и А-участок. Р-участок (ПЕПТИДИЛЬНЫЙ) - в нём происходит образование ПЕПТИДНЫХ связей. Это закрытая область РИБОСОМЫ. Вход в неё извне запрещён. А-участок (АМИНОАЦИЛЬНЫЙ). Это открытая область РИБОСОМЫ - для поступления следующей аминокислоты.

4.ЭЛОНГАЦИЯ (продолжение) протекает циклически в виде последовательной смены трёх фаз:

- присоединение следующей АМИНОАЦИЛ-ТРНК в соответствии со смыслом следующего кодона. Для процесса требуется энергия ГТФ и ФЭ-1 (проникновение в РИБОСОМУ).

- ПЕПТИЗАЦИЯ. Фермент ПЕПТИДИЛТРАНСФЕРАЗА образует ПЕПТИДНУЮ связь между двумя аминокислотными остатками и одновременно разрушает сложноэфирную связь между первой аминокислотой и её ТРНК. В результате идёт образование растущего ПЕПТИДА в А-участке и высвобождение первой ТРНК.

- ТРАНСЛОКАЦИЯ (перемещение).

При этом происходит перемещение РИБОСОМЫ на один кодон в направлении 3'-конца. При этом все остальные компоненты (МРНК, ТРНК) остаются на месте. Для процесса требуется энергия ГТФ и белковый ФЭ-2. Процесс циклический, т.е. фазы чередуют друг друга. Это происходит до обнаружения стоп (нонсенс)-кодона. Он не кодирует ни одну аминокислоту. Элонгация становится невозможной. Элонгацию и инициацию обозначают как собственно трансляцию.

5.ТЕРМИНАЦИЯ (прекращение).

Стоп -кодон распознаётся R-факторами (РЕЛИЗИНГ). Эти факторы высвобождают из связи все компоненты белоксинтезирующего комплекса: РИБОСОМУ, МРНК, ПОЛИПЕПТИД. Помогает фермент - ПЕПТИДИЛТРАНСФЕРАЗА, отщепляющий транспортную РНК от образованного ПОЛИПЕПТИДА. Для ТЕРМИНАЦИИ нужна энергия ПГФ. РИБОСОМА может повторно использоваться в трансляции. Матричная РНК или повторно используется в трансляции, или гидролизуется. ПОЛИПЕПТИД вступает в этап ПРОЦЕССИНГА белка.

6. БРОЦЕССИНГ белка (созревание) совокупность химических модификаций ПОЛИПЕПТИДА, заканчивающихся формированием зрелой белковой молекулы. ПРОЦЕССИНГ белка может быть:

КОНТРАНСЛЯЦИОННЫЙ (во время трансляции) ПОСТТРАНСЛЯЦИОННЫЙ.

Варианты ПРОЦЕССИНГА:

A) ограниченный протеолиз: отщепление N-концевой аминокислоты (МЕТ), отщепление ПЕПТИДНОГО фрагмента.

АЦИЛИРОВАНИЕ (присоединение остатка СНЗСООН) ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ

ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ - образование ГЛИКОПРОТЕИНОВ и ПРОТЕОГЛИКАНОВ.

E)ГИДРОКСИЛИРОВАНИЕ аминокислот

F)ОКИСЛЕНИЕ аминокислот

G)Образование четвертичной структуры в случае ОЛИГОМЕРНОСТИ белка.

ПРОЦЕССИНГ включает в себя наивысшую точку - ФОЛДИНГ - сворачивание, обретение белком высших уровней пространственно-структурной организации, заканчивающееся формированием структурно и функционально зрелой молекулы.

ШАПЕРОНЫ - над молекулярные комплексы белковой природы, способствующие быстрому и правильному ФОЛДИНГУ. В большом числе представлены белками теплового шока. ШАПЕРОНЫ препятствуют приобретению белком неправильной конформации. Неудачный ФОЛДИНГ заканчивается появлением аномальных белков, которые должны быть элиминированы. УБИКВИТИН белок, присутствующий в каждой клетке организма. Это «билет» на уничтожение аномального белка. Белок, меченый УБИКВИТИНОМ, разрушается в ПРОТЕОСОМАХ. В норме обеспечивается гомеостаз структуры белка, сохранение его нативной структуры. При заболеваниях образуются аномальные белки, которые не утилизируются - ПРИОНЫ -ПРОТЕИНОГЕННЫЕ, информативные частицы. Это продукты неправильного ФОЛДИНГА, которые, попадая в организм извне, трансформируют нормальные белки данного организма в виде цепной реакции. ПРИОННЫЕ белки не расщепляются в ЖКТ, а всасываются в неизменённом виде. По сути ПРИОНЫ - это отрицательные ШАПЕРОНЫ. КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИЯ БЕЛКОВ (механизмы адресования).

Белки должны быть правильно распределены в клетке или выделены из неё на экспорт. За этот процесс отвечает сигнальный участок - это фрагмент аминокислотной последовательности синтезированного ПОЛИПЕПТИДА, содержащего условный адрес размещения белка. Известно, что преобладание гидрофобных аминокислот в сигнальном участке, направляет белок в мембранную структуру клетки. Преобладание гидрофильных аминокислот в сигнальном участке способствует проникновению белка в цитоплазму и выделение на

ПРЕПРОИНСУЛИН - ПОЛИПЕПТИД, содержащий 110 аминокислотных остатков. Он содержит сигнальный участок, представленный гидрофильными аминокислотами, которые адресуют

ПРЕПРОИНСУЛИН в ЭПР. После этого сигнальный участок отщепляется и образуется ПРОИНСУЛИН, содержащий 84 аминокислотных остатка. Он подвергается ОГРАНИЧЕННОМУ ПРОТЕОЛИЗУ путём вырезки внутреннего участка С-ПЕПТИДА. Образуется две цепочки из 21 и 30 аминокислот, которые затем соединяются дисульфидными связями с образованием молекулы инсулина из 51 аминокислотного остатка.

31. Регуляция биосинтеза белка у эукариотов.

РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА БЕЛКА.

Несмотря на единство общего генотипа, в организме человека присутствует примерно 200 фенотипов клеток, и фенотипические различия определяются экспрессией генов. В каждой клетке, независимо от фенотипа, экспрессируются гены «домашнего хозяйства» обеспечивающие элементарные процессы жизнедеятельности, характерные для каждой клетки. Регуляция биосинтеза белка у ПРО- и ЭУКАРИОТ различна. У ПРОКАРИОТ основные положения теории регуляции изложены в 1961г. Ф. ЖАКОБОМ и Ж. МОНО.

1.Регуляция происходит только на уровне транскрипции. Первичные транскрипты генов у них транслируются до завершения транскрипции.

2.Неоднородность ГЕНОМОВ. В геноме есть структурные гены и есть регуляторные области, которые могут включать регуляторные элементы и регуляторные гены. Структурные гены кодируют синтез структурных и функциональных белков. Регуляторные элементы не кодируют синтез белков вообще, но влияют на процесс транскрипции.

Регуляторными элементами являются:

- ПРОМОТОР - место прикрепления к ДНК РНК-ПОЛИМЕР АЗЫ, ОПЕРАТОР - место взаимодействия регуляторных белков с ДНК. Регуляторные гены кодируют синтез регуляторных белков. К ним относится белок -РЕПРЕССОР, который Может блокировать считывание информации, связываясь с оператором. Фрагмент ДНК, подверженный транскрипции называется ОПЕРОН (ПРОМОТОР, ОПЕРАТОР, структурный ген). За пределами ОПЕРОНА находятся генырегуляторы, кодирующие синтез белка - РЕПРЕССОРА.

3.Регуляция биосинтеза белков у ПРОКАРИОТ протекает альтернативно путём репрессии и индукции.

ПРИМЕР: ЛАКТОЗНЫЙ ОПЕРОН. В микробной клетке лактоза с помощью лактазы расщепляется до галактозы и глюкозы. Лактозный ОПЕРОН регулирует синтез лактазы. Если в среде присутствует лактоза, то БЕЛОК-РЕПРЕССОР вытесняется из связи с оператором и гены лактазы транскрибируются. Лактоза выступает индуктором.

Регуляция биосинтеза белка у ЭУКАРИОТ происходит на всех уровнях матричных биосинтезов.

1.На уровне транскрипции - групповая репрессия гистонами. У человека 90% ДНК репрессировано.

2.Амплификация генов - повышение числа копий гена в геноме (повышается площадь транскрипции).

3.Регуляция транскрипции сигналами-регуляторами (усилителями и душителями). Для сигналов усилителей принят термин ЭНХАЙСЕР. Они не кодируют синтез белка, чрезвычайно эффективны, может наблюдаться 200-кратное усиление транскрипции. Действие не специфично (одновременно может влиять на группу генов). Значительно удалён от ПРОМОТОРА гена-мишени. Подвержен влиянию регуляторных факторов (гормонов). Сигналыдушители называются САЙЛЕНСЕРЫ - угнетатели транскрипции. Особенности действия подобны ЭНХАЙСЕРАМ, только действие противоположное.

4.Регуляция на уровне процессинга МРНК разрешение или запрещение процессинга дифференциальный процессинг включает альтернативный СПЛАЙСИНГ - сборка РНК из разных экзонов, и редактирование МРНК - замена одного из нуклеотидов с изменением генетической информации, приводящее к образованию изменённых белков

5.На уровне стабильности и активности МРНК. МРНК в клетке образует комплекс с белками, который называется ИНФОРМОСОМА. В их составе МРНК не разрушается ферментами, сохранения в активном, стабильном состоянии. При необходимости она высвобождается из комплекса и транслируется. Процесс образования и распада ИНФОРМОСОМ регулируется гормонами. С одной молекулы РНК транслируется большое количество белков.

6.Регуляция на уровне трансляции:

Тотальная регуляция может быть в виде тотальной репрессии или индукции за счёт изменения концентрации белковых факторов трансляции Избирательная дискриминация. Определённые виды МРНК избирательно не

транслируются. С них не синтезируется белок. Трансляция с альтернативных стартовых участков. Т.о. образом может происходить выбор исходной стартовой точки трансляции.

32. Механизмы регуляции биосинтеза белка у прокариотов.

У ПРОКАРИОТ основные положения теории регуляции изложены в 1961г. Ф. ЖАКОБОМ и Ж. МОНО.

1.Регуляция происходит только на уровне транскрипции. Первичные транскрипты генов у них транслируются до завершения транскрипции.

2.Неоднородность ГЕНОМОВ. В геноме есть структурные гены и есть регуляторные области, которые могут включать регуляторные элементы и регуляторные гены. Структурные гены кодируют синтез структурных и функциональных белков. Регуляторные элементы не кодируют синтез белков вообще, но влияют на процесс транскрипции.

Регуляторными элементами являются:

- ПРОМОТОР - место прикрепления к ДНК РНК-ПОЛИМЕР АЗЫ, ОПЕРАТОР - место взаимодействия регуляторных белков с ДНК. Регуляторные гены кодируют синтез регуляторных белков. К ним относится белок -РЕПРЕССОР, который Может блокировать считывание информации, связываясь с оператором. Фрагмент ДНК, подверженный транскрипции называется ОПЕРОН (ПРОМОТОР, ОПЕРАТОР, структурный ген). За пределами ОПЕРОНА находятся генырегуляторы, кодирующие синтез белка - РЕПРЕССОРА.

33. Основные углеводы организма человека, классификация, биологическая роль. Переваривание и всасывание углеводов в органах пищеварительной системы.

ОСНОВНЫЕ УГЛЕВОДЫ ЖИВОТНОГО ОРГАНИЗМА.

Углеводы - это ПОЛИОКСИКАРБОНИЛЬНЫЕ соединения и их производные.

МОНОСАХАРИДЫ: ТРИОЗЫ (ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД, ДИОКСИАЦЕТОН), ТЕТРОЗЫ (ЭРИТРУЛОЗА), ПЕНТОЗЫ (РИБОЗА, ДЕЗОКСИРИБОЗА, КСИЛУЛОЗА), ГЕКСОЗЫ (ГЛЮКОЗА, ГАЛАКТОЗА, ФРУКТОЗА).

ОЛИГОСАХАРИДЫ (в состав молекулы входят 2-12 МОНОСАХАРИДОВ, соединённых между собой): МАЛЬТОЗА, ЛАКТОЗА, САХАРОЗА. ПОЛИСАХАРИДЫ делятся на ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ и ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ. ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ - КРАХМАЛ, ГЛИКОГЕН. ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ ХОНРОЭТИНСЕРНАЯ К-ТА, ГИАЛУРОНОВАЯ К- ТА, НЕЙРАМИНОВАЯ К-ТА, ГЕПАРИН.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ УВ.

1.ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ. При окислении 1 гр. УВ до конечных продуктов (СО2 и Н2О) выделяется 4,1-ккал-60-70 % всей калорийности пищи. Суточная потребность в УВ для взрослого человека с массой 60-70 кг составляет около 400-500 гр.

2.Структурная. УВ используется как строительный материал для образования структурных компонентов клеток (ГЛИКОЛИПИДЫ, ГЛИКОПРОТЕИНЫ, ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ межклеточного вещества).

3.Резервная. УВ в виде гликогена могут откладываться в запас.

4.Защитная. ГЛИКОПРОТЕИНЫ принимают участие в образовании антител. ГИАЛУРОНОВАЯ К-ТА препятствует проникновению чужеродных веществ. ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ

участвуют в образовании слизи слизистых оболочек дыхательных путей, ЖКТ.

5. Регуляторная. Некоторые гормоны являются ГЛИКОПРОТЕИНАМИ (ТИРИОГЛОБУЛИН) 6.Участвуют в процессах распознавания клеток (СИАЛОВАЯ и НЕЙРОЛИНОВАЯ К-ТЫ).

7 Входя в состав оболочек эритроцитов, определяют группы крови.

8. Участвуют в процессах свёртывания крови, входя в состав ФИБРИНОГЕНА и ПРОТРОМБИНА. Препятствуют свёртыванию крови, входя в состав ГЕПАРИНА. ПРЕВРАЩЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В ОРГАНАХ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

Основными УВ для организма человека являются УВ пищи: крахмал, сахароза, лактоза. Поступивший с пищей крахмал в ротовой полости будет подвергаться гидролизу под действием альфа -АМИЛАЗЫ слюны. Она расщепляет альфа (1,4)-ГЛИКОЗИДНЫЕ связи. РН оптимум в слабощелочной среде (6,8). Поскольку пища в ротовой полости задерживается недолго, то крахмал здесь переваривается лишь частично. Гидролиз крахмала завершается образованием АМИЛОДЕКСТРИНОВ (с йодом дают фиолетовое окрашивание). Далее пища поступает в желудок. Слизистой оболочкой желудка ГЛИКОЗИДАЗЫ не вырабатываются. В желудке среда резко кислая, поэтому действие альфа -АМИЛАЗЫ прекращается. Однако в более глубоких слоях действие фермента продолжается (пищевой комок полностью желудочным соком не пропитывается), крахмал проходит следующую стадию гидролизаЭРИТРОДЕКСТРИНОВ (с йодом дают красное

окрашивание). Основным местом переваривания крахмала служит тонкий отдел кишечника. Здесь наиболее важная фаза гидролиза крахмала. В 12 п.к. открываются протоки ПЖЖ. Под действием фермента в её секрете будет идти гидролиз крахмала. Выделяющийся панкреатический сок содержит БИКАРБОНАТЫ, которые нейтрализуют желудочное кислое содержимое. Образующийся при этом Н2СОЗ распадается. СО2 «вспенивает» пищевой комок, способствуя его перемешиванию. Создаётся слабощелочная среда. Катионы натрия и калия способствуют активации панкреатических ГЛИКОЗИДАЗ: альфа -АМИЛАЗЫ, АМИЛО-1,6-ГЛИКОЗИДАЗЫ, ОЛИГО-1,6-ГЛИКОЗИДАЗЫ. Эти ферменты завершают гидролитический разрыв внутренних ГЛИКОЗИДНЫХ связей. ЭРИТРОДЕКСТРИНЫ переходят в ОХРОДЕКСТРИНЫ (с йодом жёлтое окрашивание).

Альфа -АМИЛАЗА завершает разрыв внутренних альфа(1,4)-ГЛИКОЗИДНЫХ связей с образованием ДИСАХАРИДОВ (МАЛЬТОЗ). Альфа(1,6)-ГЛИКОЗИДНЫЕ связи в точках ветвления крахмала гидролитически расщепляются под действием АМИЛО-(1,6)-ГЛИКОЗИДАЗЫ и ОЛИГО- (1,6)-ГЛИКОЗИДАЗЫ, которая является терминальной в этом процессе. Т.о. 3 панкреатических фермента завершают гидролиз крахмала в кишечнике с образованием МАЛЬТОЗ. Образованная МАЛЬТОЗА - временный продукт гидролиза, т.к. она в клетках кишечника быстро гидролизуется под действием МАЛЬТАЗ. Из тех же остатков, которые в молекулах крахмала были соединены альфа(1,6)-ГЛИКОЗИДНЫМИ связями, образуются ДИСАХАРИДЫ -ИЗОМАЛЬТОЗЫ. Они будут гидролизоваться ИЗОМАЛЬТАЗАМИ. В составе пищи в организм человека поступают и ДИСАХАРИДЫ: лактозы и сахарозы, которые подвергаются гидролизу только в тонком кишечнике. В ЭНТЕРОЦИТАХ синтезируются ЛАКТАЗЫ и САХАРАЗЫ, которые осуществляют гидролиз с образованием глюкозы, галактозы, фруктозы.

Продукты полного гидролиза - МОНОСАХАРИДЫ - всасываются в кровь. На этом завершается начальный этап пищеварения. С пищей в организм человека поступает клетчатка, которая в ЖКТ не переваривается, поскольку отсутствуют бета -ГЛИКОЗИДАЗЫ. Однако биологическая роль клетчатки велика: 1.формирование пищевого комка, 2.она раздражает слизистую оболочку ЖКТ, усиливая секрецию желёз.

3.усиливает сокращение кишечника, 4.в толстом кишечнике под действием ферментов условно-патогенной микрофлоры клетчатка

подвергается брожению с образованием глюкозы, лактозы и газообразных веществ.

34. Катаболизм глюкозы в анаэробных условиях. Гликолитическая оксидоредукция, ее субстраты. Биологическая роль этого процесса.

АНАЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ протекает в цитоплазме клеток. Окисление глюкозы или глюкозного остатка гликогена всегда завершается образованием конечного продукта этого процессамолочной кислоты.

Окисление глюкозы и глюкозного остатка гликогена в тканях отличается начальных стадиях превращения, до образования глюкозо-6-фосфата. Дальнейшее окисление с этого этапа в тканях как в АНА-, так и в АЭРОБНЫХ условиях полностью совпадает до стадии образования ПИРУВАТА. Процесс АНАЭРОБНОГО ГЛИКОЛИЗА сложный и многоступенчатый. Условно его можно разделить на 2 стадии:

-первая стадия заканчивается образованием из ГЕКСОЗЫ двух ТРИОЗ - ДИОКСИАЦЕТОНФОСФАТА и ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА.

-Вторая стадия наиболее важная. Её называют стадией ГЛИКОЛИТИЧЕСКОЙ ОКСИДОРЕДУКЦИИ. Она сопряжена с образованием АТФ за счёт реакций СУБСТРАТНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ, окислением ГЛИЦРАЛЬДЕГИД -3-ФОСФАТА, восстановлением ПИРУВАТА до ЛАКТАТА.

1.Гексокиназа

2.Фосфоглюкоизомераза

3.Фосфофруктокиназа

4.Альдолаза

5.Фосфотриозоизомераза

6.Дегидрогеназа

7.Фосфоглицераткиназа

8.Фосфоглицеромутаза

9.Енолаза

10.Пируваткиназа

Т.о. окислительный процесс в без кислородных условиях завершается образованием ЛАКТАТА. В процессе превращения глюкозы было израсходовано 2 молекулы АТФ (ГЕКСОКИНАЗНАЯ и ФОСФОФРУКТОКИНАЗНАЯ реакции). С этапа образования ТРИОЗ идёт одновременное их окисление. В результате этих реакций образуется энергия в виде АТФ за счёт реакций СУБСТРАТНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ (ГЛИЦЕРАТКИНАЗНАЯ и ПИРУВАТКИНАЗНАЯ). На этапе ГЛИКОЛИТИЧЕСКОЙ ОКСИДОРЕДУКЦИИ идёт окисление ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3- ФОСФАТА в присутствии НЗРО4 и НАДзависимой ДГ. которая на этом этапе восстанавливается до НАДН2. МИТОХОНДРИИ в АНАЭРОБНЫХ условиях блокированы, поэтому НАДН2 находится в среде до тех пор, пока не образуется субстрат, способный принять его. ПВК, принимая НАДН2, восстанавливается с образованием ЛАКТАТА, завершая тем самым внутренний-окислительно- восстановительный этап ГЛИКОЛИЗА. НАД окисленный выделяется и может участвовать в окислительном процессе, выполняя роль переносчиков водорода.

3 реакции ГЛИКОЛИЗА являются необратимыми:

1.ГЕКСОКИНАЗНАЯ.

2.ФОСФОФРУКТОКИНАЗНАЯ.

3.ПИРУВАТКИНАЗНАЯ.

Энергетический эффект глюкозы и глюкозного остатка гликогена:

АТФ = (2*2)-2	= 2	глюкоза
АТФ = (2*2)-1	=3	гликоген

Биологическая роль АНАЭРОБНОГО ГЛИКОЛИЗА энергетическая. АНАЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ является единственным процессом продуцирующим энергию в форме АТФ в клетке в бес кислородных условиях в кризисных ситуациях. А в эритроцитах ГЛИКОЛИЗ является единственным процессом поддерживающим биоэнергетику, для сохранения их функции и целостности.

ГЕКСОЗОДИФОСФАТНЫЙ ПУТЬ - это аэробное превращение глюкозы в тканях. При поступлении кислорода в клетки происходит подавление анаэробного ГЛИКОЛИЗА. При этом понижается потребление глюкозы, блокируется образование ЛАКТАТА. Эффект торможения анаэробного гликолиза дыханием получил название эффекта ПАСТСРА. Процесс окисления начинается в цитоплазме до стадии образования ПИРУВАТА. Затем ПВК поступает в МИТОХОНДРИИ, где в матрице подвергается ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЮ. Образующийся АЦЕТИЛ-КОА поступает для дальнейшего окисления в основной метаболический ЦТК КРЕБСА. С участием ферментов ЦТК и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи происходит образование конечных продуктов (СО2 иН2О) и выделяется 38 АТФ, а при окислении глюкозного остатка гликогена - 39 АТФ. Н2О образуется на этапе превращения:

1.ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ

2.2-ФОСФОГЛИЦЕРИНОВАЯ К-ТА

3.ПИРУВАТА

4.АльфаКЕТОГЛУТАРОВАЯ К-ТА

5.СУКЦИНАТ

4.ИЗОЦИТРАТ

7.МАЛАТ

СО2 образуется на этапе превращения:

1.ПИРУВAT

2.ОКСАЛОСУКЦИНАТ

3.Альфа - КЕТОГЛУТАРОВАЯ К-ТА. АТФ образуется:

А. За счёт реакций субстратного ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1.1,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРИНОВАЯ К-ТА

2.2-ФОСФОЕНОЛПИРУВАТ

3.СУКЦИНИЛ-КОА

В. За счёт реакций ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1.ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ

2.ПИРУВАТ

3.ИЗОЦИТРАТ

4.альфа -КГК

5.СУКЦИНАТ

6.МАЛАТ.

Энергетический эффект окисления глюкозы и глюкозного остатка гликогена в аэробных

условиях:
АТФ = 2*(3+1 +1	+3+12) - 2	= 38	глюкоза
АТФ = 2*(3+1+ 1	+3+12) - 1	=39	гликоген

35.Катаболизм глюкозы в тканях в аэробных условиях. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль.