2. Общая хар-ристика лигаз

ЛИГАЗЫ (синтетазы), класс ф-тов, кат-ющих присоед др к др 2 мол-л; р-ция сопряжена с расщепл пирофосфатной связи в мол-ле нуклеозидтрифосфата (НТФ) - обычно АТФ, реже гуанозин- или цитозинтрифосфата. П/кл лигаз (их 5) сформир-ны по типам связей, к-рые обр-ются в результате р-ции, а подп/кл - по типам субстратов. К лигазам, кат-ющим р-ции, в к-рых обр-ются связи С—О, относ аминоацил-тРНК-синтетазы, кат-ющие ацилирование транспортных РНК соотв-ующими АМКами. Обр-ние связи С—S кат-руют ф-ты, уч-ющие в синтезе ацильных производн коф-та А. К ф-там, уч-ющим в обр-нии связи С—N, относ амидсинтетазы (кат-ют обр-ние амидов из к-т и NH₃ или аминов, напр. глутаминсинтетаза), пептидсинтетазы (кат-ют обр-ние пептидной связи), циклолигазы (кат-уют обр-ние гетероциклов, содержащ в кольце атом N) и нек-рые другие. Р-ции, в результате к-рых обр-ется связь С—С, кат-ют карбоксилирующие ф-ты, содержащие в кач-ве кофактора биотин, напр. пируваткарбоксилаза. Ряд лигаз кат-ет обр-ние фосфодиэфирных связей в НК.

3. Биосинтез рнк

Синтез РНК в тканях, его биологическая роль. Типы РНК-полимераз.

Транскрипция РНК.

Синтез РНК представляет собой первый этап реализации генетической информации в ходе которого эта информация переписывается на молекулу РНК и только в этом виде становиться доступной для ее использования в клетке.

В результате транскрипции образуется

во-первых матричная РНК

во-вторых структурная РНК (рРНК, тРНК, мяРНК)

Основная масса РНК синтезируется в клетке в интерфазе. Причем скорость синтеза отдельных молекул РНК в клетке примерно в 20 раз превышает скорость синтеза ДНК в S фазе клеточного синтеза. Синтез РНК носит достаточно избирательный характер.

В большинстве клеток функциональные последовательности различных классов РНК копируются в целом примерно с 1% последовательностей ДНК.

В клетках разных типов транскрибируются 2 класса генов.

Один класс генов известны под называнием - гены домашнего хозяйства транскрибируются практически во всех клетках. Продукты этих генов отвечают за процессы жизнеобеспечения клеток. Например обеспечивают синтез ферментов гликолиза, цикла Кребса.

Второй класс генов транскрибируются только в клетках той или иной ткани, а

; продукты отвечают за синтез белков обеспечивающих выполнение той или иной ткани

своих специализированных функций. Примером могут служит гены транскрибируемы в

гепатоцитах и обеспечивающие синтез белков участвующие в процессах свертывания крови.

В клетке имеется 3 ДНК полимеразы.

1. ос-ДНК-полимераза принимает непосредственно участие в репликации хромосомной ДНК.

2. р-ДНК-полимераза участвует в процессах репорации .поврежденной хромосомной ДНК.

3. у-ДНК-полимераза обеспечивает репликацию митохондриальной ДНК.

У а-ПНК-полимеразы выделяют 3 наиболее важных функции

1. Способна ббирать на основе указания матрицы из окружающей среды комплементарные дезоксинуклеозидтрифосфаты.

2. Катализирует образование фосфодиэфирной связи между 3' концом синтезируемой дочерней цепи ДНК и фосфатной группировкой очередного дезоксирибонулеотида.

3. Фермент способен контролировать правильность сборки дочерней молекулы ДНК.

Для работы а-ДНК-полимеразы необходимы 3 условия.

1. ДНК-полимераза способна присоединять новые нуклеогшдные остатки к уже имеющемуся фрагменту дочерней цепи ДНК. Она не можрт синтез дочерней цепи и нуля.

2. Фермент может работать только на одноцепочечной матрице

3. Фермент способен синтезировать дочернюю цепь ДНК только в направлении 5'-3' причем работая при этом на антипараллельной матричной цепи.

Реплицируемая молекула ДНК не удовлетворяет ни одному из и этих требований, поскольку она представляет собой двойную плотно закрученную структуру и: антипараллельных цепей без каких-либо разрывов в районе которых мог бы присоединиться и начать свою работу данный фермент. Все эти сложности разрешаются в ходе работы репликазного комплекса.

Этот комплекс формируется с помощью инициаторных белков в зоне сайта инициации репликации.

В состав этого комплекса входят ферменты и неферментные белки формирующие одноцепочные матрицы на которых может работать ДНК-полимераза.

Расплетение двойной спирали ДНК осуществляется с помощью ДНК-хеликаз и топоизомераз, так же белков связывающих одноцепочечную цепь ДНК (SSB - белки)

ДНК-хеликаза способна связываться с одной из цепи ДНК и двигаться по этой цепи расплетая по ходу своего движения двойную спираль ДНК. Этому процессу помогают ДНК-топоизомераза, раскручивающая цепи ДНК, и множество молекул дестабилизирующего белка (SSB-белки), связывающихся с обеими одиночными цепями ДНК.

4. стр-ра и св-ва ЖК

Жирные к-ты – алифатические карбоновые к-ты – в орг-ме могут находиться в свободном состоянии (следовые количества в клетках и тканях) либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов.

В природе обнаружено свыше 200 жирных к-т, однако в тканях ч-ка и жив в сост простых и сложных липидов найдено около 70 жирных к-т, причем более половины из них в следовых кол-вах. Практически значительное распространение имеют немногим более 20 жирных к-т. Все они содержат четное число углер атомов, гл.обр. от 12 до 24. Среди них преоблад к-ты, имеющ С₁₆ и С₁₈ (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Нумерацию углеродных атомов в жирно-к-тной цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Примерно ³/₄ всех ЖК явл непредельными (ненасыщенными), т.е. содержат двойные связи. Ненасыщенные ЖК ч-ка и жив, уч-ющие в постр-ии липидов, обычно содержат дв связь м/у (9-м и 10-м атомами УГородов); дополнит дв связи чаще бывают на участке м/у 11-м атомом углерода и метильным концом цепи. Своеобразие дв связей природных ненасыщ ЖК заключ в том, что они всегда отделены двумя простыми связями, т.е. м/у ними всегда имеется хотя бы одна метиленовая группа (—СН=СН—СН₂—СН=СН—). Подобные двойные связи обозначают как «изолированные».

Сист-ческое наз ЖК чаще всего обр-ется путем добавления к названию УГорода окончания -овая. Насыщенные к-ты при этом имеют окончание -ановая, а ненасыщенные к-ты – -еновая.

ЖК часто изображают в виде зигзагообр вытянутой линии, отражающей жесткость валентного угла атомов углерода в 111° для насыщенной и в 123° – для дв связи. Однако такая конформация явл условной и справедлива только для случая, когда жирная к-та находится в кристаллич сост. В р-рах ЖК-тная цепь может обр-вать бесчисленное кол-во конф-ций вплоть до клубка, в к-ром имеются и линейные участки различной длины в зависимости от числа дв связей. Клубки могут слипаться м/у собой, образуя т.наз. мицеллы, в к-рых отриц заряж карбоксильные гр ЖК обращены к водной фазе, а неполярные УГородные цепи спрятаны внутри мицеллярной стр-ры. Такие мицеллы имеют суммарный отрицательный заряд и в растворе остаются суспендированными благодаря взаимному отталкиванию.

Известно также, что при наличии дв связи в ЖК-тной цепи вращение углеродных атомов относит др др ограничено. Это обеспеч сущ-ние ненасыщ ЖК в виде геометрич изомеров, причем природные ненасыщ ЖК имеют цис-конф-цию и крайне редко транс-конф-ции. Считают, что ЖК с несколькими дв связями цис-конф-ция придает УГородной цепи изогнутый и укороч вид. По этой причине мол-лы этих к-т занимают больший объем, а при обр-нии кристаллов упаковываются не так плотно, как транс-изомеры. Вследствие этого цис-изомеры имеют более низкую температуру плавления (олеиновая к-та, например, при комнатной температуре находится в жидком состоянии, тогда как элаидиновая – в кристаллическом). Цис-конфигурация делает ненасыщенную к-ту менее стабильной и более подверженной катаболизму.

Билет 9

1. мононенасыщ + полиненасыщ ЖКы

Ненасыщ ЖК сост основу ацилглицеринов жидких растит масел, фосфолипидов биомембран. Дв связи резко меняют конф-цию мол-лы, и у ненасыщ ЖК реализуется менее выгоднаятермодинамически, но более компактная цис-стр-ра дв связи, что имеет очень важное значение для проявления жидкокристаллических св-в био мембран. Мононенасыщ: кротоновая, пальмитолеиновая, олеиновая, эруковая, нервоновая. Полиненасыщ: линолевая, линоленовая, арахидоновая, тимнодоновая.

В большинстве случаев природные полиненасыщ к-ты – это полностью цис-изомеры с изолированныим дв связями, тогда как сопряж дв связи обнаруживаются в промежут продуктах перекисного окисления полиненасыщ ЖК, к-рое происх во всех кл и внекл средах. С увелич степени ненасыщ ЖК возрастает легкость их окисления. Полиненасыщ ЖК довольно легко галогенир-ся и восст-ся по дв связям. Бииохим св-ва определяются и наличием СООН-гр, к-раяподвег-ся амидированию, этерификации, вовлекается в форм-ние ряда сложноэфирных и пептидных соед – ацилглицеринов, гликолипидов, стеридов и т.д.

Линолевая и альфа-линолевая к-ты не синт-ся в орг-ме и должны поступ ежедневно с растит и жив пищей. Др полиненасыщ ЖК синт-ся в орг-ме.

Полиненас ЖК можно разделить на 2 ряда соед по принципу биохим родства:

1) ряд w-3 объединяет альфа-линоленовую к-ту и ее биохим производные, включ тимнодиновую;

2) ряд w-6 включ линолевую к-ту и ее биохим производные (гамма-, дигомо-гамма-линоленовая и арахидоновая).

2. глюкоза+CuOH2,и какая гр обладает восстанавл. св-ми

Мол-лы моносахаридов содержат своб карбонильные группы, которые при восст-нии Cu (II) окисл до карбоксильных гр. Восст-ми св-вами облад дисахариды: мальтоза, лактоза.

3.

Роль тРНК

Молекулы транспортных РНК имеют небольшие размеры. Они состоят всего из 75-80 нуклеотидных остатков, и

имеют молекулярную массу порядка 25 тыс. дальтон.

Особенностью строения тРНК является большое количество здесь минорных нуклеотидов. Их количество составляет

от 17 до 19%. Оказывается, что транспортные РНК подобно молекулам матричных РНК так же имеют общий план

структуры.

В этой структуре принято выделять 4 основных элемента.

1 Стебель, содержащий акцепторный участок ЦЦА служащий для присоединения соответствующей аминокислоты. 2 На участке противоположный стеблю располагается антикодоьная петля содержащая аннтикодон 3 Псевдоуридиловая и дегидроуридиловая петли. 4 Добавочная петля (между псевдоуридиловой петлей и антикодоном). Роль этих структур

Антикодон за счет взаимодействия с кодоном матричной РНК определяется место включения аминокислоты, переносимой данной молекулой в полептидную цепь белка при синтезе его на рибосомах.

Дегидроуридировая и Псевдоуридиловая петли играют определенную роль во взаимодействии молекулы тРНК с рибосомами.

При дальнейшем формировании третичной структуры все молекулы тРНК принимают Ц образную форму, причем на конце горизонтальной перекладины этой структуры расположен антикодон а ниждем конце вертикальной палочки находиться акцепторный иуклеотид ЦЦА.

В каждой клетке содержится как минимум 20 тРНК. Поскольку ряд аминокислот могут кодироваться несколькими кодонами, то в клетке может присутствовать несколько изоакцепторных тРНК, которые имеют различные антикодоны

комплементарные нескольким кодонам для данной аминокислоты, Считают, что примерно тРНК60. Около 60% всей

РНК присутствующей в цитозоле клеток приходиться на рибосомальную РНК.

В рибосомах эукариотических клеток присутствует 4 типа молекул РНК. Их обозначают в соответствии с их молекулярной массой. 1. В состав малой субединицы рибосом входит 18S РНК 2. В состав большой субединицы 3 типа:

a)5S РHK 6)5,8S PHK в)28S РНК

В цитозоле ядре клеток обнаружено большое количество небольших высоко стабильных молекул РНК имеющих в своем составе от 90 до 300 нуклеотидных остатков. Часть этих молекул участвуют в регуляции работы генетического аппарата клеток. ДЛя большинства этих молекул РНК функции пока неизвестны.

тРНК. синтезируются с участием РНК-полимеразыЗ. Молекулы тРНК образуются первоначально в виде больших предшественников которые содержат нуклеотидные последовательности для нескольких молекул тРНК.

Эти превичные транскрипты подвергаются нуклеолитическому процессигу под действием специальных нуклеаз.

В ходе процессинга из общего предшественника выделяются отдельные нуклеотидные последовательности характерные для той или иной тРНК.

Поскольку в составе генов некоторых тРНК имеется интрон, он так же удаляется в ходе процессинга.

Дальнейшая модификация молекул тРНК включает в себя превращение части главных нуклеотндов в минорные за счет различных вариантов их химической модификации. И наконец к З'-кокцу присоединяется триплет ЦЦА, служащий акцепторным концом каждой тРНК.

4. Механизм действия стероидных гормонов Стероидные гормоны влияют на диф-ровку, рост, адаптацию кл к новым метаболич условиям, т.е. действуют на генетич уровне. Под их воздействием индуцируется биосинтез белков. В различных тканях указанная гормонрегулируемая зависимость не одинакова. Так, в клетках яйцеводов под влиянием гормонов синтезируется 70 % всего белка, в то время как в печени лишь менее 5 %. Синтез остального кол-ва белка осущ-ется с пом генетич и др мех-мов регуляции. Клетки-мишени стероидных гормонов для нормальной своей функции должны постоянно получать поддерживающие кол-ва гормонов. Стероидные гормоны транспортируются кровью в связанном с белками-переносчиками виде. Иначе, в связи с относительно небольшой мол-лярной массой, они легко будут выводиться из орг-ма.

Процесс индукции многостадийный. Вначале стероидный гормон должен проникнуть в клетку, соединяясь с соотв-ующим рецептором мембраны либо без его помощи. Проникновение внутрь клетки указанных гормонов облегчается малыми размерами мол-л и высокой раст-стью (сродством) в липидах мембран. В результате в определенных кл содержание гормона становится высоким, хотя в крови они нах в чрезвычайно низкой конц-ции. После проникновения стероида в кл происходит его связывание с внутриклет рецептором и транспорт через цитоплазму к ядру кл. В указанном виде гормон проникает через ядерную мембрану. Следующим этапом явл «наведение» гормона к тому участку генома, в к-ром происходит связывание гормона с кислым белком (гистоном) хромосомы. Связывание происходит именно с тем участком генома, к-рый обеспечивает транскрипци иРНК и последующий синтез специфического белка в цитоплазме клетки. Результатом такого влияния стероидов явл дифференцировка клеток.