Актуальная Медицина

Это важно.

Мы предлагаем удобный сервис для тех, кто хочет купить – продать: земельный участок, дом, квартиру, коммерческую или элитную недвижимость в Крыму. //crimearealestat.ucoz.ru/ Перепечатка материалов разрешена только при условии прямой гиперссылки //allmedicine.ucoz.com/

Statistics

Онлайн всього: 81

Гостей: 81

Користувачів: 0

Чат

78.Структура й функції РНК.
На відміну від ДНК, молекула РНК складається з одного полинуклеотидного ланцюга, що спіралізований сама на себе, тобто утворює усілякі "петлі" і "шпильки" за рахунок взаємодій комплементарних азотистих основ(вторинна структура). У деяких вірусів зустрічаються двуланцюгові РНК, які несуть генетичну інформацію аналогічно ДНК.
Існуть:
1 - матричні РНК (мрнк);
2 - рибосомні РНК (ррнк);
3 - транспортні РНК (трнк).
Рибосомні РНК. На частку рРНК діводиться 80-90% клітинної РНК. Локалізовані в рибосомах, у комплексі з рибосомними білкамі. Рибосоми складаються із двох частин і являють собою нуклеопротеїни, що складаються із рРНК і білка в співвідношенні 1:1 (для еукариот) і 2:1 (для прокаріот).
Біологічна роль РНК - є структурною основою рибосом, взаємодіє із мРНК і тРНК у процесі біосинтезу білка, бере участь у процесі зборці поліпептидного ланцюга.
В еукариот виявлено 4 типи рРНК із різним коефіцієнтом седиментації: 18S(у малій частині рибосоми), а 28S, 5,8S і 5S (сведбергів) - у великій частині рибосоми. Вони розрізняються молекулярною масою (35 000-1 600 000) і локалізацією в рибосомах.
Вторинна структура рРНК характеризується спіралізацією ланцюга сам на себе,
третинна - її компактним укладанням.
Матричні РНК. становить 2-3% від всієї клітинної РНК, синтезується мрнк у ядрі клітини на матриці ДНК (процес транскрипції), переписуючи з її генетичну інформацію із принципу комплементарності.

ДНК -А-Т-Г-Ц-
ДНК -Т-А-Ц-Г-
мРНК -А-У-Г-Ц-

Потім м-РНК надходять у цитоплазму, з'єднуться з рибосомою й виконуть роль матриці для біосинтезу білка. Кожній амінокислоті відповідає в мРНК певна трійка (триплет) нуклеотидів, називана кодоном цієї амінокислоти. Послідівність кодонів у ланцюзі мРНК визначає послідівність амінокислот у білку. Усього може бути 64 кодони. З них 61 кодон кодує амінокислоти, а 3 кодони - кодони термінатори, які позначають закінчення білкового синтезу. Існуть також ініціюючі кодони, які відповідають першій амінокислоті в білку й найчастіше відповідають амінокислоті метіоніну.
Оскільки мРНК несе спадкоємну інформацію про первинну структуру білка, нерідко її називають інформаційною РНК (Ірнк). Кожний окремий білок, синтезований у клітині, кодується певної "своєї" мРНК або її участком. мРНК утворює декілька двухспіральних "шпильок", на кінцях яких розташовуються знаки (наприклад, ААУААА) ініціації (початку синтезу білка) і терминації (закінчення синтезу білка).
Інформація про будову білка закодована в ДНК за допомогою генетичного коду, що є лінійним, безперервним, триплетним, выражденним. ОН є уноверсальним.
Молекулярна вага мРНК варіює в широких межах від 35 000 до декількох млн. мРНК раніше вважалися короткоживучими РНК. Для мікроорганізмів час життя мРНК кілька секунд або хвилин. Але для еукаріот - воно може становити від декількох годин до декількох тижнів.
Транспорт Ядерна РНК міститься в ядрі і бере участь в регуляції синтезу мРНК. Деякі віруси містять РНК в якості спадкового матеріалу (РНК-ові віруси). До них належать віруси грипу, СНІДу, тютюнової мозаїки (ВТМ), онкогенні.
на РНК.
тРНК зв’язує амінокислоти в цитоплазмі і переносить їх в рибосоми, де вибірково включає в синтезований білок. Для кожної із 20 амінокислот є хоча б один вид тРНК. На тРНК припадає 10 – 20% від загального вмісту РНК. Кожен вид тРНК має індивідуальні особливості структури, проте в їх будові можна виділити спільні закономірності. Молекула тРНК нараховує в середньому 75 - 90 нуклеотидних залишків, на 5/ кінці містить фосфорильований гуаніловий нуклеотид, а на З/ кінці - послідовність фЦфЦфА-ОН. Отже, загальну структуру тРНК можна зобразити так: 5/ фГ - 75 – 90 нуклеотидів - фЦфЦфА-OH 3/. Молекулярна маса тРНК- 30 тис д. Для тРНК характерний досить високий вміст мінорних основ (до 10% від загального вмісту). Поряд з цим, в їх первинній структурі окремі ділянки є комплементарними. Тому ланцюг тРНК складається у вторинну структуру, яка за формою нагадує листок конюшини (рис. 4.4.). Комплементарні ділянки в цій структурі “злипаються”, а некомплементарні, на яких багато мінорних основ, утворюють петлі або “шпильки”. Активована амінокислота зв’язується з 3/ - кінцем тРНК. Ділянка узнавання матричної РНК, антикодон тРНК, комплементарний кодону мРНК, міститься в антикодоновій петлі. Для цієї петлі також характерна наявність специфічних мінорних основ. Інша петля – псевдоуридилова – містить тимін і нуклеотид, в якому залишок урацилу з’єднаний з рибозою по 5-му атому С (Y). Ця петля забезпечує зв’язування з рибосомою Крім того в молекулі є дигідроуридилова петля, що містить 5,6-дигідроурацил, і зумовлює зв’язування тРНК в цитоплазмі з ферментом аміноацил-тРНК-синтетазою під час взаємодії з амінокислотою. Вторинна структура тРНК скручується в більш компактну третинну структуру
Функції тРНК:
1 - зв'язують амінокислоти й транспортують їх у рибосому, де відбувається синтез білка;
2 - кодують амінокислоти;
3 - Розшифровують генетичний код.
Утримуються в цитоплазмі. Молекулярна вага від 22 000 до 27 000. Усього існує понад 60 трнк.Кожна тРНК може переносити тільки 1 певну амінокислоту.
тРНК називається за назвою амінокислот. Наприклад, аланінова тРНК. тРНК, що зв'язують ту саму амінокислоту, називають ізоакцепторними й нумерують: тРНК1вал, тРНК2вал і т.д.
Існують тРНК, які складаються з багато мінорних нуклеїнівих залишків (близько 10%). Вони забезпечують захист тРНК від дії рибонуклеаз (ферментів), специфічність взаємодії з відповідною амінокислотою й т.д.
Вторинна структура всіх трнк має форму 3-хконюшинних листків. У його складі розрізняють:
1. Акцепторне стебло - до нього приєднується амінокислота.
2. Псевдоуридилова петля - використається для зв'язку тРНК із рибосомою.
3. Додаткова петля - призначення невідомо.
4. Антикодонова петля - містить антикодон (триплет нуклеїнових залишків, які комплементарні кодону мРНК, з його допомогою трнк з'єднується із мрнк);
5. Дигідроуридїнова петля - забезпечує зв'язування тРНК зі специфічним ферментом (аміноацил-трнк-синтетазой), що з'єднує амінокислоту із трнк .
Стабілізується вторинна структура водневими зв'язками між комплементарними основами
Третинна структура тРНК має неправильну Г-образну форму, стабілізована водневими й іншими типами зв'язків

79.ОБМІН НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ І НУКЛЕОТИДІВ В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ. Матричні біосинтези
Редуплікація. Репарація
Обмін нуклеотидів в організмі включає процеси анаболізму (біосинтез пуринових - основний і резервний шлях - і пиримидинових нуклеотидів) і катаболізму (розпад нуклеїнових кислот (НК), пуринових і пиримидинових нуклеотидів до кінцевих продуктів). Переварювання НК протікає у дванадцятипалій кишці під впливом Днк-ази й Рнк-ази, виділюваних підшлунковою залозою, і в тонкому кишківнику під дією ферментів: 3', 5'-фосфодиестерази, нуклеозидази, нуклеотидази, фосфатази.
Продукти переварювання: пуринові й пиримидинові азотисті основи, пентози й фосфорна кислота - всмоктуються в кров.
У нормі 90% продуктів переварювання перетворюються в кінцеві продукти: пуриніві основи - у сечову кислоту й сечовину, пиримидинові основи - у сечовину, -аланин і -кетомасляну кислоту.
Основний шлях біосинтезу пурїнівих нуклеотидів "заново" протікає у дві стадії через утворення инозинової кислоти.
У молекулі пурину 4-й і 5-й атоми вуглецю й 7-й атом азоту мають своїм джерелом гліцин, 3-й і 9-й атоми азоту походять із амідной групи глутаміну, 1-й атом азоту - з аспарагінової кислоти, 2-й вуглецевий атом - з N10-формил-тгфк, 8-й атом вуглецю - з N5, N10-метенил-тгфк, 6-й атом вуглецю - із ІЗ2.
Резервний шлях регенерації пуринівих нуклеотидів (10 - 20%) іде з вільних пуринових основ: з аденину й 5-фосфорибозил-1-пирофосфату (ФРПФ) (фермент аденинфосфорибозилтрансфераза) і з гипоксантину, гуаніну й ФРПФ - під дією ферменту гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферази (ГГФТ).
Резервний шлях посилений при вагітності, пухлинному росту, регенерації великих ран, при посиленні кровотворення. У дітей зустрічається генетичний дефект, при якому фермент ГГФТ відсутній (синдром Леша-Нихана), що приводить до гіперурикемії, утворенню каменів із сечової кислоти й супроводжується розумовою відсталістю, агресивністю, порушенням координації рухів, судорогами, спробами нанесення собі ран.
Біосинтез пиримиднових нуклеотидів іде в цитоплазмі з NH3 (із ГЛН), за участю АТФ через утворення карбамоїлфосфата під дією карбамоїл-фосфатсинтетази ІІ.
У біосинтезі пиримидинових нуклеотидів беруть участь також 1 молекула АСП, ФРПФ і ферменти: аспартат-карбамоїлтрансфераза, дигідрооротаза, дигідрооротат-дегідрогеназа (НАД+), оротат-фосфорибозил-трансфераза, декарбоксилаза.
Сечова кислота належить до небілкових азотистих речовин крові. У нормі концентрація сечової кислоти в цільній крові 0,2-0,50 ммоль/л (3-4 мг/100 мл), у сироватці крові 0,2-0,56 ммоль/л (5 мг/100 мл). У добовій кількості сечі вміст сечової кислоти в нормі становить 270-600 мг.
При подагрі спостерігається підвищення в 2-3 рази змісту сечової кислоти в сироватці крові (гіперурикемія). Причиною підвищення біосинтезу сечової кислоти при подагрі є активація ферменту ксантиноксидази, що окисляє гипоксантин у ксантин і далі в сечову кислоту.
Приступи подагричного артриту обумовлені обкладанням уратів у суглобах. Застосування аллопуринолу при подагрі засновано на конкурентному інгібіруванні ксантиноксидази.
Підвищення рівня сечової кислоти в крові може спостерігатися при захворюваннях нирок, серцевій декомпенсації, діабетичній комі, при лейкозах, гемолитичній анемії, множинній миєломі, що супроводжується посиленим розпадом нуклеотидів ("вторинна подагра").
Матричні біосинтези включають:
1. Реплікацію (зняття "копії" із ДНК),
2. Репарацію ("ремонт" ДНК),
3. Транскрипцію (біосинтез м-рнк, т-рнк, и-рнк),
4. Трансляцію (біосинтез білка).
Основна схема передачі генетичної інформації
ДНК РНК білок
реплікація транскрипція реплікація
Реплікація (у ядрі клітини) - синтез дочірньої молекули ДНК на матриці материнської молекули ДНК, заснований на принципі комплементарності азотистих основ (А=Т, Г Ц), відбувається в S-фазу клітинного циклу.
Механізм реплікації - напівконсервативний. У результаті реплікації утворяться 2 нові молекули ДНК, у кожній з них - 1-я ланцюг "материнська", 2-я - "дочірня".
Реплікація (редуплікація) - це процес подвоєння ДНК, завдяки якому спадкова інформація, що міститься в хромосомах, передається від батьківської клітини до дочірньої. Для реплікації необхідна наявність всіх чотирьох типів нуклеозидтрифосфатів: 5/-дАТФ, 5/-дГТФ, 5/-дЦТФ, 5/-дТТФ. Їх можна розглядати як активовані форми мононуклеотидів, що енергетично забезпечують синтез за рахунок відщеплення двох фосфатних залишків. Рівняння реплікації включає також дволанцюгову ДНК-матрицю та йони магнію, в присутності яких відбувається процес. Нарощування дочірнього ланцюга ДНК можна відобразити рівнянням:
ДНК, Mg2+
(дНМФ)n + дНТФ = (дНМФ)n+1 + ФФн,
де “Н” – нуклеозид, ФФн. – пірофосфат.
Етапи реплікації.

1) ініціація,
2) елонгація,
3) терминація.
Субстратами й джерелами енергії, необхідними для реплікації, д-АТФ, д-ГТФ, д-ТТФ, д-ЦТФ, матрицею - двухспіральна молекула ДНК.
Ферментами репликативного комплексу є Днк-полімераза, Днк-лігаза, ендонуклеаза, що Днк-розкручують білки.
Кофакторамі служать Mg2+.
Репарація (у ядрі клітини) - усунення ушкоджень молекули ДНК, викликаних ендогенними й екзогенними факторами Для репарації необхідний один неушкоджений ланцюг ДНК. Етапамі репарації є:
1) пізнавання місця ушкодження й розрив 3'-5'-фосфодиефирних зв'язків,
2) видалення ушкоджених мононуклеотидів,
3) біосинтез нового фрагмента за принципом комплементарності,
4) зв'язування нової ділянки ДНК зі старим ланцюгом.
Ферменти репарації: ендонуклеаза, екзонуклеаза, Днк-полимераза репарируюча, Днк-лігаза.
Субстратами й джерелами енергії є д-АТФ, д-ГТФ, д-ТТФ, д-ЦТФ.
Репарація не відбувається, якщо:
1) відсутні ферменти репарації або є в недостатній кількості,
2) ушкоджуються комплементарні азотисті основи в другому ланцюзі ДНК.
При порушенні репарації виникають спадкоємні захворювання, онкозахворювання, відбувається передчасне старіння клітини

80 Транскрипція Регуляція транскрипції. Теорія Оперона. Біосинтез білка

Транскрипція
Транскрипція - біосинтез молекул РНК на матриці ДНК, локалізований у ядрі клітини, іде постійно, незалежно від циклу клітини.
ранскрипція - це процес біосинтезу РНК на матриці ДНК. Копії мРНК, синтезовані в процесі транскрипції, переносяться в цитоплазму, на місце синтезу білка, де самі стають матрицями білкового синтезу. Таким чином, дуже важливо, щоби в процесі транкрипції копіювався не будь-який довільний відрізок ДНК, а змістовний. Така ділянка ДНК, яка несе інформацію про будову певного білка, або білків називається геном. Одиницю процесу транскрипції називають опероном. В процесі транскрипції синтезуються крім мРНК також інші види РНК, необхідні для біосинтезу білків (тРНК, рРНК).
Виходячи з цієї задачі, процес транскрипції має певні особливості. Фермент, який каталізує утворення копії РНК, - ДНК-залежна-РНК-полімераза - починає синтез в певній ділянці ДНК - промоторі, і закінчує його також в строго визначеній ділянці - термінальній. Цей фермент складається з чотирьох субодиниць і кислого білка -s-фактора. s-фактор забезпечує приєднання РНК-полімерази до ДНК саме в ділянці промотора, тобто узнавання місця початку транскрипції. Відомі різні -s-фактори, специфічні до промоторів різних наборів генів.
Для синтезу необхідні всі чотири типи рибонуклеозидтрифосфатів (АТФ, ГТФ, ЦТФ і УТФ, а також йони Mg2+. Загальне рівняння транскрипції можна записати так:
ДНК, Mg2+

(НМФ)n + НТФ = (НМФ)n+1 + ФФн,

де “Н” – нуклеозид, ФФн. – пірофосфат.
Оскільки РНК-полімераза може починати ланцюг з об’єднання двох мононуклеотидів, для транскрипції не потрібна затравка.

РНК-полімераза, а саме її s-фактор, узнає ділянку ДНК - промотор. Встановлено, що на цій ділянці міститься специфічна послідовність нуклеотидів: (поліА і поліТ). Також цій ділянці властиві послідовності нуклеотидів з внутрішньою віссю симетрії, наприклад (по аналогії з паліндромами – текстами з внутрішньою віссю симетрії, наприклад “А роза упала на лапу Азора”) – АЦЦТГГЦТАГЦЦАГГТ, які можуть утворювати “шпильковидні вирости” полінуклеотидного ланцюгу, які служать сигнальними ділянками при узнаванні білками – ферментом і регуляторами. Полімераза шукає цю ділянку серією випадкових асоціацій, тобто шляхом проб і помилок, що триває всього 15-20 секунд. Фермент приєднується до дволанцюгової матриці, викликаючи локальну денатурацію ДНК, і починає зчитування з ланцюга, який містить послідовність піримідинових нуклеотидів (ТТТТТТ) – кодуючий ланцюг. РНК-копія ідентична за виключенням заміни Т на У і пентози комплементарному, некодуючому ланцюгу ДНК.
Етапи транскрипції:

1) ініціація,
2) елонгація,
3) терминація.

Ініціація синтезу полягає у взаємодії субстратного центра ферменту з двома першими нуклеотидами копії, комплементарними матриці, і об’єднанні їх. Першим є пуриновий нуклеотид.
Елонгація, тобто нарощування полінуклеотидного ланцюга, забезпечується пересуванням РНК-полімерази по матриці, і здійснюється з швидкістю 40-50 нуклеотидів за секунду. По мірі просувння ферменту по матриці відбувається розплітання ДНК. Розмірн розплетеної ділянки становить біля 17 нуклеотидних пар.
В ділянці термінації синтез РНК закінчується. Ще не ясно, як саме виявляється ця ділянка ДНК. Вважають, що вона містить особливу термінальну послідовність нуклеотидів, яка розпізнається термінуючим білком – ρ-фактором. Після термінації фермент відокремлюється від матриці і може зв’язатись з новою молекулою σ-фактора і розпочати транскрипцію нової молекули РНК.
Транскрипція здійснюється за правилом комплементарності в напрямку 5'-3' зі швидкістю 40-50 нуклеотидів в 1 сек.
Дозрівання РНК (процессинг) відбувається в ядрі поза матрицею під дією Рнк-аз, потім зріла РНК виходить із ядра за допомогою транслоказ.
Регуляція транскрипції. Теорія Оперона
Оперон - ділянка ДНК, що кодує будова одного виду білків, що містить регуляторну зону, що контролює синтез цих білків.
Регуляція транскрипції м-рнк включає індукцію й репресію генов.
Оперон складається з гена-регулятора, гена-промотору, гена-оператору, структурних генів.
Індукція - "включення" процесу транскрипції. Трансляція можлива, якщо ген-оператор не пов'язаний з білком-регулятором. У цьому випадку Рнк-полимераза приєднується до гена-промотору й починає синтез РНК, комплементарної структурним генам (м-РНК).
Репресія - "вимикання" транскрипції, коли оператор пов'язаний з білком-регулятором і РНК-полімераза не має можливості приєднатися до гена-промотору.
Спорідненість білка-регулятора до гена-оператора може змінюватися при взаємодії його з ефекторами
Індукторами транскрипції служать субстрати метаболічних шляхів, репрессорами, як правило, є кінцеві продукти метаболічних шляхів.
Роль індукторів і репрессоров можуть грати гормони.
У нормі зміст загальних НК у сироватці крові дорослої людини становить 80-100 мкг/мол. Збільшення концентрації НК у сироватці крові свідчить про посилення процесів катаболізму в клітках органів і тканин.

Это важно.

Поиск

Реклама

Statistics

Нас смотрят

Ссылки.

Чат