Строение: Молекула РНК содержит одну полинуклеотидную цепочку. В состав рибонуклеотида, мономера РНК, входят сахар – рибоза, остаток фосфорной кислоты и одно из четырех азотистых оснований – аденин, гуанин, цитозин или урацил.В клетке обнаружено несколько типов РНК, три из которых принимают участие в синтезе полипетидов: Информационная (матричная) (иРНК). Молекулы могут содержать от 300 до 3 тыс. рибонуклеотидов и имеют линейную структуру. Являются посредником между ДНК и полипептидом. В процессе синтеза молекулы иРНК с молекулы ДНК переписывается информация о структуре полипептида. Далее молекулы иРНК переносят эту информацию из ядра в цитоплазму к рибосомам, где и происходит синтез полипептида. иРНК составляет
0,5–1 % массы всех РНК клетки.Рибосомальная-имеет многочислен спирализованные учатски. содержат 3–6 тыс. рибонуклеотидов, эти молекулы имеют петельную структуру. Образуя комплекс с белками, рРНК формируют субъединицы рибосом. На долю рРНК приходится приблизительно 90 % массы всех РНК. Транспортная, имеет пространственную структуру, напоминающую кленовый лист. В состав тРНК входит от 50 до 100 нуклеотидов; тРНК составляет 10–15 % массы всей РНК клетки и выполняет функцию переноса аминокислот из цитоплазмы к рибосомам, где осуществляется синтез белка.т РНК строение в виде клеверного листа. В тРНК есть участок цепи не участвующий в образ водородных связей м/д нуклеотидными остатками.В состав нуклеотидов тРНК входят минорные основания(это метилированные основания, изомеры, аналоги пиримидинов),которые выполняют2фун-ии: делают тРНКустойчивыми к действию нуклеаз цитоплазмы и поддерживают опред третичную структуру молекулы, препятствуют спирализации опред участк в полинуклеотид последовательности тРНК.
Рибосома-органелла клетки, участвующая в биосинтезе белка, состоит из молекул РНК (т. наз. рибосомные рибонуклеиновые кислоты, или рРНК) и белков. Осн. масса Р. локализована в цитоплазме. В бактериальной клетке Р. составляют до 30% ее сухой массы: на одну бактериальную клетку приходится примерно 104 Р. Состоят из двух разделяемых субчастиц, или рибосомных субъединиц. При определенных условиях (напр., при понижении концентрации Mg2 + в среде) Р. обратимо диссоциирует на две субчастицы с соотношением их мол. масс ок. 2:1. Прокарйотическая 70S Р. диссоциирует на субъединицы с коэф. седиментации 50S (мол. м. 1,5·106) и 30S (мол. м. 0,85·106). Эукариотическая Р. разделяется на субчастицы 60S и 40S. Две рибосомные субчастицы объединены в полную Р. строго определенным образом, предполагающим специфич. контакты их поверхностей. Полисома - Временный комплекс (4-5 и более) рибосом, транслирующих одновременно одну молекулу мРНК. Наличие в цитоплазме клеток значительного количества полисом свидетельствует о высокой интенсивности синтеза белка в конкретный момент времени. Много рибосом одновременно участв в синтезе белка на одной и той же мРНК, образ комплекс-полисому. Полирибосомы могут сущ в виде частиц, плавающих в цитоплазме клеток.Транскрипция-первая стадия рализац ген информации в клетке. В процессе образ молекулы мРНК,служащие матрицей для синтеза белков,транспортные, рибосомальные и т.д, выполняющие структурные, адапторные и каталитические фун-ции. Синтез молекул РНК начинается в опред последовательности(сайтах)ДНК,-промоторы,и завершается в терминирующих участках (сайтах терминации).Транскриптон-участок ДНК,огранич промотором и сайтом терминации, представл обой един транскрипции.В каждом транскриптоне присутствует неинформативная зона,она содер специфич последовательности нуклеотидов,с которыми взаимодействуют регуляторные транскрипционные факторы(эт белки,взаимод с опред регуляторными сайтами и ускоряющие или замедл процесс транскрипции). В каждом транскриптоне транскрибируется только одна из2цепейДНК,она назыв-матречной,2ая-комплементарная ей-кодирующей.Синтез цепи идет от 5к3 концу. Биосинтез РНК осущ ДНК зависимыми РНКполимеразами.В ядрах эукариот обнаружены3специализированные РНКполимеразы:1,2,3.РНК полимеразы-олигомерные ферменты, состоящие из нескольких субъед-2α,β,β\,σ.Стадии транскрипции:1.Инициация- активация промотора происходит с помощью большого белка-ТАТАфактора.(он взаимод со специфич последовательностью неклеотидов промотора-ТАТААА).Факторы инициации вызыв изменения конформации РНК-полимеразы и обеспечивают раскручивание примерно одного витка спирали ДНК-образ транскрипционная вилка,в которой матрица доступна для инициации синтеза цепиРНк.2. факторы элонгации повышают активность РНКполимеразы и облегчают расхождение цепейДНК.В области транскрипционной вилки, одновременно разделены около18нуклеотидных парДНК.Растущий конец цепи РНкобраз временную гибридную спираль.3 Раскручиван двойной спирали ДНК в области сайта терминации делает его доступным для фактора терминации. Завершается синтез РНК в строго опред участках матрицы-терминаторах.Факторы терминации облегчают отделение первичного транскриптора, комплементарного матрице, и РНК полимеразы от матрице.
40. Биологический код. Основные компоненты белоксинтезирующей системы. Биосинтез белка. Механизм. Адапторная функция тРНК и роль мРНК в этом процессе.
Генетический код – это система записи генетической информации в молекуле нуклеиновой кислоты о строении молекулы полипептида, а именно, о количестве, последовательности расположения и типах аминокислот. В одном гене записана информация об одной полипептидной цепочке, т.е. о первичной структуре белка.
Ген– единица наследственного материала (генетической информации); участок молекулы ДНК (у высших организмов) и РНК (у вирусов и фагов), содержащий информацию о первичной структуре одного белка. Совокупность всех генов организма составляет генотип. Каждый ген ответствен за синтез определенного белка (полипептидной цепи). Контролируя его образование, ген управляет всеми химическими реакциями организма, а потому определяет его признаки. На ДНК-матрице гена синтезируется информационная РНК, которая затем сама служит матрицей для синтеза белка. Следовательно, ген служит основой системы ДНК – РНК – белок. Важнейшее свойство гена – сочетание их высокой устойчивости (неизменяемости в ряду поколений) со способностью к наследуемым изменениям – мутациям, служащим основой изменчивости организмов, дающей материал для естественного отбора. Кодон (триплет)– дискретная единица генетического кода, состоящая из 3 последовательных нуклеотидов, в молекуле ДНК или РНК. Последовательность кодонов в гене определяет последовательность аминокислот в полипептидной цепи белка, кодируемого этим геном. Из 64 кодонов 61 кодирует включение 20 аминокислот (одну аминокислоту может кодировать несколько кодонов одинакового действия), а 3 служат «точками», оканчивающими процесс синтеза полипептида.Генетический код характеризуется триплетностью, т.е. три нуклеотида, расположенные последовательно в цепочке нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), образуют триплет или кодон, который кодирует одну аминокислоту и ее местоположение в пептидной цепи. Кодоны различаются последовательностью и типами нуклеотидов (азотистых оснований). Существует 64 типа кодонов, что соответствует количеству возможных сочетаний из 4 (4 типа нуклеотидов, различающихся азотистыми основаниями) по 3 (43). 61 из них – информативные кодоны, они определяют (кодируют) аминокислоты. 3 кодона (в ДНК – АТТ, АТЦ, АЦТ, соответственно в иРНК – УАА, УАГ, УГА) называют стоп-кодонами, они обеспечивают окончание синтеза белковой цепочки. Кодон ТАЦ в ДНК или АУГ в иРНК (кодирует аминокислоту метионин) – стартовый, т.е. стоит первым в гене и с него начинается синтез пептида. существуют кодоны – синонимы, которые различаются часто только третьими нуклеотидами (азотистыми основаниями). один кодон кодирует только одну аминокислоту, т.е. в нем может быть записана информация только об одной аминокислоте – иными словами, генетический код однозначен.Генетический код обладает также неперекрываемостью, это означает, что кодоны располагаются линейно, и один нуклеотид входит в состав только одного кодона; и непрерывностью – кодоны не отделены один от другого, располагаются в цепи нуклеиновой кислоты друг за другом, т.е. расстояние между кодонами соответствует расстоянию между нуклеотидами, а какие-либо сигналы, указывающие на начало или конец кодонов, отсутствуют.Универсальность генетического кода подразумевает, что генетический код всех организмов характеризуется одинаковыми свойствами (триплетностью, вырожденностью и т.д.); и что смысл кодонов у всех организмов один и тот же (исключение составляют некоторые кодоны митохондрий и бактерий).
Основные компоненты белоксинтзирующей сис-мы:все 20АК, входящ в структуру белков организма человека,должны присутствовать в достаточном кол-ве. мРНК-содержит информ о структуре синтезируемого белка и используется в кач-ве матрицы. тРНК-«адапторные молекулы»,т.к к ацепторному концу этих молекул может быть присоед опред АК, а с помощью антикодона они узнают специфический кодон на мРНК. В процессе синтеза белка на рибосоме связыв антикодонов тРНК с кодонами мРНК происходит по принципу комплементарности и анти//.
Вопрос 41
Регуляция: в генетическом аппарате клетки существуют сообщества структурных генов, так называемых оперонов, каждый из которых ответствен за взаимосвязанный синтез ряда специфических белков. Деятельность оперона в качестве поставщика мРНК контролируется геном-оператором, который либо разрешает, либо запрещает запуск гомологической репликации серии мРНК на ДНК-матрице. В свою очередь, функция гена-оператора контролируется пространственно изолированным от него геном-регулятором, который продуцирует мРНК, необходимую для синтеза белка-репрессора. Именно белок-репрессор, будучи присоединен к гену-оператору, блокирует его функцию. Более того, сам белок-репрессор подвержен действию аллостерических эффекторов, которые, соединяясь с ним, так изменяют его третичную структуру, что либо стимулируют, либо ингибируют возникновение комплекса между репрессором и геном-оператором. В качестве аллостерических эффек- тов часто выступают субстраты (индуцированный синтез ферментов). Накапливаются данные об участии в контроле биосинтеза мРНК гормонов и ряда других соединений. Эта регуляция осуществляется также на уровне метаболитов при активировании и переносе аминокислот; на уровне макромолекул при биосинтезе ДНК, различных видов РНК и рибосом; на уровне субклеточных структур (формирование полисом, роль белково-липид- ных мембран и т. п.), клетки (ядерноцитоплазменные взаимоотношения и др.),органа и организма (гормональная регуляция) и, наконец, на уровне среды (например, зависимость точности считывания кода белкового синтеза от температуры). Индукция: в отсутствии индуктора белок-репресор связан с операторорм, след-но присоед-е репрессора к оперпатору препятствкет связыванию РНК-полимеразы с промотором, и транскрипция не идет, в присутствии индуктора РНК полимераза мвяз-ся с промотором и транскрибирует структурные гены. Репрессия: корепрессор (метаболит реак-ии) связ-ся с неактивным репрессором, репрессор акивируется: встает к гену оператору и транскрипция превращается. Ингибиторы антибиотики (рифампицин), КА, ГКС, большие дозы йотиронинов.
Вопрос 42
Гемоглобин относится к хромопротеидам. Состоит из белка глобина и простетической группы. Глобин — тетрамер, образованный двумя а- и двумя р-полипеп-тидными цепями. Гем содержит 4 пиррольных кольца, соединенных метиновыми мостиками, 4 метильных группы, 2 винильных радикала, 2 остатка пропионовой кислоты и двухвалентное железо, которое присоединено к азотам пиррольных колец. Гем присоединяется к гистидиновому остатку глобина. Для образования гема требуются: железо, глицин, сукцинил-КоА, витамины В6, В12 и фолиевая кислота.Гем является регулятором синтеза полипептидных цепей глобина. Распад гемоглобина: Гемоглобин окисляется в метгемоглобин (Fe3+). → вердогло-бин (кольцевая структура гема разрывается). → биливердин (отщепление глобина, железо уходит с помошью трансферина. →свободный билирубин + альбумин → в печень. Билирубин (фермент УДФ-глюкуро-нилтрансфераза) + с глюкуроновой кислотой→ связанный билирубин - глюкуроновая кислота→ЖКТ и почки→ ме-зобилиноген всасывается в тонком кишечнике → печень, где уробилиноген необратимо разрушается до моно- и дипирролов. В толстом кишечнике мезобилиноген восстанавливается анаэробными бактериями до стеркобилиногена. Гемолитическая желтуха —при массивном внутрисосудистом или тканевом распаде эритроцитов (переливание несовместимой по группе и резус-фактору крови и т.д.). Паренхиматозная желтуха возникает вследствие повреждения клеток печени (вирусами, токсическими гепатотроп-ными соединениями, при циррозах). Механическая желтуха возникает при нарушении оттока желчи в кишечник (желчно — каменная болезнь, опухоль головки поджелудочной железы). Физиологическая желтуха новорожденных. У плода и у новорожденного количество эритроцитов и содержание гемоглобина в эритроцитах в расчете на единицу массы тела больше, чем у взрослых. В течение нескольких недель после рождения количество гемоглобина в крови новорожденного приближается к величине, характерной для взрослых. В этот период относительная скорость распада эритроцитов больше, чем в последующее время. В то же время имеется возрастной недостаток фермента конъюгации билирубина — глюкуронилтрансферазы, что приводит к повышению свободного билирубина в крови. Гемолитическая болезнь новорожденных развивается при резус-конфликте или при несовместимости по группе крови матери и плода, у резус-отрицательных матерей, беременных резус-положительным плодом.
Вопрос 43
Фракция альбуминов – 50%всех белов: преальбумин (связывание и транспорт ретинола); фракция альфа 1 глобулинов: Альба 1 апнтитрипсин (ингибитор сериновых протеаз), альфа 1 гликопротеид (серомукоид), альфа 1 фетопротеин, транскортин (транспорт ГКС), протромбин, антитромбин. Фракция альфа 2глобулинов: альфа2макроглобулин, плазминоген (фибринолиз), церулоплазмин (антиоксидант), гаптоглобин (смвязывание гемоглобина), эритропоэтин. Фракция бета глобулинов: трансферин, ЛПНП, фибриноген, цериактивный белок, компоненты комплемента. Гамма глобулины: иммуноглобулины (G, А, М, Е, Д),лизоцим (протеаза). Ф-ии белков: поддержание онкотич давления и постоянство объема кови, свертывание крови и работа системы фибриногена, поддержание реологических св-в крови, буфер-ая сис-ма крови. Причины гипо: сниж-е концентр-ии альбуминов, печеночно клеточная недостаточность, голоданипе, ожоговая болезнь, патологии ЖКТ- снижение биосинтеза альбуминов из-за белкового голодания; нарушения переваривания и всасывания белков в ЖКТ; локального повреждения печени (повреждения гепатоцитов);потеря белка из кровяного русла из-за патологии почек; увеличения проницаемости сосудов; через ЖКТ;увеличение распада белков из-за активации катепсинов. Снижение концентрации альбуминов до 30 г/л вызывает отеки. Гипер: абсолютная (острые инф-ии,воспаление, аткивация иммунитета.) К белкам острой фазы относятся:- гаптоглобин (увеличивается в 2-3 раза, особенно при раке, ожогах, хирургических вмешательствах, воспалении); церулоплазмин (имеет значение как антиоксидант); трансферрин (содержание снижается); С-реактивный белок. Отсутствует в сыворотке здорового человека, но обнаруживается при патологических состояниях, сопровождающихся некрозом (острая фаза ревматизма, инфаркт миокарда и др.). Предполагается, что он способствует фагоцитозу. интерферон — специфический белок, появляющийся в клетках в результате проникновения в них вирусов. Он угнетает размножение вирусов в клетках. Обладает видовой специфичностью, но не абсолютной. фибриноген, основная функция которого участие в свертывании крови. Синтез фибриногена начинается через несколько часов после травмы с максимумом на конец 1 -2 суток. Белки переносчики: трансферин (бета глобулин) переносит железо в тканитем самым предотвращает избыт накопление железа и потерю его с мочой, трансферин накапл-ся у беременных женьщин. Гаптоглобин (альфа 2 глобулин): связывает гемоглобин, транспортирует В12, защитную ф-ию, естествен-йнгибитор катепсина В. Церуплазмин (альфа2 глобулин): переносчик и регулятор конц-ии ионов меди особенно в печени., антиоксидант, фероксидазная и полиаминооксидазная активность.
Вопрос 44
Остаточный азот- небелковый азот биологических жидкостей. N 14,3-28,6 ммоль/л. Ретенционная (связанная с выведением) почечная гиперазотемия при разл-х забол-х почек, непочечная при н6едостаточности кровообр-я, тапрвматич-м шоке, опухолях мочевого пузыря. Продукционная сопровождается процессом усиления распада белка – при туберкулезе, диабете, тяжелом циррозе печени, инфек-х забол-х с лихоражкой. Уремия –тяжелое состояние возникающее в рез-те недостаточни ф-ии почек в рег-ии водного и солевог обмена, кислотно-щелочного равновесия, накопелния ядов-х продуктов белкового обмена, изменение нервно-гормональной регуляции. Острая – при ОПН, трвмах, ожогах, сепсисе. Хроническая – при заболев-ях почек, мочекаменной болезни. Признаки: вялость, слабость, утомлдяемость, жажда, головные боли, тошнота, кожа бледная сухая зуд, быстрое похудание. В крови повыш сод-е азотистых шлаков. Может развиться уремическая кома.
Вопрос 45
В печени синтезируются белки плазмы крови: альбумин, фибриноген, протромбин, церулоплазмин, ангиотензиноген, и др. →поддержание онкотич давления, рег-я АД и ОЦК, свертывание крови, метаболизм железа и др. детакционная ф-ия – обезвреживаниебилирубина и продуктов катабализма а.к., инактивация лекарственных препаратов и токсических веш-в, аммиака. Ф-ии: обмен углеводов (ГНГ, синтез и распад гликгена), обмен липидов и их производных (синтез жирных кислот и жиров из углеводов, синтез и выведение холестерина, формирование липопротеинов, кетогенез, син-з желчных кислот), обмен белков (белки плазмы крови, мочевина), обмен гормонов(стероидные и полипептидные), метаболизм и экскреция билирубина и лекарственных и чужеродных веш-в, депонирование (гликогена, витамина А и В12, железа).
47.. Биохимия регуляций
Задача регуляторных систем — сохранение гомеостаза. Обязательным для регуляции является наличие прямых и обратных связей между регулятором и регулируемым объектом. С помощью этих связей осуществляется интеграция и координация. Интеграция — это объединение элементов системы в единое целое.Координация (соподчинение) — это подчинение менее важных элементов системы более важным элементам. Интеграция и координация — это две стороны процесса регуляции. Различают:1. Внутриклеточную регуляцию (ауторегуляцию).2.Дистантную регуляцию (межклеточную).Механизмы клеточной ауторегуляции1.Компартментализация (мембранный механизм).Роль мембран состоит в следующем:а)мембраны делят клетки на отсеки и в каждом из них осуществляются свои процессы;б)мембраны обеспечивают активный транспорт и регулируют потоки молекул в клетке и из клетки;в)в мембраны встроены ферменты;г)мембраны защищают клетку от внешних воздействий.Воздействием на функции мембран клетка может регулировать тот или иной процесс. 2.Изменение активности ферментов3.Изменение количества ферментов.Классификация межклеточных регуляторов 1.Анатомо-физиологическая:а) Гормоны — межклеточные регуляторы, доставляемые кклеткам-мишеням током крови. Вырабатываются в эндокринныхжелезах или рассеянных железистых клетках.б)Нейрогормоны вырабатываются нервными клетками и выделяются в синаптическую щель, то есть в непосредственной близости от клетки-мишени. Нейрогормоны делятся на медиаторы и модуляторы. Медиаторы обладают непосредственным пусковым эффектом. Модуляторы изменяют эффект медиаторов. Примерами медиаторов являются ацетилхолин и норадреналин; модуляторов — у-аминомасляная кислота, дофамин.в) Локальные гормоны — это межклеточные регуляторы, действующие на близлежащие к месту их синтеза клетки. Пример: гормоны,-производные жирных кислот.2.Классификация по широте действия:а) Гормоны универсального действия действуют на все ткани организма (например, катехоламины, глюкокортикостероиды).б)Гормоны направленного действия действуют на определенные органы-мишени (например, АКТГ действует на кору надпочечников).3.Классификация по химическому строению:а) Белково-пептидные гормоны:-Олигопептиды (кинины, АДГ), Полипептиды (АКТГ, глюкагон), Белки (СТГ, ТТГ, ПТ}б)Производные аминокислот: Катехоламины и йодтиронины — образуются из тирозина;Ацетилхолин — образуется из серина; Серотонин, триптамин, мелатонин — образуются из триптофана.в)Липидные гормоны: стероидные гормоны (гормоны коры надпочечников и половые гормоны); производные полиненасыщенных жирных кислот (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены).Механизм регуляции эндокринных желез через гипоталамус-гипофиз. Когда концентрация периферического гормона в крови снижается, тогда из гипоталамуса выделяются либерины, которые действуют на гипофиз и стимулируют освобождение тропинов. Тропины действуют на периферические железы и усиливают освобождение из них гормонов, концентрация которых возрастает. Это фиксируется рецепторами гипоталамуса. Он прекращает освобождение либеринов, но усиливает выброс статинов, которые тормозят гип |
Скачать 369 Kb.