10.9. Регуляція біосинтезу білка

У клітинах живих організмів синтезується велика кількість білків. Цей процес регулюється точно запрограмованим механізмом, тому в кожній клітині утвориться саме та кількість білка, яка дозволяє їй здійснювати метаболічні процеси з максимальною ефективністю.

Регуляторні механізми забезпечують ощадливе використання амінокислот для синтезу білків, у тому числі і ферментів. Завдяки цьому в будь-якій клітині знаходиться відповідний набір ферментів, що сприяє нормальному протіканню основних клітинних процесів.

Регуляція біосинтезу білка може здійснюватися на різних рівнях. Виходячи з матричної гіпотези біосинтезу білка Ф. Жакоб і Ж. Моно (1961) уперше запропонували схему його регуляції. На основі концепції "ген - М-РНК - поліпептидний ланцюг" вчені поєднали "головний пункт" регуляції біосинтезу білка з ДНК, яка входить до складу генетичного апарата клітини. На думку Ф. Жакоба і Ж. Моно, у генетичному апараті клітини знаходяться асоціації структурних генів, так званих оперонів, кожний з яких відповідальний за взаємозалежний синтез ряду специфічних білків. Діяльність оперону як постачальника М-РНК знаходиться під контролем гена-оператора, що або "включає", або "виключає" запуск утворення М-РНК. У той же час функція оператора знаходиться під контролем просторово ізольованого від нього гена - регулятора, що продукує М-РНК, необхідну для синтезу особливого білку - репресору.

Приєднання репресору до оператора блокує функцію останнього. У результаті ген-оператор паралізується і гальмує включення структурних генів. Синтез М-РНК припиняється.

У тих випадках, коли до репресору приєднується активатор, репресор не може з'єднатися з геном-оператором. Останній залишається вільним і включає структурні гени в синтез М-РНК.

Регуляція біосинтезу білка здійснюється також на етапі трансляції синтезу поліпептидного ланцюга і формування її вторинної і третинної структур.

Контрольні питання і завдання:

1. Як відбувається розщеплення білків у шлунково-кишковому тракті ?

2. Охарактеризуйте ферменти, що беруть участь у переварюванні білків.

3. Які отруйні речовини утворюються в товстій кишці ?

4. Як відбувається знешкодження отруйних речовин у печінці ?

5. Яким перетворенням піддаються амінокислоти в тканинах ?

6. Розповісти, як і де утворюються біологічно активні аміни.

7. Назвіть кінцеві продукти білкового обміну, що містяться в тканинах.

8. Як відбувається знешкодження аміаку?

9. Як відбувається обмін нуклеїнових кислот в організмі ?

10. Які порушення пуринового обміну бувають в організмі людини ?

11. Напишіть, як утворюється сечова кислота.

12. У яких харчових продуктах містяться нуклеїнові кислоти ?

13. Перелічите, які умови необхідні для біосинтезу білка.

14. Назвіть етапи біосинтезу білка.

15. Як здійснюється регуляція синтезу білка ?

Тести для контролю знань і самопідготовки

1. Що таке азотистий баланс?

	а) коли кількість виведеного азоту перевищує кількість, що надходить
	б) коли надходження азоту компенсує його витрати
	в) коли кількість виведеного азоту менше того, що надходить
	г) коли відсутні як надходження азоту, так і і його виведення

2. Що таке негативний азотистий баланс?

	а) коли кількість виведеного азоту перевищує кількість, що надходить
	б) коли надходження азоту компенсує його витрати
	в) коли кількість виведеного азоту менше того, що надходить
	г) коли відсутні як надходження азоту, так і і його виведення

3. Дайте визначення позитивного азотистого балансу.

	а) коли кількість виведеного азоту перевищує кількість, що надходить
	б) коли надходження азоту компенсує його витрати
	в) коли кількість виведеного азоту менше того, що надходить
	г) коли відсутні як надходження азоту, так і і його виведення

4. Яким шляхом гістамін утворюється із Гіс?

	а) дезамінірованням
	б) декарбоксилiрованням
	в) переамінуванням
	г) окисленням

5. В якому відділі шлунково-кишкового тракту починається переварювання білків?

	а) в ротовій порожнині
	б) в стравоході
	в) в шлунку
	г) в дванадцятипалій кишці

6. Яка оптимальна концентрація водневих іонів для пепсину?

	а) 1,5-2,5
	б) 3,5-4,5
	в) 7,0
	г) 8,5-9,0

7. Яка оптимальна концентрація водневих іонів для гастриксину?

	а) 1,5-2,5
	б) 3,5-4,5
	в) 7,0
	г) 8,5-9,0

8. Яка оптимальна концентрація водневих іонів для хімотрипсину?

	а) 1,5-2,5
	б) 3,5-4,0
	в) 7,0
	г) 8,5-9,0

9. Яку реакцію каталізує пепсин?

	а) гідроліз подвійних звязків
	б) розщеплення пептидних зв’язків у молекулі білка
	в) відщеплення ОН-груп
	г) гідроліз 1,4-глікозидних зв’язків у вуглеводах

10. Під дією якого ферменту відбувається перетворення трипсиногену на трипсин?

	а) карбоксипептидаза
	б) пероксидаза
	в) амілаза
	г) ентерокіназа

11. Який рН-оптимум для трипсину?

	а) 1,5-2,5
	б) 3,5-4,5
	в) 7,0-8,0
	г) 8,5-9,0

12. Під дією якого ферменту відбувається активація хімотрипсиногену?

	а) ентерокіназа
	б) трипсин
	в) амілаза
	г) ліпаза

13. Який біологічний амін утворюється з орнітину при гнитті білків?

	а) кадаверин
	б) путресцин
	в) глікозамін
	г) глікозамінглікан

14. Які отруйні речовини утворюються із тирозину?

	а) крезол і фенол
	б) скатол
	в) індол
	г) пірокатехін

15. Які отруйні речовини утворюються із триптофану?

	а) крезол і фенол
	б) скатол
	в) індол
	г) пірокатехін

16. Які сполуки утворюються при глибокому руйнуванні сірковмісних амінокислот – цисті ну, цистеїну і метіоніну?

	а) скатол
	б) меркаптан
	в) індол
	г) фенол

17. Яка частина амінокислот, що утворюються в кишечнику з білків, надходить в лімфу?

    	а) 5 %
    	б) 30 %
    	в) 75 %
    	г) 95 %

18. Яка частина амінокислот, що утворюються в кишечнику з білків, надходить в кров?

	а) 5 %
	б) 30 %
	в) 75 %
	г) 95 %

19. Які ферменти каналізують розщеплення тканинних білків?

	а) ентерокінази
	б) катепсини
	в) протеази
	г) декарбоксилази