Курс_лексия_Сабурова-2

Перенос генетической информации от ДНК через и- РНК к белку называется центральным постулатом молекулярной генетики сформулированный Криком.

Все виды передачи генетической информации основаны на матричном механизме. При репликации ( передача информации от ДНК на ДНК ) матрицей служит одна из цепей ДНК , при транскрипции – и – РНК.

1)Этап – Активирование аминокислот происходит в цитоплазме ; с затратат АТФ

фермент

Аминокислота + АТФ

Аминоациладенилат + АДФ

Активация аминокислот происходит в две стадии ; на первой стадии аминокислоты присоединяется к ферменту и реагент с АТФ с образованием аминоацил – АМФ . На второй стадии аминоацильний остаток аминоациладенилата , оставаясь связанных с ферментом взаимодействуют с т- РНК , с образовании аминоацил т РНК.

	шираза
Аминокислота + т-РНК+ АТФ	Аминоацил т-РНК
+АМФ +Р
	или кодаза

Для каждой аминокислоты существует свой фермент – своя аминоацил т РНК – синтетаза (кодазы и шифраза) , открытые в 1966 г. Хоглендом. Этиферменты участвует в кодировании аминокислот их 20 каждый фермент участвует в образовании аминоациладенилат т- РНК . Название т РНК дается по названию аминокислот которую они применяют.

Изучена структура 10- т РНК из 50 . Одной из первых изучена структура валин т РНК в лаборатории БАлва в институте молекулярной биологии.

Первичной структурой валин т РНК является последовательное расположение мононуклеотидных остатков в полинуклеотидной цепочке. Вторичная структура представлена в виде клеверного листа,

скрилизована , имеет 4 петли , каждая из которой выполняет определенную функцию.

Нижняя петля у всех т РНК – одинаковая заканчивается триплетом – УУА , к его 3 углеродному атому адшозина прикрепляется аминокислота. Правая петля – ГГУУГ – служит для контакта с рибозой.

Левая петля содержит много азотестых основании , служит для контакта с ферментом. Верхная петля, самая важная, антикодоном , который обусловлен кадоном и РНК . По антикодоном узнается какая аминокислота нужна. Одновременно с этим процессом, протекающий в цитоплазме , в ядре клетки на определенна участке ДНК происходит образование и РНК – транскрыпсия.

41

Двойная спираль раскручивается с образованием поленуклеотидных цепочек и на одной из цепочки происходит синтез и РНК по правилу комплементарносты.

Из ядра клетки на рибосому поступает и РНК в которой заложена информации о последовательности аминокислотных остатков.

Эта информация заложена в виде геометрического кода. Кодируюшими элементами в шифрование аминокислотной последовательности являются. Тройки нуклеотидов или триплети, которые получили название кодоны. Всего кодонов 64 (4 азотистых основании , аденин , гуанин , цитозин , урацил) 43 = 64

Свойства генетрического кода:

1)Кодуниверсальный, является единим для всех живых существ.

2)Коднепрерывный , без и точек занятых. АУГ АГА ГАА ГГТ УУУ

3)Кодспецифичный , каждому коду соответсвует только одно определенная аминокислота.

4)Кодможет вырождаться.

Из 64 кодов, 61 имеют смысл, каждый из которых кодирует одну из 20 аминокислот. Но одна и то же аминокислота может кодироваться несколькими кодами. У человека одним кодом защифровани только две аминокислот – метионин и триптофан АУГ и ИУГГ , тогда как лейцин , серин , и аргинин , - шестою кодам, а аланин, валин, лейцин пролин, треонин – четырьмя кодам.

Трансляция - синтез белка происходит в рибосомах , которые представляют собой рибонуклеопротеиновые образования – своеобразных “фабрики” на которых идет сборка аминокислот в белки рибосомы состоят из кислот в белки. Эуокариотические рибосомы имеют константу седиментации 80 S и состоит из 40S и 60S .

Обычно рибосомы характеризует по скорости их седиментации в центрифужном поле, которая количественно выражается коэффициентом седиментации или величеной S. Величена S зависит не только от формы и плотность , так что она не пропорционально размеру.

Упрокариотов выделены рибосома 70 S состоят из 30 S и 50 S рибосом .

взависимости от концентрации Mg+1 рибосом 70S и 80S делятся на две неравные субчастици ( 30 и 50S, 40Su 60S).

В рибосоме 50S есть 2 центра для присодинения т РНК : аминоацильный (А) пептидильный (П) центры в образовании которых участвуют обе суб , частицы . В месте центры а и П включают участок и РНК равной двум кодом .

Трансляция проходит 3 фазы ;

1)инициация

2)элонгация

3)терминация

Инициация – начало трансляции . Для инициации полипе5птидной цепи необходими :

42

1)30S субчатиц

2)и РНК

3)инициирующие N формилметионил т РНК

4)белковые факторы (3 белка ) – F1, F2, F3,

5)ГТФ.

Образование инициирующего комплекса происходит в 3 стадии.

1 стадия. 30S рибосома связывает факторы инициации (белковые факторы – F1,F2,F3,), который раединяет 30S и 50S суб частицы . Затем к 30S субчастицы присоединяется и РНК таким образом , что инициирующий кодом и РНК – АУГ связывает с определенным участком 30S – суб частицы и благодаря этому и РНК фиксируется.

Литература:

А. Основные: 1. Биохимия. Т.Т.Берѐзов, Б.Ф.Коровкин. 2010 2. Биохимия. Б.А.Строев. 1986

Б. Дополнительные:

1. Медицинская биохимия. С.М.Рапапорта. 1976 2.Биохимия. Р.Страер. 1985 3.Северин. 2003

Лекция № 10 Обмен хромопротеидов.

План:

1.Синтез и распад гема.

2.Прямой и непрямой билирубин.

3.Виды желтухи и их дифференциация

Гемоглобин состоит из гема и глобина. Гем состоит из 4-х пиррольных колец, соединѐнных метиновыми мостиками, образует протопорфирин IXтипа. Пиррольные кольца имеют различные функциональные группы. В составе гемоглобина имеется Fe++.

Обмен гемоглобина гемоглобин состоит из 4-х-субъединиц, каждая из которых представляет полипептидную цепочку, несущую на себе гем. В структуре гемоглобина имеется 4полипептидных цепочки и 4гема, что обуславливает четвертичную структуру.

Благодаря субъединицам, гемоглобин выполняет основную функцию переноса О2 к тканям. Специфичность гемоглобину придает белковый компонент, гем у всех одинаковый.

НВА – adultus, состоит из 2α2 цепей, нормальными цепями является γ, и т. д. Связь в структуре гемоглобина - через Fe, которое связано с гистидином белковой молекулы, связь непрочная.

Гемоглобин и миоглобин попадает с пищей в ЖКТ, подвергается различным превращением. Под действием пепсина, трипсина и др,

43

происходит отщепление белковой молекулы, и эта белковая часть подвергается превращениям свойственным белкам. Она близка по структуре к альбумину.

гемоглобин

гем

глобин

Fe++ аминокислоты

СО2 + Н2О + мочевина креатинин аммонийные соли

Гем окисляется, превращается в гематин и выводится с калом. Железо всасывается после его освобождения из гемоглобина в виде двухвалентного железа Fe++. В слизистой кишечника железа уже в трехвалентной форме соединяется с белком апоферритином с образованием ферритина. Транспортируется железо в соединении с –глобулином, в виде трансферрина, или железо соединяется с апоферритином тканей и в виде ферритина депонируется в печени.

В организме человека железо содержится около 4,5 – 5,0г. На долю гемоглобина приходится 60-70%, миоглобин – 3 -5%, ферритин 20%, трансферрин – 0,18%.

Обмен эндогенного гемоглобина

Средняя продолжительность жизни эритроцитов 100-120 дней, затем идѐт их распад, начинается в периферической крови и продолжается в РЭС.

Сначала разрывается метиновый мостик между 1 и2 пиррольным кольцами и образуется соединение вердоглобин

глобин

Fe - глобин биливердин

билирубин

Глобин подвергается распаду, а Fe накапливается в печени в виде ферритина (300мг). Далее происходит разрыв остальных метиновых мостиков и образуется билирубин.

Билирубин попадает в ток крови, соединяется с альбуминами крови и в таком виде транспортируется в печень. В крови находится гемобилирубин или свободный билирубин,не дает прямой реакции с диазореактивом и называется непрямой билирубин.

44

Этот билирубин попадает в печень и обезвреживается, соединяясь с глюкуроновой кислотой с образованием моно и диглюкуронидов билирубина.

Глюкуроновая кислота вступает в реакцию в виде активной своей формы, в виде УДФГК. В печени находится – холебилирубин – печеночный, связанный, прямой билирубин.

Общее содержание билирубина 0,4-1,0мг%. Увеличение билирубина выше 1,2мг% приводит к желтухе - 8-20,5 мкмоль/л. В крови, в основном, непрямой билирубин. Билирубин по желчным путям попадает в желчный пузырь, из пузыря в кишечник.

Билирубин

в печень

мезобилирубин (мезобилиноген)

стеркобилиноген - почки моча

стеркобилин - кал

Кжелчным пигментам относятся биливердин, билирубин.

Внорме желчных пигментов нет. Они появляются в моче при увеличении их в крови выше нормы. Увеличение пигментов в крови приводит к желтухам. Различают 3 вида желтухи:

1)гемолитическая

2)механическая

3)паренхиматозная

Синтез гемоглобина

Для синтеза нужны: глицин сукцинил-КоА Сu

вит. В12 фолиевая к-та

Показано, что 8(с) атомов синтезируется за счет 8 молекул глицина, причем, и из них идет на построение метиновых мостиков, 4-на построение пиррольных, колец, остальное строится за счет сукцинилКоА.

45

Фолиевая кислота и витамин В12 участвуют в образование уропорфирина. При недостатке нарушается синтез гема. Назначают их при анемии.

Нарушения обмена хромопротеидов основной патологией является гемолитическая или серповидноклеточная анемия, связанная с появлением в крови серповидных эритроцитов. Если в крови появляется 40% таких эритроцитов, происходит гемолиз.

Это связано с появлением в крови гемоглобина S ( в структуре полипептидной цепочки вместо глутаминовой кислоты становится валин). Патология гема – эти заболевания в клинике известный под названием порфирии.

Они могут быть: 1. врожденными - связано с тем, что у б-х вместо обычного уропорфирина III образуется уропорф. I типа

и не может образоваться протопорфирин IX

46

Эти продукты начинают откладываться в костях, коже, выводятся с мочой, она коричневого цвета.

2. приобретѐнными: острые и хронические.

Острые – при отравлении некоторыми лекарствами с мочой в большом количестве выводится уропорфирин III.

Вторич. хронич. порфирии связаны с заболеванием печени и РЭС.

Литература:

А. Основные: 1. Биохимия. Т.Т.Берѐзов, Б.Ф.Коровкин. 2010 2. Биохимия. Б.А.Строев. 1986

Б. Дополнительные:

1. Медицинская биохимия. С.М.Рапапорта. 1976 2.Биохимия. Р.Страер. 1985 3.Северин. 2003

Лекции 11 Биохимия печени

План:

1.Химический состав и роль печени в обмене веществ.

2.Антитоксическая функция.

3.Осадочные пробы

На пути между кишечником и внутренней средой организма-системой крови и лимфынаходится печень. В печени протекает основная часть биохимических процессов, осуществление которых направлено на поддержание постоянства внутренней среды организма.

Печень выполняет также крайне важную экскреторную функцию, теснейшим образом связанную с ее детоксикационной функцией.

Таким образом, осуществление основных жизненных процессов во всех клетках живого организма в значительной степени зависит от нормального функционирования печени.

Биохимия и патобиохимия печени.

Роль печени в обмене веществ определяется ее анатомическим положением в организме. Она служит как бы посредником между кишечником, из которого поступают пищевые вещества, и другими органами и тканями. Особая роль печени в организме определяет и своеобразие ее кровоснабжения. Кровь поступает в печень как по воротной вене, так и по печеночной артерии. Система воротной вены собирает кровь от органов пищеварения и доставляет в печень различные пищевые вещества, подлежащие там далбнейшим преврашениям. Печеночная артерия обеспечивает клетки печени кислородом и другими необходимыми для их нормальной фукции веществами. Обе эти системы образует в печени мощную

47

капиллярную сеть, поверхность которой достигает 400 м2. Такая разветвленная капиллярная сеть обеспечивает прохождение через печень около 2000 л крови в сутки, причем 80% ее поступает по системе воротной вены, а 20%- через печеночную артерию.

Структура и химический состав печени.

Основную массу печени составляют печеночные или полигональные клетки диаметром 14-20 мк.

Сотни тысяч таких клеток образуют функциональную единицу – печеночную дольку, ее размер 0,5 – 2мм, а объем 0,5мм3. Таких долек в печени насчитывается несколько миллионов.

Около 30% клеток приходится на долю клеток совершенно другого типа – купферовских клеток. Они относятся к ретикуло-эндотелиальной системе. Эти клетки поглощают из протекающей через печень крови чужеродные вещества; в них также происходит разрушение эритроцитов.

Кроме печеночных и купферовских клеток, в печени имеется и небольшое количество соединительнотканной стромы. Она состоит главным образом из коллагена. При некоторых патологических процессах (циррозы) относительное содержание в печени соединительной ткани значительно увеличивается, что ведет к сдавливанию кровеносных сосудов и нарушению оттока желчи. Особенно сильно при страдает портальное кровообращение.

Около 70% веса печени составляет вода. Содержание воды подвержено значительным колебаниям как в норме, так и особенно при патологических процессах, что объясняется активным участием печени в водном обмене. При отеках количество воды может составлять до 80% веса органа, при избыточном отложении жира в печени количество воды может снижаться до 55%. Сухой остаток печени составляет примерно 30% ее веса. Около половины сухого остатка приходится на белки, причем из них примерно 90% - на долю глобулинов.

Остальные белки представлены альбуминами, нуклеопротеидами и коллагеном. В составе нуклеопротеидов преобладает рибонуклеиновая кислота. Печень человека содержит около 12г РНК и 4г ДНК (А. Фишер, 1961). Из белков, специфических для печени, а также для селезенки и костного мозга, следует отметить хромопротеид ферритин, содержащий железо. Значение его будет рассмотрено ниже.

Печень очень богата различными ферментативными белками. Наряду с ферментами, имеющимися и в других органах, печень содержит ферменты, присущие только ей. К их числу относятся ферменты, вызывающие распад цистеина и гистидина, катализирующие синтез мочевины, метилирование гуанидинуксусной кислоты, отщепление фосфорной кислоты от глюкозо-6-фосфата, образование эфиров глюкуроновой кислоты.

Около 5% веса печени (150 – 200г) приходится на долю полисахарида гликогена. При тяжелых паренхиматозных поражениях количество гликогена в печеночных клетках резко снижается. Наоборот, при

48

некоторых формах гликогенной болезни (гликогенозы) оно увеличивается, доходя до 20% веса печени.

Примерно 5% веса печени составляют липиды – нейтральные жиры (1,5 – 2%), фосфолипиды (1,5 – 3%) и холестерин (0,3 – 0,5%). При жировой инфильтрации печени количество нейтральных жиров в клетках увеличивается.

При некоторых патологических процессах в печени возрастает содержание липоидов. Так, при болезни Нимана – Пика происходит отложение в печени, а также в селезенке сфингомиелина, при болезни Gaucher – накопление цереброзида керазина. Печень чрезвычайно богата различными витаминами.

Разнообразен и минеральный состав печени. В ней содержатся Na, K, Ca, Mg, Fe и ряд микроэлементов: Zn, Cu, Mn, As и др. Количество железа, меди, марганца и мышьяка превышает содержание этих элементов в других органах. При ряде патологических процессов содержание отдельных элементов может значительно изменяться. Так, например, при гемохроматозе содержание железа может достигать 0,2% (вместо 0,02% в норме).

Печени выполняет следующие биохимические функции: 1.регуляторногомеостатическую: 2) мочевинообразовательную: 3) желчеобразовательную: 4) экскреторную: 5) обезвреживающую. 1.Регуляторно-гомеостатическая функция.

Печень участвуют в регуляции обмена питательных веществуглеводов, липидов, белков, витаминов и частично водно-минеральных вещесв, а также в обмене пигментов, азотистых небелковых вещесв.

Регуляция углеводного обмена осуществляется благодаря тому, что печень является практически единсвенным органом, который поддерживает постоянный уровень глюкозы в крови даже в условиях голодания. Глюкоза, производимая печенью в ходе гликогенолиза и глюконеогенеза, поступает в кровь и расходуется прежде всего нервной тканью, а при избыточном поступлении ее из кишечника депонируется в виде гликогена.

Регуляция липидного обмена обусловлена биосинтезом в печени различных липидов ( холестерина, триацилглицерина, фосфоглицеридов, сфингомиелина и др.), которые поступают в кровь и распределяются по другим тканям. В печени образуется холестерина больше, чем поступает с пишей; с пищей человек ежесуточно потрепляет около 0,3-0,5 г холестерина, а в печени образуется в сутке до 2-4 г холестерина. Распределение липидов по органам и тканям осуществляется печенью. В ней образуется апопрротеины-и -липопротеидов. Кроме того, при сгорании жирных кислот в печени образуются кетоновые тела, которые используется как источник энергии для внепеченочных тканей.

Регуляция обмена белков печенью осуществляется благодаря интевсивному биосинтезу в ней белков и окислению аминокислот. За сутки в организме человека образуется около 80-100 г белка, из них половина в печени. В отличие от других органов и тканей печень значительную часть

49

всего синтезируемого белка(преимущественно альбумина) поставляет для потребления другими органими. За сутки в печени образуется примерно 12г альбуминов плазмы крови, большая часть и -глобулинов крови. Кроме того, в ней образуется белки плазмы крови, участвующие в гемостазе (фибриноген, протромбин и другие белковые факторы свертывающей и антисвертывающей систем крови), холинэстераза, группа транспортных белков ( ферритин, церуллоплазмин, транскортин и другие белки, участвующие в транспорте гормонов, витаминов).

В печени наиболее активно протекает обмен аминокислот: синтез заменимых аминокислот, синтез небелковых азотистых соединений из аминокислот ( креатина, коферментов пантотената и др.), окисление аминокислот с образованием аммиака. При голодании печень быстрее всех расходует свои резервные белки для снабжения аминокислотами других тканей. Потери белка в печени составляют примерно 20% ; в то время как в других органах не более 4 % .

Участие печени в обмене витаминов складывается из процессов депонирования их в ней, главным образом жирорастворимых витаминов, синтеза некоторых витаминов ( никотиновая кислота) и коферментов, превращения кальциферолов в 25гидроксикальциферолы.

Участие печени в водно-минеральном обмене состоит в том, что она дополняет деятельность почек в подержании водно-солевого равновесия и является как бы внутренним фильтром организма. Имеются данные, что печень задерживает ионы Na+, K+, CI-, Ca2+ и воду и выделяет их в кровь. Кроме того, печень депонирует микроэлементы ( железо, медь и др.) и участвует в их распределении по другим тканям с помощью транспортных белков.

Участие печени в обмене азотистых оснований нуклеиновых кислот проявляется в синтезе их из простых соединений и окислении до мочевой кислоты. Азотистых основания используется другими органами для синтеза нуклеозидов, нуклеиновых кислот, а мочевая кислота выделяется как конечный продукт обмена.

Лекции 12 Биохимия крови.

План:

1.Химический состав крови.

2.Константы крови.

3.Дыхательная функция крови.

4.Буферные системы крови, их роль в поддержании КЩР. Ацидоз и алкалоз

Кровь-жидкая ткань, сообщается со всеми органами, тканями организма. В организме взрослого человека- у мужчин 5200мл, у женщин-3900мл. Кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов. На долю плазмы приходится 55%, 44%- эритроциты и 1%-составляют другие вещества.

50