Уровни упаковки генетического материала:

1. Нуклеосомный. Нуклеосома состоит из октамера гистонов (содержит 8 молекул гистонов — по два каждого класса, кроме Н1), вокруг этого ядра молекула ДНК делает 1,5–2 оборота.

2. Соленоидный — обеспечивается гистоном Н1.

3. Петлевой — в образовании петель принимают участие негистоновые белки.

4. Уровень метафазной хромосомы — высший уровень спирализации хроматина.

Модификации гистонов (фосфорилирование, ацетилирование) приводят к уменьшению их заряда, в результате чего гистоны легче отсоединяются от ДНК, и она становится доступна ферментам репликации и транскрипции.

Третичная структура — у тРНК формируется самостоятельно и похожа на объемную букву L; у рРНК и иРНК образуется в связи с белками (рРНК+белок = рибосома, иРНК+белок = информосома).

№5

В настоящее время в основе большинства методов ДНК-диагностики лежит полимеразная цепная реакция (ПЦР). Она позволяет быстро получить большое количество копий молекул ДНК (или их фрагментов), достаточное для их даль-нейшего анализа.

Этапы проведения:

• нагревание до 90С (денатура-ция ДНК);

• добавление праймера и охлаж-дение до 55С (присоединение или «от-жиг» праймера);

• добавление нуклеотидов (суб-стратов для синтеза) и ДНК-полимеразы, которая проводит удвоение ДНК; затем цикл повторяется.

Метод широко используется для диагностики инфекционных заболеваний (туберкулез, хламидиоз, цитомегаловирусная инфекция, СПИД и др.). ПЦР позволяет обнаружить возбудителя в биологическом материале даже тогда, когда другие методы оказываются неэффективны. Второе направление использования метода ПЦР — генетическое тестирование (обнаружение мутаций в генах и диагностика наследственной патологии).

№6

Да, нет, нет

Задание:

1. У детей незаменимыми являются заменимые у взрослых ак: гис и арг. Аргинин:

(ответ писать до образования аргинина)

Роль арг: 1) участвует в синтезе креатина в почках 2) в составе белков аргинин как полярная положительно заряженная аминокислота участвует в образовании ионных связей и в формировании гидратной оболочки белков 3) участник орнитинового цикла мочеобразования

Белки, особенно богатые аргинином: прогамины и гистоны.

2. Возможные пути использования безазотистых остатков АК - кетокислот в кл:

1) источник энергии (a-кетоглутаровая к-та, ЩУК ® ЦТК)

2) синтез новых АК

3) образование кетогенных тел

4) обезвреживание аммиака (глутаматдегидрогеназная реакция)

Кетокислоты обеспечивают интеграцию метаболизма АК, углеводов и липидов.

Аминокислоты, которые превращаются в пируват и промежуточные продукты ЦТК (α-КГ, сукцинил-КоА, фумарат) и образуют в конечном итоге оксалоацетат, могут использоваться в процессе глюконеогенеза. Такие аминокислоты относят к группе гликогенных аминокислот.

3 .

4.Синтез пуриновых нуклеотидов путем: а) повторного использования готовых азотистых оснований (характерно для размножающихся тканей) б) de novo из низкомолекулярных предшественников (источники N – аспартат, глицин, глутамин, источники С – СО2, глицин, двухуглеродные фрагменты метенил-ТГФК и формил-ТГФК). Синтез пиримидиновых нуклеотидов. Сначала образуется циклическая структура пиримидинового азотистого основания, и только затем присоединяется рибозо-5-фосфат. Источники атомов – СО2, аспартат, глутамин.

Дефицит фолиевой кислоты (витамина В9) может привести к нарушению синтеза пуринов и пиримидинов ® нарушение синтеза НК, процессов репарации.

5.Метод Сэнджера использует дидезоксинуклеотиды для всех четырех нуклеотидов. Есть четыре набора реагентов, каждый из которых содержит все четыре нуклеотида в нормальной дезокси-форме и один из нуклеотидов в дидезокси-форме. Копии одной и той же одноцепочечной ДНК инкубируют в каждом наборе. В каждом из четырех наборов синтез ДНК останавливается по всем соотвествующим сайтам фрагмента ДНК. Электрофорез проводится во всех четырех наборах раздельно. Поскольку длина пути передвижения в геле при электрофорезе зависит от размера молекулы, фрагменты ДНК будут распределяться линейно в соответствии со своим размером. Если взять, например, набор с ддАТФ, то мы увидим, что в образце будут присутствовать фрагменты ДНК, укороченные по каждой из позиций, где в синтезируемой цепи находился аденозин. Некоторые фрагменты, в цепи которых аденозин появляется рано, будут короткими. Другие (аденозин появляется позже в последовательности ДНК) — длиннее. Вы можете определить локализацию аденозина по длине этих фрагментов. Затем можно сравнить данные, полученные после электрофореза в каждом наборе. Так вы определите локализацию каждого нуклеотида в исследуемой последовательности ДНК.

6.

Задание: 1. Для доставки аммиака в периферических тканях образуются транспортные формы аммиака.

Это глутамин и аспарагин.

Глутамин и аспарагин выделяются с мочой в небольшом количестве. Было высказано предположение, что они выполняют скорее транспортную функцию переноса аммиака в нетоксичной форме. Ниже приводится химическая реакция синтеза глутамина, катализируемого глутаминсинтетазой.

Часть аммиака легко связывается с α-кетоглутаровой кислотой благодаря обратимости глутаматдегидрогеназной реакции. Если учесть связывание одной молекулы аммиака при синтезе глутамина, то нетрудно видеть, что в организме имеется хорошо функционирующая система, связывающая две молекулы аммиака:

Глутамин, кроме того, используется почками в качестве резервного источника аммиака (образуется из глутамина под действием глутаминазы), необходимого для нейтрализации кислых продуктов обмена при ацидозе и защищающего тем самым организм от потери с мочой используемых для этих целей ионов Na+.

2. Возможные пути использования безазотистых остатков АК - кетокислот в кл:

1) источник энергии (a-кетоглутаровая к-та, ЩУК ® ЦТК)

2) синтез новых АК

3) образование кетогенных тел

4) обезвреживание аммиака (глутаматдегидрогеназная реакция)

Кетокислоты обеспечивают интеграцию метаболизма АК, углеводов и липидов

3. Аллергические реакции нередко сопровождаются падением АД, т.к. гистамин, выделяемый тучными кл, является вазодилятатором.

Пути синтеза серотонина (катализируется декарбоксилазой ароматических АК)

Роль гистамина: 1) участник аллергических реакций 2) сильный вазодилятатор 3) расширяет капилляры и увеличивает сосудистую проницаемость 4) понижает артериальное давление 5) повышает тонус (спазм) гладких мышц (бронхи) 6) усиливает секрецию желудочного сока

Роль серотонина: 1) сужает сосуды 2) регулирует свертывание крови 3) обладает антиаллергическим действием.

Образование гистамина из гистидина катализируется гистидиндекарбоксилазой.

4. Репарация – внутриклеточный процесс восстановления поврежденной из-за неблагоприятных воздействий структуры ДНК. Различают: а) дорепликативную б) репликативную в) пострепликативную репарации. Прямая репарация – химическая реакция, направленная на восстановление структуры поврежденного нуклеотида, эксцизионная репарация – вырезание поврежденного фрагмента с участием ряда ферментов:

1) эндонуклеазы – узнает поврежденный участок и разрывает рядом с ним нить ДНК

2) экзонуклеазы – вырезает поврежденный участок

3) ДНК-полимеразы – комплементарно достраивает фрагмент ДНК на месте разрушенного

4) лигаза – сшивает концы ресинтезированного участка с основной нитью ДНК.

Роль репарации: обеспечение постоянства генетического материала.

5. Метод Сэнджера использует дидезоксинуклеотиды для всех четырех нуклеотидов. Есть четыре набора реагентов, каждый из которых содержит все четыре нуклеотида в нормальной дезокси-форме и один из нуклеотидов в дидезокси-форме. Копии одной и той же одноцепочечной ДНК инкубируют в каждом наборе. В каждом из четырех наборов синтез ДНК останавливается по всем соотвествующим сайтам фрагмента ДНК. Электрофорез проводится во всех четырех наборах раздельно. Поскольку длина пути передвижения в геле при электрофорезе зависит от размера молекулы, фрагменты ДНК будут распределяться линейно в соответствии со своим размером. Если взять, например, набор с ддАТФ, то мы увидим, что в образце будут присутствовать фрагменты ДНК, укороченные по каждой из позиций, где в синтезируемой цепи находился аденозин. Некоторые фрагменты, в цепи которых аденозин появляется рано, будут короткими. Другие (аденозин появляется позже в последовательности ДНК) — длиннее. Вы можете определить локализацию аденозина по длине этих фрагментов. Затем можно сравнить данные, полученные после электрофореза в каждом наборе. Так вы определите локализацию каждого нуклеотида в исследуемой последовательности ДНК

6.

Задание:

1. Другие органы, кроме почек и печени также могут обезвреживать аммиак

Пути обезвреживания аммиака в организме и в клетке:

а) временное связывание – в тканях, интенсивно продуцирующих аммиак – в нервной и мышечной:

1) связывание NH3 с глутаминовой, реже аспарагиновой кислотами с образованием глн и асн

2) аминирование остатков глу и асп в составе белков

3) восстановительное аминирование a-кетоглутарата в глутамат, который в реакции трансаминирования с ПВК образует ала – резервный и транспортный источник аммиака.

б) общее (конечное) обезвреживание

1) выведение в виде солей аммония

2) синтез мочевины

2. Эндопептидазы – расщепляют пептидные связи внутри целой молекулы белка. Работают при оптимальных рН и концентрации электролитов. Синтезируются в виде неактивных проферментов, затем активируются путем ограниченного протеолиза. Каждая эндопептидаза специфична по отношению к определенным пептидным связям, продукт действия одного фермента может быть субстратом для другого.

Основные эндопептидазы желудка и поджелудочной железы:

1)пепсин – гидролиз пептидных связей, образованных карбоксильными группами ароматических и больших алифатических АК с образованием больших пептидных фрагментов.

2) трипсин – гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами основных АК – лиз и арг.

3) химотрипсин – гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических АК (фен, тир, три)

4)эластаза – гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами маленьких алифатических АК (гли, ала, сер)

3. Диагностическое значение определения активности аминотрансфераз в сыворотке крови:

а) увеличенный уровень может свидетельствовать о: инфаркте миокарда, гепатите, алкогольном повреждении печени, раке печени, мышечной дистрофии печени.

б) сниженный уровень – о пищевой недостаточности пиридоксина, при беременности, состоянии после гемодиализа.

Например, при инфаркте миокарда активность АсАТ в крови резко возрастает (в 5—10 раз по сравнению с нормой) через 4—6 ч после начала заболевания, а затем постепенно снижается, достигая нормы примерно через 5 дней. Повторное повышение активности АсАТ в крови говорит о продолжающемся процессе некротического распада ткани миокарда.

В клетках сердечной мышцы (миокарда) содержится гораздо больше АсТ, чем АлТ, а в клетках печени - наоборот: АлТ намного больше, чем АсТ. Поэтому ПРИ ИНФАРКТЕ МИОКАРДА АКТИВНОСТЬ АСТ в крови БУДЕТ ЗНАЧИТЕЛЬНО ВЫШЕ, ЧЕМ АЛТ, А ПРИ ВИРУСНОМ ГЕПАТИТЕ АКТИВНОСТЬ АЛТ БУДЕТ ВЫШЕ, ЧЕМ АСТ.

4. Синтез пуриновых нуклеотидов путем: а) повторного использования готовых азотистых оснований (характерно для размножающихся тканей) б) de novo из низкомолекулярных предшественников (источники N – аспартат, глицин, глутамин, источники С – СО2, глицин, двухуглеродные фрагменты метенил-ТГФК и формил-ТГФК).

ФРПФ + глутамин -------> глутамат + ФФ + фосфорибозиламин (катализируется ключевым ферментом фосфорибозиламидотрансферазой)

Основные промежуточные продукты: фосфорибозиламин, инозинмонофосфат, аденилоянтарная, ксантиловая кислоты.

5. Расшифровав нуклеотидную последовательность гена, можно установить последовательность АК в кодируемом белке, однако следует помнить что ген содержит некодирующие последовательности – интроны и спейсеры, которые удаляются в ходе процессинга и сплайсинга и не отражаются в структуре конечного белка. Поэтому, чтобы достоверно установить последовательность АК в белке, можно методами генетической инженерии синтезировать белок, а затем подвергнуть его биохимическому анализу (электрофорезу).

Задание:

1. Глутаматдегидрогеназа – играет ключевую роль в обмене АК:

Глутамат-ДГ - никотинамидная, отнимаемые протоны и электроны не передаются сразу на кислород, а транспортируются по полной цепи МтО с образованием воды и параллельным образованием трех молекул АТФ. Регуляторным ферментом - ингибируется избытком АТФ, и активируется избытком АДФ.

2. Оценка кислотообразующей функций желудка имеет большое значение при диагностике язвенной болезни, гастрита, злокачественных новообразований и др.

Общую кислотность желудочного сока в основном определяют:

а) свободная НCl – это НСl, которая выделяется обкладочными клетками в чистом виде (20-40 ммоль/л)

б) связанная с белками НCl

в) кислые фосфаты

г) органические кислоты.

Содержание в норме 40-60 ммоль/л у взрослых, 2,8 ммоль/л у детей.

Принцип определение: титрование желудочного сока с помощью р-ра NaOH в присутствии фенолфталеина и последующий расчет общей кислотности.

3. . Пути обезвреживания аммиака в организме и в клетке:

а) временное связывание – в тканях, интенсивно продуцирующих аммиак – в нервной и мышечной:

1) связывание NH3 с глутаминовой, реже аспарагиновой кислотами с образованием глн и асн

2) аминирование остатков глу и асп в составе белков

3) восстановительное аминирование a-кетоглутарата в глутамат, который в реакции трансаминирования с ПВК образует ала – резервный и транспортный источник аммиака.

б) общее (конечное) обезвреживание

1) выведение в виде солей аммония

2) синтез мочевины

4. . Нуклеотиды – мономеры нуклеиновых кислот – состоят из:

1) азотистого основания (у всех нуклеиновых кислот)

2) пентозы (рибозы у РНК или дезоксирибозы у ДНК)

3) остатка фосфорной кислоты

Азотистое основание + пентоза = нуклеозид.

Свойства нуклеотидов: 1) отрицательно заряжены (за счет фосфатных групп) 2) циклические соединения 3) гидрофобны 4) поглощают свет при 260 нм (УФ область).

Функции нуклеотидов:

1) структурная – мономеры нуклеиновых кислот, входят в состав коферментов

2) энергетическая (АТФ - это универсальный аккумулятор энергии, энергия УТФ используется для синтеза гликогена, ЦТФ - для синтеза липидов, ГТФ - для движения рибосом в ходе трансляции (биосинтез белка) и передачи гормонального сигнала (G-белок)

3) регуляторная - аллостерические эффекторы многих ключевых ферментов, цАМФ и цГМФ являются посредниками в передаче гормонального сигнала при действии многих гормонов на клетку и активаторами протеинкиназы

5. Метод Сэнджера использует дидезоксинуклеотиды для всех четырех нуклеотидов. Есть четыре набора реагентов, каждый из которых содержит все четыре нуклеотида в нормальной дезокси-форме и один из нуклеотидов в дидезокси-форме. Копии одной и той же одноцепочечной ДНК инкубируют в каждом наборе. В каждом из четырех наборов синтез ДНК останавливается по всем соотвествующим сайтам фрагмента ДНК. Электрофорез проводится во всех четырех наборах раздельно. Поскольку длина пути передвижения в геле при электрофорезе зависит от размера молекулы, фрагменты ДНК будут распределяться линейно в соответствии со своим размером. Если взять, например, набор с ддАТФ, то мы увидим, что в образце будут присутствовать фрагменты ДНК, укороченные по каждой из позиций, где в синтезируемой цепи находился аденозин. Некоторые фрагменты, в цепи которых аденозин появляется рано, будут короткими. Другие (аденозин появляется позже в последовательности ДНК) — длиннее. Вы можете определить локализацию аденозина по длине этих фрагментов. Затем можно сравнить данные, полученные после электрофореза в каждом наборе. Так вы определите локализацию каждого нуклеотида в исследуемой последовательности ДНК