Тема "обмен нуклеопротеинов. Синтез белка"
Задача 1.
Пациент жалуется на повторяющиеся приступы острого воспаления суставов (чаще всего мелких). Под кожей у больного выявлены образования в виде подагрических узлов и образование камней в мочевыводящей системе.
а) Укажите возможную причину вызываемых симптомов, название болезни. б) Какие биохимические показатели нужно определить для уточнения дигноза?
в) Назовите причины данного заболевания и пути его коррекции.
Ответ:а) накопление мочевой кислоты и уменьшение её выделения почками, болезнь подагра
б)концентрацию мочевой кислоты в плазме крови, общий анализ крови ( повышаная СОЭ, повышенное содержание нейтрофилов, сдвиг лейкоцетарной формулы влево)
в)гиперурикимия, из-за почечной недостаточности или повышенной концентрации фруктозы. Следует назначить диету, исключающую содержание пуриновых оснований.
Задача 2.
В печени крысы есть фермент, в полипептидную цепь которого входит 192 аминокислотных остатка. Этот фермент кодируется геном, включающим 1440 пар оснований. Объясните взаимосвязь между числом пар оснований в соответствующем гене и числом аминокислот в белке-ферменте.
экзоны эт. гена сост. из 3*192=576 пар оснований. Оставшиеся 864 нуклеотид. пары (1440-576) вх. в состав интронов, и возмож-но, в состав сигнальной последовательности
Задача 4.
ДНК-полимеразы могут выявлять и исправлять ошибки, тогда как РНК-полимеразы такой способностью, по-видимому, не обладают. Поскольку ошибка даже в одном основании как при репликации, так и транскрипции может привести к ошибке в синтезе белка, можете ли Вы дать биологическое объяснение этому поразительному различию?
ошибка в одном основании при реплика-ции ДНК, если она не исправлена, приведет к тому, что 1 из 2-х дочерних кл., а также все ее потомки будут содержать измененную хро мосому. Ошибка в 1 основании, совершенная РНК-полимеразой, повлечет за собой синтез некот. кол-ва неправильных копий 1 бел., при этом, поскольку мРНК в кл. быстро обнов-ляется, большинство мол. эт. бел. будет норм. Потомство такой кл. тоже будет норм.
Задача 6.
В эксперименте была проведена модификация гистонов путем ферментативного присоединения фосфатных групп. При фосфорилировании гистонов наблюдали увеличение скорости ДНК-зависимого синтеза РНК. Объясните причины данного повышения скорости процесса.
Ответ: Гистоны имея положительый заряд связываются с отрицательными заряженными фосфатами ДНК и блокируют транскрипцию. Модификация гистонов, например, путем фофорилирования ослабляет связь гистонов с ДНК при этом облегчается транскрипция.
Тема "Биологическое окислени. Цикл Кребса"
№№ 2, 4, 8, 9, 10, 13, 14, 16, 17, 18, 21
Тема «биологическое окисление. Цикл кребса»
Задача 2.
Непосредственно в реакциях цикла Кребса кислород не участвует. Тем не менее цитратный цикл - аэробный процесс. Объясните, почему он ингибируется в отсутствии кислорода.
Ответ:аэробный процесс, тк О2 определяет и регулирует V р-ции в цикле. Без него: C6H12O6=2C3H6O3 + 65кДж\моль (образование молочной к-ты)
О2 дает более сильное окисление субстратов. В аэробных условия пробукты бекислородного окисления становятся субстратами ЦТК. В отсутствии О2 скапливается Н2, образуется NADH2, ФАДН2, который тормозит ЦТК.
Задача 4.
После перенесенного тяжелого заболевания у больного возникло гипоэнергетическое состояние. Врач порекомендовал больному витамины группы В. Обоснуйте назначение врача.
Ответ: Клетка должна получать питательные вещества и О2 для поддержания синтеза АТФ. При голодании в качестве источников энергии используются собственные в-ва тканей, энергитический обмен уменьшеется, уменьшается потребление О2- это состояние называется гипоэнергетическим. Витамины группы В входят в состав ферментов, которые работают на всех этапах энергетического обмена. Например: В1-дегидролипоилдегидрогеназа, В2-ФАД, В3-КоАSH, В5-НАД, В2-сукцинатдегидрогеназа.
Задача 8.
При изучении тканевого дыхания мышц in vitro, исследователи использовали в качестве субстрата окисления сукцинат. Дополнительное добавление в эту среду малоновой кислоты прекращало поглощение кислорода и в среде накапливался промежуточный метаболит цикла Кребса. Ответьте на вопрос:
а) какова причина остановки дыхания?
б) возможно ли снять вызванное малонатом ингибирование?
в) если Да, то каким образом?
Задача 9.
На экспериментальных животных изучалось влияние антимицина А и ротенона. Показано, что оба эти вещества токсичны для организма. Зная точки приложения действия антимицина А и ротенона на ферменты электронпереносящей цепи, объясните:
а) чем объясняется их токсичность?
б) решите, какое из этих 2-х соединений более токсично.
Дайте объяснение.
ротенон – ing НАДН-ДГ – 1 комп. ДЦ. Окис. сукцината возможно ч/з 2 функ. комп. Антимицин А явл. ing 3 функ. комп. ДЦ, блокирует транспорт ē на участие после убихинона. В резул. стан. невозмож. исполь-зов. субстратов, окисляемых как пиридино-выми (АТД-дегидр.), так и фловиновыми дегидрогеназами.
Задача 10.
В физиологических условиях температура тела человека выше температуры окружающей среды (36.6оС против 20оС). Объясните, чем обусловлена эта разница?
Какую роль в этом играют митохондрии? Ответ обоснуйте.
Задача 13.
При увеличении концентрации АДФ в клетке скорость цикла трикарбоновых кислот быстро увеличивается.
Увеличение активности какого фермента (ферментов) приводит к ускорению реакций всего цикла? Каков механизм активирующего эффекта избытка АДФ?
Задача 14.
Увеличение концентрации АТФ и НАДН2 приводит к уменьшению скорости цикла трикарбоновых кислот. Активность каких ферментов снижается при увеличении концентрации АТФ и НАДН2 в клетке? Каков механизм ингибирующего эффекта избытка АТФ и НАДН2?
. при ↑у С АТФ в кл. ↓у активность регу-ляторных фер. цикла трикарб. к-т: цитратсин-таза, изоцитратдегидрогеназа, кетоглутарат-дегидрогеназа за счет ing-ия фер.по ал. типу. ↑у С НАДН приводит к ↓у V тех же регуля-торных р-ий, а также малатдегидрогеназы (НАДН2 сдвигает МДГ-р-ию в сторону → малата).
Задача 16.
Может ли суспензия митохондрий в присутствии ротенона окислять сукцинат? Почему?
Задача 17.
У новорожденных детей в области шеи и верхней части спины имеется особая жировая ткань - так называемый "бурый жир", который у взрослых отсутствует. Бурая окраска зависит от высокого содержания митохондрий. Бурый жир имеется также у зимоспящих животных. В митохондриях бурого жира на каждый атом поглощенного кислорода образуется менее одной молекулы АТФ.
Какой физиологической функцией определяется низкое значение Р/О в буром жире новорожденных?
Ответ: Единствееная функция бурой жировой ткани-выработка тепла, необходимого зимоспящим животным при пробуждении и новорожденным с неразвитой еще терморегуляторной системой. Необычная для жира коричневая окраска объясняется высоким содержанием митохондрий, имеющих значительно больше ферментов дыхания, чем фосфорилирования. Такие митохондрии в меньшей степени настроены на производство АТФ, чем на свободное дыхание. Внутренние мембраны митохондрий бурого жира имеют специальные поры для ионов Н, котрые выносятся из матрикса в результате переноса ионов по дыхательной цепи и возвращаются в митохондрии минуя АТФ-синтетазу. В результате этого АТФ не синтезируется. Энергия переноса электронов рассеивается в виде тепла. Регуляция этого процесса осуществляется с помощью специфического для бурой жировой ткани белка, который локализован на внешней поверхности внутренней мембраны, способен связываться с пуриновыми нуклеотидами (АДФ и ГДФ) Функция этого белка состоит в изменении протонной проводимости внутренней митохондриальной мембраны. Связывание ГДФ с этим белком приводит к резкму снижению протонной проводимости. Содержание этого регуляторного белка в тканях варьирует в зависимости от стадии и развития холодового воздействия.
Задача 18.
У больного с повышенной функцией щитовидной железы наблюдается уменьшение веса, субфебрильная температура, повышенная раздражительность. Объясните причины наблюдаемых симптомов заболевания.
Ответ: Такие симптомы наблюдаются при болезни Грейвса или базедовой болезни. Тк при гиперфункции щитовидной железы наблюдается повышенное выделение гормона тироксина, который является разобщитилем дыхания. Тк он тормозит синтез белка и стимулирует каталитические процессы, показателем служит «-» азатистый баланс, увеличение поглощения клетками О2. Он стимулирует работу Na-K-АТФ-азы на которую тратится энергия. В печени увеличивается скорость гликолиза, синтез холестерола и желочных кислот, которые являются детергентами мембран, следовательно происходит остановка их функций. В итоге он является ингибитором для процесса окислительного фосфорилирования.
Задача 21.
Во время пожара из горящего дома вынесен пострадавший, который не имел ожогов, но находился в бессознательном состоянии. С большим трудом удалось вернуть его к жизни.
В чем причина тяжелого состояния пострадавшего и какие меры нужно принять для спасения больного
Ответ: Пострадавший вдохнул опрееленное количество СО, которое быстро связывается с гемоглобином образую прочную молекулу – карбоксигемоглобин. Кроме того СО является ингибитором для цитохромоксидазы, что ведет к отключению всей дыхательной цепи, электороны не поступают на окончательный акцептор О2.