33.Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов.
Уже отмечалось, что цитидиловые нуклеотиды могут гидролитически терять аминогруппу и превращяться в УМФ. Когда от УМФ при участии нуклетидазы или ( фосфатазы ) и уридинфосфарилазы отщепляется неорганический фосфат и рибоза, то остается азотистое основание – урацил. Аналогично распределяются дезоксирибонуклеотиды, и из dЦМФ образуется урацил, а из dТМФ – тимин.
Пиримидиновые основания при участии дигидропиримидиндегидрогеназы присоединяют 2 атома водорода по двойной связи кольца с образованием дигидроурацила или дигидротимина. Оба гетероцикла могут взаимодействовать с водой в реакции, катализируемой дигидропиримидинциклогидролазой, и дигидроурацил превращяется в β-уреидоизопропионовую кислоту, а дигидротимин - в β- уреидоизомасляную кислоту. Оба β-уреидопроизводных под действием общего для них фермента уреидопропионазы расщепляются с образованием СО2, NH4+ и β-аланина или β-аминоизомасляной кислоты.соответственно.
Рис.10. Катаболизм пиримидиновых оснований. 1- дигидропиримидиндегидрогеназа; 2- дигидропиримидинциклогидролаза; 3 – уреидопропеоназа.
β-аланин обнаруживают в плазме крови и многих тканях. Он используется в мышцах на образование дипептидов: карнозина и анзерина. Под действием бактериальной микрофлоры кишечника β-аланин включается в пантотеновую кислоту, которая всасывается и используется на образование КоА.
Часть β-аланина и β-аминбутирата трансаминируется с α-кетоглутаратом и даёт малонил полуальдегтд или метилмалонил полуальдегид соответственно, которые превращяются в малонил-КоА и сукцинил-КоА и используются в соотвутствующих метаболических путях, либо окисляется до СО2 и Н2О. Частично β-аминобутират экскретируется с мочой.
34.Репликация : характеристика реплицирующего аппарата клетки.
Согласно гипотезе Дж.Уотсона и Ф.Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные родительской, причем каждая из этих молекул содержит одну неизменную цепь родительской ДНК. Этот механизм репликации ДНК, названный полуконсервативным, был подтвержден в опытах на клетках Е.соli в 1957 г. М. Мезелсоном и Ф. Сталем. Исключены консервативный способ репликации, при котором одна дочерняя ДНК должна содержать обе исходные цепи, а вторая состоять из двух новосинтезированных цепей, и дисперсивный механизм репликации, при котором каждая дочерняя цепь ДНК состоит из участков родительской и новообразованной ДНК (рис.29.1).
Рис.29.1. Три механизма репликации ДНК: а) полуконсервативный; б) консервативный; в) дисперсивный
Для биосинтеза ДНК необходимы:
1) неспаренная цепь ДНК, которая служит матрицей, и цепь-затравка, к которой присоединяются новые нуклеотиды;
2) полный набор дезоксирибонуклеозидтрифосфатов (dNTP). При отсутствии хотя бы одного из них синтез ДНК не происходит. Цепь удлиняется от затравки, имеющей свободную 3´-ОН, в направлении 5´→3´ (путем присоединения следующего нуклеотида в соответствии с информацией, заложенной в матрице). Источником энергии в реакциях полимеризации мононуклеотидов является энергия, освобождаемая всеми четырьмя типами дезоксирибонуклеозидтрифосфатов, участвующих в синтезе ДНК. Расщепление пирофосфата до неорганического фосфата при участии неорганической пирофосфатазы сдвигает реакцию в сторону удлинения цепи;
3) ферменты и белки, участвующие в синтезе ДНК: ДНК-полимеразы, топоизомеразы (гиразы), хеликазы и лигазы, праймаза, ssb-белки. Весь комплекс, состоящий более чем из 20 репликативных ферментов и факторов, называется ДНК-репликазной системой, или реплисомой.