- •64. Репликация днк: механизм и биологическое значение. Последовательность событий в репликативной вилке. Синтез ведущей и запаздывающей цепей днк.
- •Свойства процесса репликации:
- •65. Репликация днк: основные компоненты реплисом(днк-полимеразы, хеликазы, ssb-белки, топоизомеразы, праймазы, днк-лигазы )прокариот.
- •66. Биологическое значение и механизмы репарации днк.
- •67. Основные системы регуляции метаболизма и их взаимосвязь. Гормоны: общая характеристика и классификация. Роль гормонов в регуляции обмена веществ и функций.
- •Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки
- •1. Передача гормональных сигналов через мембранные рецепторы
- •69. Общая характеристика рецепторов гормонов. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки через внутриклеточные рецепторы и рецепторы, сопряженные с ионными каналами.
- •2. Передача сигналов через внутриклеточные рецепторы
- •3. Передача сигналов через рецепторы, сопряжённые с ионными каналами
- •70. Регуляция уровня глюкозы в крови. Роль адреналина, глюкагона и инсулина.
- •71. Основные метаболические пути и регуляторные реакции
- •72. Регуляция экспрессии генов у прокариот: регуляторные и структурные участки лактозного оперона (регуляторный ген, промотор, оператор).
- •Регуляция активности генов у прокариотов:
- •73. Регуляция экспрессии генов у эукариот на уровне транскрипции процессинга рнк и трансляции.
2. Передача сигналов через внутриклеточные рецепторы
Стероидные и тиреоидные гормоны связываются с рецепторами внутри клетки и регулируют скорость транскрипции специфических генов. В отсутствие гормона внутриклеточные рецепторы связаны обычно с другими белками в цитозоле или ядре. Например, рецепторы глюкокортикоидов образуют в цитозоле комплекс с шапероном, что препятствует связыванию рецептора с молекулой ДНК. Взаимодействие гормона с центром связывания на С-концевом участке полипептидной цепи рецептора вызывает конформационные изменения и освобождение рецептора от шаперона. Происходит объединение 2 молекул рецептора с образованием гомодимера. Димер рецептора узнаёт специфическую последовательность нуклеотидов, которая расположена в промоторной области гена. Взаимодействие со специфическим участком ДНК HRE (от англ, hormone response element, элемент, реагирующий на воздействие гормона) обеспечивает центральный домен рецептора. Этот домен содержит аминокислотную последовательность, образующую 2 "цинковых пальца". В каждом "цинковом пальце" атом цинка связан с 4 остатками цистеина.
В структуре одного "цинкового пальца" имеется последовательность аминокислот, отвечающая за связывание с ДНК, а второй "цинковый палец" содержит последовательность аминокислот, участвующую в димеризации рецепторов. Взаимодействие комплекса гормон-рецептор с определённой последовательностью нуклеотидрв в промоторной части ДНК приводит к активации транскрипции. Рецепторы тиреоидных гормонов всегда связаны с ДНК. В отсутствие гормонов соответствующие рецепторы ингибируют экспрессию генов. Напротив, взаимодействие с гормоном превращает их в активаторы транскрипции.
3. Передача сигналов через рецепторы, сопряжённые с ионными каналами
Р ецепторы, сопряжённые с ионными каналами, являются интегральными мембранными белками, состоящими из нескольких субъединиц. Они действуют одновременно как ионные каналы и как рецепторы, которые способны специфически связывать с внешней стороны эффектор, изменяющий их ионную проводимость. Эффекторами такого типа могут быть гормоны и нейромедиаторы. Известны рецепторы для ряда гормонов, ассоциированных с ионными каналами, и большинства медиаторов, среди которых наиболее изучен рецептор ацетилхолина. Рецептор ацетилхолина состоит из пяти цилиндрообразных субъединиц, расположенных в мембране параллельно друг другу:α2, β, γ, δ. Между ними вдоль оси цилиндров находится заполненный молекулами воды канал. Каждая субъединица рецептора состоит из большого количества гидрофобных аминокислотных остатков.
Рис. 11-6. Регуляция активности рецептора стероидных гормонов. 1 - в отсутствие гормона рецептор через гор-монсвязывающий домен образует комплекс с шапероном, что препятствует связыванию рецептора с молекулой ДНК; 2 - в присутствии гормона рецептор освобождается от шаперона, образуется димер рецептора, который присоединяется к молекуле ДНК и вызывает активацию транскрипции.
Кроме этого, все субъединицы содержат один спирализованный трансмембранный фрагмент, аминокислотные радикалы которого (полярные незаряженные аминокислотные остатки, в основном серии и треонин) выстилают центральный канал рецептора изнутри. В средней части субъединиц, обращённой к каналу, локализованы остатки лейцина. В присутствии ацетилхолина боковые взаимодействия между субъединицами поддерживают канал в открытом состоянии и создают возможность для транспорта ионов. В отсутствие ацетилхолина в результате изменения ориентации субъединиц относительно друг друга канал закрывается, так как выступающие внутрь канала остатки лейцина образуют плотное гидрофобное кольцо, блокируя движение гидратированных ионов в этой области.