10. Лабильность пространственной структуры белков. Факторы, вызывающие денатурацию белков.

Пространственная структура белка зависит от ионной силы, рHраствора и температуры. В стабилизации пространственной структуры белков играют роль ковалентные и нековалентные связи. К ним относятся: водородные, электростатические взаимодействия заряженных групп, взаимодействия неполярных боковых радикалов а/к – гидрофобные взаимодействия. Гидрофобные радикалы а/к погружаются внутрь белковой молекулы, образуя там сухие зоны, в то время как полярные радикалы оказываются ориентированными в сторону воды. В какой-то момент возникает термодинамически выгодное стабильная конформация молекулы. В такой формуле белковая молекула хар-ся минимальной свободной энергией. Сущ-ет 2-е формы конформации: Т-форма (напряженная) иR-форма (расслабленная).

Факторы денатурации белков. Денатурация – это нарушение общего плана уникальной структуры нативной молекулы белка, приводящая к потере характерных для нее свойств. Под влиянием различных физических и хим-ких факторов белки подвергаются свертыванию и выпадают в осадок, теряя нативные св-ва. Внешние проявления денатурации сводятся к потери растворимости, повышению вязкости белковых растворов, увеличению кол-ва свободных функциональныхSH-групп. Хар-ным признаком денатурации является полная потеря белком его биологической активности (кателитической, антигенной и гормональной).

21. Краткая характеристика процесса репликации ДНК и ее медико-биологическое значение. Биосинтез ДНК (репликация). Субстраты, источники энергии, матрица, ферменты и белки ДНК-репликативного комплекса.

Этапы синтеза ДНК.

I этап – инициация биосинтеза ДНК– уч-ет минимум 8 разных ферментов и белков. Первая фаза – ферментативный биосинтез на матрице ДНК затравочного праймера (- это 10-60 нуклеотидов с которых начинается синтез ДНК). К цепям ДНК последовательно присоединяются ДНК-раскручивающие и ДНК-связывающие белки, а затем комплексы ДНК-полимераз и праймаз.

II этап - элонгация синтеза ДНК– включает два синтеза лидирующей и отстающей цепей на обеих материнских цепях ДНК. Синтез лидирующей цепи начинается с синтеза праймера у точки начала репликации. Синтез отстающей цепи протекает в направлении обратном движению репликационной вилки и начинается фрагментарно. Элонгация завершается отделением праймеров, объединением отдельных фрагментов ДНК при помощи ДНК-лигаз и формированием дочерней цепи ДНК. Обе цепи реплицируются одновременно, хотя имеют разное направление (5΄--- 3΄ и 3΄---- 5΄). Элонгация каждой дочерней цепи может осущ-ся только в направлении 5΄--- 3΄, синтез одной из дочерних цепей осущ-ся непрерывно в одном направлении, соответствующем направлению движения репликационной вилки, в то время как синтез другой дочерней цепи происходит прерывисто путем соединения коротких фрагментов Оказаки, синтезирующихся в противопроложном направлении. Образование каждого фрагмента Оказаки требует наличия короткого затравочного праймера – уч-ка РНК, синтез которого катализируется праймазой.

III этап- терминация синтеза ДНК– наступает когда исчерпана ДНК-матрица.

Ферменты и энергия.Источником энергии является энергия, освобождаемая всеми четырьмя типами дезоксирибонуклеозидтрифосфатов, участвующих в синтезе белка. Образующийся пирофосфат расщепляется на 2 молекулы ортофосфата, давая дополнительную энергию.

Ферменты.В биосинтезе ДНК уч-ет более 40 ферментов и белковых факторов, объединенных в единую ДНК-репликазную систему, называемую реплисомой. В стадии инициации репликации ДНК, клеточная РНК-полимераза (проймаза) катализирует синтез праймера. Основной фермент катализирующий биосинтез новой ДНК (стадия элонгации) является ДНК полимеразаIII(она катализирует сопряженный синтез ведущей и отстающей цепей ДНК). ДНК-полимеразаIкатализирует отщепление затравочного праймера и заполняет образующиеся после этого пробелы. ДНК-лигаза сшивает фрагменты ДНК, между собой функция раскручивания двойной спирали ДНК в репликационной вилке, происходящего за счет энергии гидролиза АТФ, выполняет хеликаза. Образовавшиеся на определенное время однолцепочечные участки ДНК служат в качестве матрицы при репликации и стабилизируются при помощи особых белков, препятствующих обратному комплиментарному взаимодействию цепей ДНК. Топоизомеразы играют особую роль в сверхспирализации.

В репликации ДНК эукариот уч-ет два главных типа полимераз: альфа и дельта. ДНК-полимераза-альфа наделена праймазной активностью, катализирует р-цию полимеризации, преимущественно синтез отстающей цепи ДНК. ДНК-полимераза-дельта катализирует синтез ведущей цепи ДНК. Существует два белковых фактора репликации: фактор А связывает одноцепочечные ДНК, фактор С стабилизирует весь репликационный комплекс.