Билет1.

1.Биохимия в решении проблем лечения и диагностики заболеваний.

Биохимия — это наука, занимающаяся изучением различных молекул, химических реакций и процессов, протекающих в живых клетках и организмах. Основательное знание биохимии совершенно необходимо для успешного развития двух главных направлений биомедицинских наук:

1) решение проблем сохранения здоровья человека;

2) выяснение причин различных болезней и изыскание путей их эффективного лечения.

Все болезни представляют собой проявление каких-то изменений в свойствах молекул и нарушений хода химических реакций и процессов. 

Возможности биохимии в отношении предупреждения и лечения болезней кратко проиллюстрированы на 2 примерах:

1. Хорошо известно, что для поддержания своего здоровья человек должен получать определенные сложные органические соединения—витамины. В организме витамины превращаются в более сложные молекулы (коферменты), которые играют ключевую роль во многих протекающих в клетках реакциях. Недостаток в диете какого-либо из витаминов может привести к развитию различных заболеваний, например цинги при недостатке витамина С или рахита при недостатке витамина D. Выяснение ключевой роли витаминов или их биологически активных производных стало одной из главных задач, которые решали биохимики и диетологи с начала нынешнего столетия.

2. Патологическое состояние, известное под названием фенилкетонурия (ФКУ), в отсутствие лечения может привести к тяжелой форме умственной отсталости. Биохимическая природа ФКУ известна уже около 30 лет: заболевание обусловлено недостатком или полным отсутствием активности фермента, который катализирует превращение аминокислоты фенилаланина в другую аминокислоту, тирозин. Недостаточная активность этого фермента приводит к тому, что в тканях накапливается избыток фенилаланина и некоторых его метаболитов, в частности кетонов, что неблагоприятно сказывается на развитии центральной нервной системы. После того как были выяснены биохимические основы ФКУ, удалось найти рациональный способ лечения: больным детям назначают диету с пониженным содержанием фенилаланина. Массовое обследование новорожденных на ФКУ позволяет в случае надобности начать лечение незамедлительно.

2.Аминокислотный состав белковых молекул.

Основными частями и структурными компонентами белковой молекулы являются аминокислоты. В состав пищевых продуктов входит 20 аминокислот, из них 8 не синтезируются в организме человека и являются незаменимыми факторами питания. К ним относятся: валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин, лизин.

Белки, содержащие весь комплекс незаменимых аминокислот, называются полноценными. Они содержатся в молоке, курином яйце, мясе, рыбе, сое. Белки, в составе которых отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота, называются неполноценными.

3.Структурно-функциональная организация клетки и функции ее компартментов.

Клетка – основная структурно – функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система.

Плазматическая мембрана (плазмолемма, клеточная мембрана)-два слоя липида (бислой) между двумя слоями белка. Функция: избирательно проницаемый барьер, регулирующий обмен между клеткой и средой

Ядро-самая крупная органелла, заключенная в оболочку из двух мембран, пронизанную ядерными порами. Со­держит хроматин - в такой форме раскрученные хромосомы находятся в интерфазе. Содержит также структуру, называемую яд­рышком. Хромосомы содержат ДНК - вещество нас­ледственности. ДНК состоит из генов, регулирующих все виды клеточной активности. Деление ядра лежит в основе размножения клеток, а следователь­но, и процесса воспроизведения. В ядрышке образуются рибосомы.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) - система уплощенных мембранных мешоч­ков - цистерн - в виде трубочек и пластинок. Образует единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки

Если поверхность ЭР покрыта рибосомами, то он называется шероховатым. По цистернам такого ЭР транс­портируется белок, синтезированный на рибосомах. Гладкий ЭР (без рибосом) служит местом синтеза липидов и стероидов.

Рибосомы-очень мелкие органеллы, состоящие из двух субчастиц - большой и малой. Содержат белок и РНК приблизительно в равных долях. Рибо­сомы, обнаруживаемые в митохондриях (а так­же в хлоропластах - у растений), еще мельче. Функция: место синтеза белка, где удерживаются в правильном положе­нии различные взаимо­действующие молеку­лы. Рибосомы связаны с ЭР или свободно ле­жат в цитоплазме. Много рибосом могут образовать полисому (полирибосому), в кото­рой они нанизаны на единую нить матрич­ной РНК

Митохондрии-митохондрия окруже­на оболочкой из двух мембран, внутренняя мембрана образует складки (кристы). Со­держит матрикс, в ко­тором находятся не­большое количество рибосом, одна кольце­вая молекула ДНК и фосфатные гранулы. При аэробном дыхании в кристах происходит окислительное фосфорилирование и перенос электронов, а в матриксе работают ферменты, участвующие в цикле Кребса и в окислении жирных кислот

Аппарат Гольджи-стопка уплощенных мембранных мешочков - цистерн. На одном конце стопки мешочка непрерывно образуются, а с другого - отшнуровываются в виде пузырь­ков. Стопки могут существовать в виде дискретных диктиосом, как в растительных клетках, или образовывать пространственную сеть, как во многих животных клетках Многие клеточные ма­териалы, например ферменты из ЭР, пре­терпевают модифика­цию в цистернах и транспортируются в пузырьках. Аппарат Гольджи участвует в процессе секреции, и в нем образуются лизо­сомы

Лизосомы-простой сферический мембранный мешочек (мембрана одинарная), заполненный пищеварительными (гидролитическими) ферментами. Содержимое кажется гомогенным Выполняют много функций, всегда связанных с распадом каких-либо структур или молекул

Микротельца-органелла не совсем правильной сферичес­кой формы, окружен­ная одинарной мембра­ной. Содержимое имеет зернистую структуру, но иногда в нем по­падается кристаллоид, или скопление нитей Все микротельца содержат каталазу - фермент, катализирую­щий расщепление пероксида водорода. Все они связаны с окислительными реакциями

Клеточный центр(центросома) — органелла не мембранного строения. Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу и окруженных цитоплазмой (центросферой). Каждая центриоль имеет цилиндрическую форму, стенки ее образованы девятью триплетами трубочек, а в середи­не находится однородное вещество. В клетке центросома располагается вблизи ядра. Во время деления клеток (в профазе) она делится на две части: одна центриоль отходит к одному полюсу клетки, вторая — к другому, определяя таким образом положе­ние полюсов. Затем от центриолей отходят нити веретена деле­ния и прикрепляются к центромерам хромосом. В анафазе эти нити притягивают хромосомы к полюсам клетки. После оконча­ния деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваива­ются и образуют клеточный центр.

Хлоропласт (пластиды)-фотосинтез, двухмембранная, присуще растениям. Имеют собственную ДНК.