бх лекции. Общие пути обмена аминокислот
 Скачать 1.21 Mb.
|
Виды нуклеиновых кислот
Виды РНК: информационная (матричная) Рибосомальная Транспортная Функции: И-РНК – передача информации Р-РНК – основа рибосом. Способствует передвижению и-РНК по рибосоме. Т-РНК – перенос аминокислот. Структура нуклеопротеидов. Первичная структура – это последовательность нуклеотидов, соединенных сложноэфирной связью. При изучении структуры Чаргафом установлены закономерности: а. Количество А=Т, Ц=Г б. Количество пуриновых оснований = количеству пиримидиновых А+Г=Ц+Т в.  Вторичная структура – трехмерная, пространственная структура, состоящая из антипараллельных противозакрученных спиралей. Шаг спирали содержит 10 нуклеотидов. Внутри цепочки находятся азотистые основания, соединенные по принципу комплиментарности. Образуют вторичную структуру водородные связи, вандер-вальсовы связи, гидрофобные. ДНК имеет двуцепочную вторичную структуру, РНК – одноцепочную. Изучена в Работах Уотсона и Крика. Третичная структура – определенная укладка спирализованной структуры. М-ДНК имеет форму восьмерки. РНК – изучена мало. Четверичная структура – фонкционально активная, соединена с белком. В состав нуклеопротеидов входят белки гистонового ряда, которые соединяются с НК слабой электростатической связью. Функции гистонов: Участвуют в пространственном построении НК; Регулируют активность генома – репрессия гена, с которым соединен гистон и ген будет молчать. Гистоновые белки содержат лиз, арг, мало цис. Негистоновые белки образуют с ДНК легко разрушаемые связи и это обеспечивает регуляцию активности генома. В процессе жизни ДНК может подвергаться под действием химических соединений (кофеин) или радиоактивного излучения изменениям, т.е. мутациям. Виды мутаций: Транзиция – замена пуринового основания на другое пуриновое. Трансверсия – замена пуринового основания на пиримидиновое. Делеция – вставка пары нуклеотидов. Вставка пары нуклеотидов. Тяжелые последствия наблюдаются при вставке или выпадении нуклеотидов. В случае делеции одного мономера изменяется считывание всех последующих кодонов – это мутация со «сдвигом рамки». В результате синтезируется белок с «бессмысленной» последовательностью аминокислот. При делеции двух мономеров также происходит сдвиг рамки. При утрате трех мономеров (или число, кратное трем) сдвига рамки нет и синтезируется белок, укороченный на 1 аминокислоту. Обмен нуклеотидов. Источники нуклеотидов Поступление с пищей
НК в 12-перстной кишке под действием ДНК-азы и РНК-азы разщепляются за счет разрыва сложноэфирных связей, в результате образуются нуклеотиды, нуклеозиды, очень редко компоненты нуклеотидов. Внутриклеточно идет такой же распад НК. Основное количество нуклеотидов идет de novo. Соединения, участвующие в синтезе пурина   Глн + 2 АТФ + СО2  карбамоилфосфат + аспРибоза и дезоксирибоза – синтезируются в пентозофосфатном цикле и поступают с пищей. Катаболизм нуклеотидов. РНК быстрее ДНК. Конечные продукты распада азотистых оснований – мочевина, мочевая кислота. Ц, У, Т – конечный продукт мочевина. Распад пуриновых оснований.  Подагра – избыток мочевой кислоты (ген. заболевание почек, алкоголь, отравления, мясная пища). Мочевая кислота выпадает в осадок (соли К-ураты) мочекаменная болезнь. Откладывается в мелких суставах. Лечение основного заболевания + усиление выведения солей.Нуклеиновые кислоты. Хромосомы – очерченный материал 46 пар. Если клетка находится в покое, то хромосомы называют хроматином. Хроматин – 60% белка, 35 ДНК, остальное РНК. Представлен в виде нитей с узелками и утолщениями (нуклеосома).  У человека в спейсере – 50 пар нуклеотидов. Нуклеосома – 90%, спейсер – 10%. Спейсер – это активный хроматин, списывание информации (транскрипция) идет с этих участков. Нуклеосома – это белковый + нуклеотидный компонент. Сюда входят гистоны, имеют основной характер (арг, лиз), нет цис, мало три, много гли. Молекулярная масса – 25 – 30 тысяч дальтон. Взаимодействуют гистоны с НК за счет электрохимических взаимодействий (гистон (+), НК (-)). 5 классов гистонов: Н1 – лизин  Н2b – лиз Н2а – лиз = арг Н3 – арг  , есть лиз, цис!!Н4 – арг , гли Молекулярная масса всех классов одинакова. Н1 – находится в спектре. При взаимодействии образуется октамер.  Функциональные участки ДНК – это гены. Структурные гены – ответственны за последовательность АМК и за последовательность нуклеотидов. Регуляторные участки – промотор Интроны – неинформативные участки – нетранскрибируемые участки. Распад пиримидиновых оснований.  Распад пуриновых оснований.  Матричные биосинтезы. Виды переноса генетической информации. Перенос генетической информации в пределах одного класса нуклеиновых кисло т, т.е. от ДНК к ДНК или у некоторых вирусов от РНК к РНК, называется репликацией или самоудвоением. Перенос информации между разными классами нуклеиновых кислот: ДНК-РНК, называется транскрипцией или переписыванием. Транскрипция бывает прямая от ДНК к РНК и обратная от РНК к ДНК. Обратная транскрипция выявлена у РНКовых опухолеродных вирусов. Перенос генетической информации от м-РНК к белку, называется трансляцией или переводом. Перенос генетической информации от ДНК через РНК к белку называется центральным постулатом генетики. Этот постулат был сформулирован Криком. Репликация. Возможны 3 типа репликации: Консервативная – дочерняя двойная спираль ДНК образуется без разделения цепей родительской ДНК. Полу консервативная – цепи родительской ДНК расходятся, и на каждой из родительских цепей образуются комплиментарные цепи дочерней ДНК. Дисперсивная – происходит расщепление в нескольких местах цепей родительской ДНК и образование на ней новых цепей ДНК. У высших организмов репликация ДНК происходит полуконсервативным путем. Этапы биосинтеза ДНК. Условно механизм синтеза делят на 3 этапа: инициацию, т.е. начало, элонгацию, т.е. продолжение, и терминацию, т.е. прекращение синтеза. Первый этап – инициация – начало синтеза нуклеотидных цепей на матрице ДНК затравочного олигорибонуклеотида (праймера) со свободной гидроксильной группой у С-3’рибозы. Второй этап – элонгация синтеза ДНК состоит из 2 стадий. На первой стадии идет репликация обеих материнских цепей ДНК, синтез одной идет непрерывно, а другой фрагментарно при помощи ДНК-полимеразы III. Вторая стадия включает связывание фрагментов друг с другом, здесь происходит отделение олигорибонуклеотидных праймеров. Процесс идет при помощи ДНК-лигаз. Третий этап терминация синтеза ДНК наступает тогда, когда исчерпана ДНК-матрица. Репарация ДНК - исправление поврежденных участков одной из цепей ДНК. Сначала такой участок удаляется ДНКазами. Затем при участии фрагмента ДНК-полимеразы I заполняется пробел путем синтеза участка в направлении 5’ 3’. Затем концы сшиваются ДНК-лигазой.Механизм транскрипции ДНК Субстратом реакции служат трифосфаты нуклеотидов. Реакция идет только в присутствии ДНК, выполняющий роль матрицы (матрицей служит одна из цепей ДНК). Все синтезированные молекулы РНК имеют структуру, комплементарную матрице, т.е. одной цепи ДНК. Транскрипция катализируется ферментом РНК-полимеразой. Фермент присоединяется к матрице в участке, который называется промотор. Связывание РНК-полимеразы с промотором приводит к локальному расхождению нуклеотидных цепей в этом в участке. Наращивание молекулы РНК происходит в результате перемещения РНК-полимеразы вдоль ДНК путем присоединения очередного рибонуклеотида. В ДНК имеется участок, который содержит терминирующий кодон, достигнув которого РНК-полимераза и синтезированная РНК отделяются от ДНК. Все типы РНК (рРНК, тРНК, мРНК) синтезируются сходным образом. В результате транскрипции образуются предшественники РНК, которые в ядре подвергаются посттранскрипционной доработке, т.е. созреванию, процессингу. |
