БИЛЕТ 1.

Предмет и задачи биологической химии. Биохимия как молекулярный уровень изучения структурной организации, анаболизма и катаболизма живой материи. Значение биохимии в подготовке врача.

Биологическая химия— это наука, изучающая химический состав живых организмов, превращения веществ и энергии, лежащей в основе их жизнедеятельности. Живые организмы обладают необычными свойствами, отсутствующими в скоплении неживых молекул. К ним относятся следующие свойства:1 Сложность и высокая степень организованности. .2 Любая составная часть организма имеет специальное назначение и выполняется строго определенную функцию.3Способность извлекать, преобразовывать и использовать энергию окружающей их среды – либо в форме органических питательных веществ, либо в виде энергии солнечного излучения.Сопряженность и взаимосвязь отдельных реакций, происходящих при ассимиляции и диссимиляции питательных веществ в организме, проявляется также в сопряженности превращений энергии, происходящих в течение всей жизни организма.4 Способность к точному самовоспроизведению.Цель биохимии состоит в том, чтобы понять, каким образом взаимодействия биомолекул друг с другом порождают описанные выше особенности живого состояния.Биохимию разделяют на:1 Статическую, изучающую химический состав живой материи;2 Динамическую, изучающую процессы обмена веществ в организме; 3 Функциональную, изучающую процессы, лежащие в основе определенных проявлений жизнедеятельности.Биологическая химия изучает молекулярные процессы, лежащие в основе развития и функционирования организмов. Биохимия использует методы «молекулярных» наук — химии, физической химии, молекулярной физики, и в этом отношении биохимия сама является молекулярной наукой.Однако главные конечные задачи биохимии лежат в области биологии: она изучает закономерности биологической, а не химической формы движения материи. Место биохимии как молекулярного уровня биологических исследований. Самый первый уровень — молекулярный — уникален в том отношении, что он является составной частью систем всех других уровней биологии.Значение биохимических исследований.:1. постановке диагноза заболевания;2. выборе метода лечения;3.контроле за правильностью назначенного ле¬чения;4.результаты биохимических анализов служат одним из критериев излеченности патологическо¬го процесса;5.скрининге ;6.мониторинге (контроле за течением заболе¬вания и результатом лечения);7. прогнозе (информации о возможном исходе заболевания).ДЛЯ ВРАЧА:1. строения и функций биомолекул, вхо¬дящих в состав тканей организма.2. механизмов:• поступления пластичес¬ких и биологически активных веществ во внутрен¬нюю среду организма;• превращения поступив¬ших мономеров в биополимеры, специфичные для данного организма;• высвобождения, накоп¬ления и использования энергии в клетке;• образования и выведе¬ния конечных продуктов распада веществ в орга¬низме;• воспроизведения и пе¬редачи наследственных признаков организма;• регуляции всех перечисленных процессов.

2.Кетоновые тела, биосинтез и использование в качестве источников энергии. Причины развития кетонемии и кетонурии при голодании и сахарном диабете.При голодании в результате действия глюкагона активируются липолиз в жировой ткани и (3-окисление в печени. Количество оксалоацетата в митохондриях уменьшается, так как он, восстановившись до малата, выходит в цитозоль, где опять превращается в Оксалоацетат и используется в глюконеогенезе. В результате скорость реакций ЦТК снижается и, соответственно, замедляется окисление ацетил-КоА. Концентрация ацетил-КоА в митохондриях увеличивается, и активируется синтез кетоновых тел. Синтез кетоновых тел увеличивается также при сахарном диабете.К кетоновым телам относят β-гидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Первые две молекулы могут окисляться в тканях, обеспечивая синтез АТФ. Ацетон образуется только при высоких концентрациях кетоновых тел в крови и, выделяясь с мочой, выдыхаемым воздухом и потом, позволяет организму избавляться от избытка кетоновых тел.Синтез кетоновых тел в печени. При низком соотношении инсулин/глюкагон в крови в жировой ткани активируется распад жиров. Жирные кислоты поступают в печень в большем количестве, чем в норме, поэтому увеличивается скорость β-окисления. Скорость реакций ЦТК в этих условиях снижена, так как оксалоацетат используется для глюконеогенеза. В результате скорость образования ацетил-КоА превышает способность ЦТК окислять его. Ацетил-КоА накапливается в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел.

3. Иммуноглобулины, классы иммуноглобулинов, особенности доменного строения и функционирования. Семейство иммуноглобулинов

Иммуноглобулины, или антитела, - специфические белки, вырабатываемые В-лимфоцитами в ответ на попадание в организм чужеродных структур, называемых

Классы иммуноглобулинов. Существует 5 классов тяжёлых цепей иммуноглобулинов, отличающихся по строению константных доменов: α, δ, ξ, γ и μ. В соответствии с ними различают 5 классов иммуноглобулинов: A, D, Е, G и М. Иммуноглобулины М - первый класс антител, синтезирующийся в развивающихся В-лимфоцитах. Различают 2 формы иммуноглобулинов М: мономерная, мембранно-связанная форма и пентамерная, секретируемая В-лимфоцитами в кровь.

Иммуноглобулины GИммуноглобулины АИммуноглобулины ЕИммуноглобулины D.

БИЛЕТ 2.

Генетический код и его свойства. Генетический (биологический) код – это способ кодирования информации о строении белков в виде нуклеотидной последовательности. Он предназначен для перевода четырехзначного языка нуклеотидов (А, Г, У, Ц) в двадцатизначный язык аминокислот. Он обладает характерными особенностями:Триплетность –.Специфичность Вырожденность Универсальность Колинеарность Неперекрываемость Однонаправленность

Основные компоненты белоксинтезирующей системы

Аминокислоты

мРНК. Содержит информацию о структуре синтезируемого белка и используется в качестве матрицы.

тРНК. У человека около 50 различных тРНК обеспечивают включение аминокислот в белок

Аминоацил-тРНК синтетазы (аминоацил-тРНК лигазы)

Они осуществляют активацию аминокислот в 2 стадии: на первой стадии аминокислота присоединяется к ферменту и реагирует с АТФ с образованием богатого энергией промежуточного соединения - аминоацил-АМФ. На второй стадии аминоацильный остаток аминоациладенилата, оставаясь связанным с ферментом, взаимодействует с молекулой соответствующей тРНК с образованием аминоацил-тРНК.

Рибосомы

Рибосомы -идёт сборка аминокислот в белки.

В рибосоме есть 2 центра для присоединения молекул тРНК: аминоацильный (А) и пептидильный (Р) центры, У эукариотов различают рибосомы 2 типов: "свободные", обнаруживаемые в цитоплазме клеток, и связанные с эндоплазматическим ретикулумом (ЭР).

.АТФ и ГТФ как источники энергии

2. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины: гистамин, серотонин, ГАМК, путресцин. Декарбоксилирование-отщеплению ос-карбоксильной группы. В тканях млекопитающих декарбоксилированию может подвергаться целый ряд аминокислот Продуктами реакции являются СО₂ и амины, которые оказывают выраженное биологическое действие на организм (биогенные амины)Реакции декарбоксилирования необратимы и катализируются ферментами декарбоксилазами. Простетическая группа декарбоксилаз в клетках животных - пиридоксальфосфат.Амины часто являются биологически активными веществами

1. Синтез и биологическая роль серотонинаСеротонин - нейромедиатор проводящих путей. Образуется в надпочечниках и ЦНС из аминокислоты 5-гидрокситриптофана в результате действия декарбоксилазы ароматических аминокислот5-Гидрокситриптофан синтезируется из триптофана под действием фенилаланингидроксилазы с коферментом Серотонин может превращаться в гормон мелатонин, регулирующий суточные и сезонные изменения метаболизма организма и участвующий в регуляции репродуктивной функции.Синтез и биологическая роль γ-аминомасляной кислотыВ нервных клетк декарбоксилирование глутамата (отщепление α-карбоксильной группы) приводит к образованию γ-аминомасляной кислоты (ГАМК), которая служит основным тормозным медиатором высших отделов мозга .Цикл превращений ГАМК в мозге включает три сопряжённые реакции, получившие название ГАМК-шунта. Первую катализирует глутаматдекарбоксилаза, Продукт реакции - ГАМК. Последующие 2 реакции можно считать реакциями катаболизма ГАМК. ГАМК-аминотрансфераза, также пиридоксальзависимая, образует янтарный полуальдегид, который затем подвергается дегидрированию и превращается в янтарную кислоту. Синтез и биологическая роль гистаминаГистамин образуется путем декарбоксилирования гистидина в тучных клетках соединительной ткани .Гистамин выполняет в организме человека следующие функции:стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (т.е. играет роль пищеварительного гормона);повышает проницаемость капилляров, вызывает отёки, снижает АД сокращает гладкую мускулатуру лёгких, вызывает удушье;Окислительное дезаминирование глутамата -обратимая реакция и при повышении концентрации аммиака в клетке может протекать в обратном направлении, как восстановительное шинирование α-кетоглутарата.Непрямое дезаминирование.Непрямое дезаминирование аминокислот происходит при участии 2 ферментов: аминотрансферазы (кофермент ПФ) и глутаматдегидрогеназы (кофермент NAD⁺).Биологическая роль непрямого дезаминирования. что приводит к синтезу новой аминокислоты.Неокислительное дезаминирование серина катализирует сериндегидратаза Реакция начинается с отщепления молекулы воды и образования метиленовой группы, затем происходит неферментативная перестройка молекулы, в результате которой образуется иминогруппа, слабо связанная с а-углеродным атомом. Далее в результате неферментативного гидролиза отщепляется молекула аммиака и образуется пируват.

3. Изоферменты: происхождение, биологическое значение, примеры. Ферменты, катализирующие одну и ту же химическую реакцию, но отличающиеся по первичной структуре белка, называют По своей структуре изоферменты в основном являются олигомерными белками. Причём та или иная ткань преимущественно синтезирует определённые виды протомеров. В результате определённой комбинации этих протомеров формируются ферменты с различной структурой - изомерные формы. Обнаружение определённых изоферментных форм ферментов позволяет использовать их для диагностики заболеваний.Изоформы лактатдегидрогеназы. Фермент лак-татдегидрогеназа (ЛДГ) катализирует обратимую реакцию окисления лактата (молочной кислоты) до пирувата (пировиноградной кислоты).

БИЛЕТ 3.

Образование активных форм кислорода (синглетный кислород, пероксид водорода, гидроксильный радикал, пероксинитрил). Место образования, схемы реакций. Физиологическая роль АФК.

процессе обменных реакций с участием кислорода в клетках организма неизбежно образуются гораздо более активные, более сильные и агрессивные окислители, чем сам кислород, - так называемые активные формы кислорода Физиологическая роль активных форм кислорода:принимают участие в клеточной системе иммунитета, обеспечивая функцию всех фагоцитов в борьбе с инфекцией ,Регуляция синтеза простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов.Окислительное разрушение ксенобиотиков (чужеродных для организма экзогенных веществ), деструкция собственных поврежденных или аномальных клеток.Регуляция роста, пролиферации и дифференцировки клеток.Участие в обновлении и модификации клеточных мембран.АКТИВНЫЕ ФОРМЫ КИСЛОРОДА (АФК)О2° - супероксидный анион радикалНО2° – гидропероксидный радикалНО° – гидроксил-радикалН2О2 – пероксид водородаНОСl – гипохлорная кислотаН2О2 + Fe2+ → НО° + ОН° + Fe3+ (реакция Фентон)Н2О2 + О2° → НО° + ОН° + О2 (реакция Хабера-Вайса)НОСl + О2° → НО° + СIО2В свою очередь, О2° способен превращаться в НО2° и Н2О2 согласно реакциям:О2° + Н+ → НО2°,НО2° + НО2° → Н2О2 + О2Кроме того, к АФК относят окись азота (NO°), образующую с О2° пероксинитрит:NO° + О2° → ONOO° => ONOOH > НО° + NO2°

Образование активных форм кислорода может происходить:в процессе переноса электронов в митохондриальной дыхательной цепи;в реакциях, которые катализируются оксидазами (образуется перекись водорода), в том числе в свободнорадикальных процессах, совершающихся в фагоцитах;в реакциях микросомального окисления при обезвреживании веществ с участием цитохрома Р-450;в реакциях самопроизвольного (неферментативного) окисления веществ (гемоглобина, ферредоксинов, адреналина и др.);

Поступление в кровь АФК и продуктов ПОЛ способствует выработке и высвобождению провоспалительных цитокинов, медиаторов воспаления

2. Биосинтез жирных кислот. Основные стадии процесса. Регуляция обмена жирных кислот.

Синтез жиров в жировой ткани и печениСинтез жиров происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани. Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат. Метаболический путь синтеза жиров в печени и жировой ткани одинаков, за исключением разных путей образования глицерол-3-фосфата.

Образование глицерол-3-фосфата

Синтез жиров в печени и жировой ткани идёт через образование промежуточного продукта - фосфатидной кислоты .Предшественник фосфатидной кислоты - глицерол-3-фосфат, образующийся в печени двумя путями:восстановлением дигидроксиацетонфосфата - промежуточного метаболита гликолиза;фосфорилированием глицеролкиназой свободного глицерола, поступающего в печень из крови (продукт действия ЛП-липазы на жиры ХМ и ЛПОНП).

Синтез жиров в жировой ткани

В жировой ткани для синтеза жиров используются в основном жирные кислоты, освободившиеся при гидролизе жиров ХМ и ЛПОНП (рис. 8-22). Жирные кислоты поступают в адипоциты, превращаются в производные КоА и взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом, образуя сначала лизофосфатидную кислоту, а затем фосфатидную. Фосфатидная кислота после дефосфорилирования превращается в диацилглицерол, который ацилируется с образованием триацилглицерола.

Синтез ТАГ в печени. Образование ЛПОНП в печени и транспорт жиров в другие ткани

Печень - основной орган, где идёт синтез жирных кислот из продуктов гликолиза. В гладком ЭР гепатоцитов жирные кислоты активируются и сразу же используются для синтеза жиров, взаимодействуя с глицерол-3-фосфатом. Как и в жировой ткани, синтез жиров идёт через образование фосфатидной кислоты. Синтезированные в печени жиры упаковываются в ЛПОНП и сек-ретируются в кровь.

3. Энзимопатии наследственные (фенилкетонурия) и приобретенные (недостаточность ферментов при заболеваниях органов ЖКТ). Применение ферментов для лечения болезней (энзимотерапия).

ЭНЗИМОПАТИИ (- общее название болезней, развивающихся вследствие отсутствия или снижения активности тех или иных ферментов

Наследственные эОсобенностью течения наследственных Э. является наличие скрытого периода, когда болезнь не имеет выраженных клин. симптомов, но может быть заподозрена или установлена на основании биохим. исследований крови, мочи или кала. Со временем в связи с ферментативным дефектом в организме накапливаются промежуточные продукты обмена веществ, нарушающие функцию тех или иных органов, что обусловливает появление клин. признаков болезни.

Приобретенные энзимопатии. Одним из наиболее частых вариантов приобретенных Э. являются алиментарные Э. - патологические состояния, обусловленные стойкими нарушениями активности ферментов в связи с характером питания

Билет 4Основные углеводы животных, биологическая роль. Углеводы пищи, переваривание углеводов. Всасывание продуктов переваривания

Переваривание углеводов в ротовой полостиВ слюне присутствует гидролитический фермент α-амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщепляющая в крахмале α-1,4-гликозидные связи. крахмал переваривается лишь частично с образованием крупных фрагментов - декстринов и небольшого количества мальтозы. Действие амилазы слюны прекращается в резко кислой среде Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих углеводы. Переваривание углеводов в кишечнике

Панкреатическая α-амилазаЭтот фермент гидролизует α-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах.Продукты переваривания - дисахарид мальтоза, α-Амилаза поджелудочной железы, так же, как α-амилаза слюны, действует как эндогликозидаза. Панкреатическая α-амилаза не расщепляет α-1,6-гликозидные связи в крахмале. Целлюлоза, проходит через кишечник неизменённой. Кроме того, в толстом кишечнике целлюлоза может подвергаться действию бактериальных ферментов и частично расщепляться с образованием спиртов, органических кислот и СО2. Сахаразо-изомальтазный комплексСахаразо-изомальтазный комплекс гидролизует сахарозу и изомальтозу, расщепляя α-1,2- и α-1,6-гликозидные связи. Кроме того, оба ферментных домена имеют мальтазную и мальтотриазную активности, гидролизуя α-1,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе (трисахарид, образующийся из крахмала). Гликоамилазный комплексЭтот ферментативный комплекс катализирует гидролиз α-1,4-связи между глюкозными остатками в олигосахаридах, действуя с восстанавливающего конца. β-Гликозидазный комплекс (лактаза)Лактаза расщепляет β-1,4-гликозидные связи между галактозой и глюкозой в лактозе.

Совместное действие всех перечисленных ферментов завершает переваривание пищевых олиго- и полисахаридов с образованием моносахаридов, основной из которых – глюкоза

2. Катаболизм аминокислот. Общие пути распада аминокислот.

3. Особенности синтеза и процессинга секретируемых белков (на примере коллагена и инсулина).

Схема биосинтеза инсулина в β-клетках островков Лангерханса. ЭР - эндоплазматический ретикулум. 1 - образование сигнального пептида; 2 - синтез препроинсулина; 3 - отщепление сигнального пептида; 4 - транспорт проинсулина в аппарат Гольджи; 5 - превращение проинсулина в инсулин и С-пептид и включение инсулина и С-пептида в секреторные гранулы; 6 - секреция инсулина и С-пептида.Разрушение инсулина происходит под действием фермента инсулиназы в основном в печени и в меньшей степени в почках.

Синтез и созревание коллагена - сложный многоэтапный процесс, начинающийся в клетке, а завершающийся в межклеточном матриксе. Синтез и созревание коллагена включают в себя целый ряд посттрансляционных изменений:гидроксилирование пролина и лизина с образованием гидроксипролина (Hyp) и гидроксилизина (Hyl);гликозилирование гидроксилизина;частичный протеолиз - отщепление "сигнального" пептида, а также N- и С-концевых пропептидов;образование тройной спирали.

Синтез коллагена регулируется разными способами. Прежде всего, сам коллаген и N-npo-пептиды после своего отщепления тормозят трансляцию коллагена по принципу отрицательной обратной связи. Аскорбиновая кислота стимулирует синтез коллагена и протеогликанов, а также пролиферацию фибробластов.

Особую роль в регуляции синтеза коллагена играют гормоны. Глюкокортикоиды тормозят синтез коллагена.На синтез коллагена влияют также половые гормоны, рецепторы к которым обнаружены не только в строме половых органов, но и в фиб-робластах других органов и тканей. Обмен коллагена в матке находится под контролем половых гормонов. Синтез коллагена кожи зависит от содержания эстрогенов, что подтверждает тот факт, что у женщин в менопаузе снижается содержание коллагена в дерме.

БИЛЕТ 5

Регуляция каталитической активности ферментов ковалентной модификацией путем фосфорилирования и дефосфорилирования (на примере ферментов синтеза и распада гликогена).

В биологических системах часто встречается механизм регуляции активности ферментов с помощью ковалентной модификации аминокислотных остатков. Быстрый и широко распространённый способ химической модификации ферментов - фосфорилирование/дефосфорилирование. Модификации подвергаются ОН-группы фермента. Фос-форилирование осуществляется ферментами протеинкиназами, а дефосфорилирование - фосфопротеинфосфатазами. Активность протеинкиназ и фосфопротеинфосфатаз регулируется гормонами, что позволяет быстро изменять активность ключевых ферментов метаболических путей в зависимости от условий внешней среды. Например, под действием глюкагона в клетках происходит уменьшение синтеза энергетического материала - жира, гликогена и усиление его распада (мобилизация), вызванного фосфо-рилированием ключевых ферментов этих процессов. А под действием инсулина (во время пищеварения), наоборот, активируется синтез гликогена и ингибируется его распад, так как взаимодействие инсулина с рецептором активирует сигнальный путь, приводящий к дефосфорилированию тех же ключевых ферментов.

2.Цикл лимонной кислоты, схема процесса. Связь цикла с цепью переноса электронов и протонов. Регуляция цикла лимонной кислоты. Анаболические и анаплеротические функции цитратного цикла.

Связь окислительного декарбоксилирования пирувата с ЦПЭОкислительное декарбоксилирование пирувата сопровождается образованием NADH, поставляющим электроны в дыхательную цепь и обеспечивающим синтез 3 молей АТФ на 1 моль пирувата путём окислительного фосфорилированияЦикл лимонной кислоты - один из амфиболических путей метаболизма. В нём осуществляются не только окислительные превращения энергетических субстратов до конечных продуктовСО2 и Н2О, но и происходит образование субстратов для других метаболических путей Некоторые промежуточные продукты цикла лимонной кислоты: α-кетоглутарат, сукцинат, оксалоацетат могут использоваться для синтеза заменимых аминокислот (см. раздел 9). 1. Конденсация ацетил-коэнзима А со щавелевоуксусной кислотой приводит к образованию лимонной кислоты.2. Лимонная кислота превращается в изолимонную через цисаконитовую.3. Изолимонная кислота дегидрируется с образованием альфа-кетоглутаровой и углекислого газа.4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется с образованием сукцинил-коэнзима А и углекислого газа.5. Сукцинил-коэнзим А превращается в янтарную кислоту.6. Янтарная кислота дегидрируется с образованием фумаровой.7. Фумаровая кислота гидратируется с образованием яблочной.8. Яблочная кислота дегидрируется с образованием щавелевоуксусной. При этом цикл замыкается. В первую реакцию следующего цикла вступает новая молекула ацетил-коэнзима А.

3. Биохимия питания. Основные компоненты пищи человека, их биороль, суточная потребность в них. Незаменимые компоненты пищи.

Полноценное питание должно содержать:источники энергии (углеводы, жиры, белки); незаменимые аминокислоты; незаменимые жирные кислоты; витамины; неорганические (минеральные) кислоты); летчатку; Н2О.

Углеводы составляют основной источник энергии в питании человека -50-100Г МИНЖиры - это один из основных источников энергии. Не рекомендуем употреблять больше 80-100 г и меньше 25-30 г жира в сутки, Белки - энергетическая функция не является для них основной. Белки - это исочники незаменимых и заменимых аминокислот, а также предшественники биологически активных веществ в организме. Однако при окислении аминокислот образуется энергия. Хотя она и невелика, но составляет некоторую часть энергетического рациона. Потребность организма взрослого человека, ведущего активный образ жизни составляет 1,6— 2,2 г на 1 кг массы тела.Минеральные вещества., суточная потребность в них колеблется от 0,4 до 5-7 г. Макроэлементы входят в состав тканей, мышц, костей, крови; обеспечивают солевой и ионный баланс жидкостей организма. К ним относятся кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор и сера.Микроэлементы — это вещества, содержание которых в организме составляет 1 мг на 1 кг массы тела и меньше, суточная потребность составляет 10-20 мг. Микроэлементы входят в состав гемоглобина, витамина В12, гормонов и ферментов. 14 микроэлементов признаны жизненно необходимыми нашему организму: железо, медь, марганец, цинк, кобальт, род, фтор, хром, молибден, ваннадий, никель, олово, кремний, селен.Незаменимые вещества организмаВитамины. Аминокислоты. Полиненасыщенные жирные кислоты. Неорганические вещества (минеральные элементы). Клетчатка. Клетчатка. Компонент неутилизируемых пищевых волокон. В состав клетчатки входят целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, пектин. Эти вещества содержатся во фруктах, овощах, необработанном зерне. Не переваривается в желудочно-кишечном тракте.Незаменимые аминокислоты. Триптофан (суточная потребность 0,5 г в сутки), треонин, изолейцин, лизин, валин, лейцин (суточная потребность около 2 г), фенилаланин (сут.потр.около 2 г), метионин (сут.потр.около 2 г). аргинин незаменим только у детей.Незаменимые жирные кислоты. К ним относятся линолевая и линоленовая кислоты. Они не синтезируются в организме человека и поэтому должны поступать с пищей. Обычно мы не испытываем в них недостатка, так как они содержатся в растительных продуктах (маслах), а также в рыбьем и курином жирах.

В организме незаменимые жирные кислоты входят в состав клеточных мембран, а также являются предшественниками для синтеза биологически активных веществ, таких, как простагландины.

Билет 6

Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, пассивный симпорт и антипорт, активный транспорт, регулируемые каналы. Мембранные рецепторы.

пассивной диффузии веществ, т.е. перехода вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей, может сильно отличаться. Легче всего проходят простой диффузией через липидную мембрану малые неполярные молекулы, такие как О2, стероиды, тиреоидные гормоны, а также жирные кислоты. Малые полярные незаряженные молекулы - СО2, NH3, Н2О, этанол, мочевина - также диффундируют с достаточно большой скоростью. Транспорт таких молекул возможен благодаря наличию в мембранах либо белков, формирующих в липидном слое каналы (поры), заполненные водой, через которые могут проходить вещества определённого размера простой диффузией, либо специфических белков-переносчиков, которые избирательно взаимодействуя с определёнными лигандами, облегчают их перенос через мембрану(облегчённая диффузия).против их градиента, т.е. из меньшей концентрации в область большей-активным транспортом, осуществляется всегда с помощью белков-переносчиков и происходит с затратой энергии.

Строение и функционирование белковых каналов

Каналы в мембране формируются интегральными белками, которые "прерывают" липидный бислой, образуя пору, заполненную водой. Стенки канала "выстилаются" радикалами аминокислот этих белков.

пропускают все молекулы меньше определённой величины, по градиенту концентрации, т.е. служат фильтрами, то их называют"неселективные каналы", или "поры".

В мембранах клеток существуют белки-транслоказы. В отличие от белковых каналов, транслоказы в процессе взаимодействия с лигандом и переноса его через мембрану претерпевают конформационные изменения. Существуют транслоказы, переносящие только одно растворимое в воде вещество с одной стороны мембраны на другую-пассивный унипорт".- глюкозу через мембрану эритроцита. Некоторые транслоказы могут переносить два разных вещества по градиенту концентраций в одном направлении - пассивный симпорт, или в противоположных направлениях - пассивный антипорт .

Активный перв- Этот процесс осуществляется за счет энергии гидролиза АТФ или энергии. осуществляется транспортными АТФа-зами. Вторичным активным транспортом называется перенос через мембрану вещества против градиента его концентрации за счет энергии градиента концентрации другого вещества, создаваемого в процессе активного транспорта.

2. Катаболизм основных пищевых веществ в клетке - углеводов, жиров, аминокислот. Понятие о специфических и общих путях катаболизма. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, характеристика процесса. Пируватдегидрогеназный комплекс. Регуляция

Связь окислительного декарбоксилированияпирувата с ЦПЭ

Окислительное декарбоксилирование пирувата сопровождается образованием NADH, поставляющим электроны в дыхательную цепь и обеспечивающим синтез 3 молей АТФ на 1 моль пирувата путём окислительного фосфорилирования. Процесс окислительного декарбоксилирования пирувата катализирует сложнооргани-зованный пируватдегидрогеназный комплекс

3. Белковое питание. Биологическая ценность белков. Азотистый баланс. Полноценность белкового питания, нормы белка в питании, белковая недостаточность.

Азотистый баланс - разница между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выделяемого азота (преимущественно в виде мочевины и аммонийных солей). Азотистый баланс может быть положительным (азота поступает больше, чем выводится) у детей, а также у пациентов, выздоравливающих после тяжёлых болезней. Отрицательный азотистый баланс (выделение азота преобладает над его поступлением) наблюдают при старении, голодании и во время тяжёлых заболеваний. Минимальное количество белков в пище, необходимое для поддержания азотистого равновесия, соответствует 30-50 г/cyt, оптимальное же количество при средней физической нагрузке составляет ∼100-120 г/сут. Распространённые продукты растительного происхождения содержат мало белка (кроме гороха и сои). Наиболее богаты белками продукты животного происхождения (мясо, рыба, сыр). Белки не являются незаменимыми пищевыми факторами, они являются источниками содержащихся в них незаменимых аминокислот, необходимых для нормального питания. Питательная ценность белка зависит от его аминокислотного состава и способности усваиваться организмом. Растительные белки, особенно пшеницы и других злаковых, полностью не перевариваются, так как защищены оболочкой, состоящей из целлюлозы и других полисахаридов, которые не гидролизуются пищеварительными ферментами. безбелковое питание (особенно продолжительное) вызывает серьёзные нарушения обмена и неизбежно заканчивается гибелью организма. Исключение даже одной незаменимой аминокислоты из пищевого рациона ведёт к неполному усвоению других аминокислот и сопровождается развитием отрицательного азотистого баланса, истощением, остановкой роста и нарушениями функций нервной системы. Недостаточность белкового питания приводит к заболеванию, получившему в Центральной Африке название "квашиоркор", что в переводе означает "золотой (или красный) мальчик"

БИЛЕТ 7.

Гибридизация нуклеиновых кислот. Денатурация и ренативация ДНК. Гибридизация (ДНК-ДНК, ДНК-РНК). Методы лабораторной диагностики, основанные на гибридизации нуклеиновых кислот (ПЦР). Гибридизация нуклеиновых кислотВ результате разрыва водородных и гидрофобных связей цепи ДНК расходятся "денатурация". Однако если раствор, содержащий денатурированную ДНК, очень медленно охлаждать, то могут получиться двухспиральные структуры, идентичные исходным. Такой процесс получил название "ренативация".

На явлении денатурации и ренативации основан метод, называемый "молекулярная гибридизация". Процесс гибридизации может осуществляться между двумя любыми цепями нуклеиновых кислот (ДНК-ДНК, ДНК-РНК) при условии, что они содержат комплементарные последовательности нуклеотидов. Такие гибридные структуры можно выделить центрифугированием в градиенте плотности сахарозы или наблюдать в электронном микроскопе.Методом молекулярной гибридизации можно установить:сходство и различие первичной структуры разных образцов нуклеиновых кислот;различие ДНК, выделенных из организмов разных видов;идентичность ДНК всех органов и тканей одного организма.

При проведении гибридизации ДНК-РНК были выделены гибридные молекулы, содержащие одну цепь ДНК и одну цепь РНК. Если для эксперимента были взяты ДНК и РНК (первичный транскрипт), выделенные из одного организма, то образовывались совершенные гибриды, потому что молекула РНК комплементарна цепи ДНК .ПЦР основана на принципе естественной репликации ДНК. Суть метода заключается в многократном повторении циклов синтеза (амплификации) вирусспецифической последовательности ДНК с помощью термостабильной Taq ДНК-полимеразы и двух специфических затравок – так называемых праймеров.Каждый цикл состоит из трех стадий с различным температурным режимом. В каждом цикле удваивается число копий синтезируемого участка. Вновь синтезированные фрагменты ДНК служат в качестве матрицы для синтеза новых нитей в следующем цикле амплификации, что позволяет за 25–35 циклов наработать достаточное число копий выбранного участка ДНК для ее определения, как правило, с помощью электрофореза в агарозном геле.Метод высокоспецифичен и очень чувствителен. Он позволяет обнаружить несколько копий вирусной ДНК в исследуемом материале.

2. Нарушения обмена гема. Желтухи: гемолитическая, паренхиматозная, обтурационная, желтуха новорожденных. Причины развития синдрома, дифференциальная диагностика. Нарушения синтеза гема – Порфирии

Порфирии – болезни, связанные с нарушением работы ферментов синтеза гема. Первичные порфирии обусловлены генетическими дефектами ферментов синтеза гема, вторичные связаны с нарушениями регуляции синтеза гема.

Желтухи-симптом,обусловленный накоплением в тканях и крови билирубина.

Гемолитическая (надпечёночная) желтуха обусловлена усилинным распадом эритроцитовПричины: основной причиной являются наследственные или приобретённые гемолитические анемии при сепсисе, лучевой болезни, дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов, талласемиях, отравлении сульфаниламидами).

Обтурационная (механическая или подпечёночная) желтуха обусловлена закупоркой оттока желчи в кишечник, Причины: закупорка желчных протонов камней, опухоли, послеоперационное сужение общего желчного протока.

Паренхиматозная печёночная желтуха обусловлена поражением печени при острых вирусных инфекциях, хроническом и токсическом гепатите. Причины: поражение и некроз части печёночных клеток. Происходит задержка билирубина в печени, снижается перевод прямого билирубина из клеток в желчь

Желтуха новорождённых (физиологическая) обусловлена усиленной скоростью распада эритроцитов и замедленное удаление печенью билирубина крови. Причина: недостаточность функций белков и ферментов печени, ответственных за поглощение, коньюгацию и секрецию пряиого билирубина.

3. Витамины. Классификация, номенклатура. Провитамины. Гипо-, гипер- и авитаминозы, причины возникновения. Витаминзависимые и витаминрезистентные состояния.

Витамины – это низкомолекулярные органические вещества разнообразной химической природы, являющиеся незаменимыми компонентами пищи, но не выполняющие структурные и энергетические функции

Классификация и номенклатура витаминов. Провитамины,В основу классификации положен принцип, связанный с физико-химическими свойствами:жирорастворимые: А, Д, Е, К.водорастворимые: С, В1, В2, В6, В12, Вс, Н, РР, Р, В3 .витаминоподобные: полиненасыщенные высшие жирные кислоты, ПАБК, убихинон, холин, инозит и др.Провитамины – это предшественники витаминов, или неактивные формы витаминов.Известно, что провитамином витамина А являются α-, β-, γ-каротины и под воздействием каротиназы кишечника они активируются и превращаются в витамин А.Гиповитаминозы – состояния, которые возникают вследствие недостаточности содержания какого-либо витамина в организме, при этом отсутствует четкая клиническая картина.Авитаминозы – заболевания, связанные с отсутствием того или иного витамина в организме. Авитаминозы являются следствием гиповитаминозов и имеют четкую клиническую картину, характерную для данного авитаминоза. Гипервитаминозы – заболевания, связанные с избытком какого-либо витамина в организме. Их часто вызывают жирорастворимые витамины, способные накапливаться в организме. В настоящее время наблюдаются редко.

8 билет

Аллостерическая регуляция активности ферментов. Роль аллостерических ферментов в метаболизме клетки. Аллостерические эффекторы

Аллостерическими ферментами называют ферменты, активность которых регулируется не только количеством молекул субстрата, но и другими веществами, называемыми эффекторами. Роль аллостерических ферментов в метаболизме клетки. Аллостерические ферменты играют важную роль в метаболизме, так как они чрезвычайно быстро реагируют на малейшие изменения внутреннего состояния клетки. Аллостерическая регуляция имеет большое значение в следующих ситуациях:

-при анаболических процессах. Ингибирование конечным продуктом метаболического пути и активация начальными метаболитами позволяют осуществлять регуляцию синтеза этих соединений;-при катаболических процессах. В случае накопления АТФ в клетке происходит ингибирование метаболических путей, обеспечивающих синтез энергии. Субстраты при этом расходуются на реакции запасания резервных питательных веществ;для координации анаболических и катаболических путей. АТФ и АДФ - аллостерические эффекторы, действующие как антагонисты;для координации параллельно протекающих и взаимосвязанных метаболических путей (например, синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, используемых для синтеза нуклеиновых кислот). Таким образом, конечные продукты одного метаболического пути могут быть аллостерическими эффекторами другого метаболического пути.

Аллостерические эффекторы. Эффектор, вызывающий снижение (ингибирование) активности фермента, называют отрицательным эффектором, или ингибитором. Эффектор, вызьгоаюший повышение (активацию) активности ферментов, называют положительным эффектором, или активатором.Особенности строения и функционирования аллостерических ферментов:-обычно это олигомерные белки, состоящие из нескольких протомеров или имеющие доменное строение;они имеют аллостерический центр, пространственно удалённый от каталитического активного центра;ффекторы присоединяются к ферменту нековалентно в аллостерических (регуляторных) центрах;аллостерические центры, так же, как и каталитические, могут проявлять различную специфичность по отношению к лигандам: она может быть абсолютной и групповой. Некоторые ферменты имеют несколько аллостерических центров, одни из которых специфичны к активаторам, другие - к ингибиторам.;аллостерические ферменты обладают свойством кооперативности: взаимодействие аллостерического эффектора с аллостерическим центром вызывает последовательное кооперативное изменение конформации всех субъединиц, -регуляция аллостерических ферментов обратима: отсоединение эффектора от регуляторной субъединицы восстанавливает исходную каталитическую активность фермента;аллостерические ферменты катализируют ключевые реакции данного метаболического пути.Локализация аллостерических ферментов в метаболическом пути. Скорость метаболических процессов зависит от концентрации веществ, использующихся и образующихся в данной цепи реакций. Такая регуляция представляется логичной, так как при накоплении конечного продукта он (конечный продукт) может действовать как аллостерический ингибитор фермента, катализирующего чаще всего начальный этап данного метаболического пути

2.Общая схема синтеза и распада пуриновых нуклеотидов. Регуляция. Подагра. Когда в плазме крови концентрация мочевой кислоты превышает норму1,2 г у мужчин и 0,6 г у женщин., то возникает гиперурикемия. Вследствие гиперурикемии может развиться подагра - заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболочке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов, или тофусов. К характерным признакам подагры относят повторяющиеся приступы острого воспаления суставов (чаще всего мелких) - так называемого острого подагрического артрита. Заболевание может прогрессировать в хронический подагрический артрит.

3 Минеральные вещества пищи, макро- и микроэлементы, биологическая роль. Региональные патологии, связанные с недостатком микроэлементов. Элементы, встречающиеся в организме, делят на:а) макроэлементы - их содержание составляет граммы, десятки или сотни граммов. Это Na, K, Ca, P, S, Cl.б) микроэлементы, содержание их в организме исчисляется миллиграммами и десятками миллиграммов. Это Fe, Cu, Zn, Mo, Co, F, I, Br и некоторые другие.