Principiile reparării ADN-ului sunt similare în diferite organisme. O celulă elimină o serie de daune din ADN prin reactivare directă. Astfel, bazele azotate alchilate sunt corectate. Îndepărtarea dimerilor de timină în lumină aparține, de asemenea, aceluiași tip de reparație. Se numesc alte tipuri de reparații ale daunelor ADN-ului ultraviolete reparație întunecată, pentru a distinge de fotoreactivarea directă.

Dacă reactivarea directă nu este posibilă, mecanismele repararea excizieiîndepărtarea regiunilor deteriorate din ADN. Cu acest tip de reparare, endonucleazele speciale taie o catenă de ADN în apropierea locului de deteriorare. Apoi, exonucleazele îndepărtează zona deteriorată. Golul rezultat este umplut de ADN polimerază, iar golul rămas este reticulat de ADN ligază. Se poate observa că repararea prin excizie folosește întotdeauna același principiu: regiunea ADN deteriorată este îndepărtată și apoi restaurată pe șablonul catenei de ADN complementare nedeteriorate.

reparație indusă.În condiții care cresc cantitatea de deteriorare a ADN-ului, sunt induse resurse suplimentare reparatorii ale celulei. La bacterii, repararea indusă este utilizată numai atunci când există atât de mult deteriorarea ADN-ului încât începe să amenințe celula cu moartea. Prin urmare, se numește sistemul de reparare indusă SOS reparație. Gradul de inducție a sistemului SOS este determinat de cantitatea de deteriorare. Gradul de inducție a sistemului SOS într-un anumit sens reflectă „bunăstarea” celulei și șansele acesteia de supraviețuire. Prin urmare, unii bacteriofagi temperați folosesc inducerea sistemului SOS ca semnal pentru multiplicarea și distrugerea celulei gazdă.

Duplicarea informațiilor în două catene complementare de ADN nu permite corectarea tuturor tipurilor de daune fără eroare. Mecanismele de reparare descrise nu pot face față unei astfel de leziuni aduse structurii ADN-ului, cum ar fi legăturile încrucișate intercatenare covalente, care pot apărea sub acțiunea unui număr de mutageni sau rupturi duble catenare ale ADN-ului. O astfel de deteriorare poate fi reparată numai în prezența unei molecule de ADN omoloage intacte, adică. prin recombinare.

Stabilitatea ridicată a ADN-ului este asigurată nu numai de conservatorismul structurii sale și de marea acuratețe a replicării, ci și de prezența unor sisteme speciale în celulele tuturor organismelor vii. reparatii care elimină daunele din ADN.

Acţiunea diverselor substanțe chimice, radiațiile ionizante și radiațiile ultraviolete pot provoca următoarele daune structurii ADN-ului:

Deteriorarea bazelor individuale (deaminarea care duce la conversia citozinei în uracil, adeninei în hipoxantină; alchilarea bazelor; includerea analogilor de bază, inserții și deleții de nucleotide);

deteriorarea perechii de baze (formarea de dimeri de timină);

rupturi de lanț (simple și duble);

formarea de legături încrucișate între baze, precum și de legături încrucișate ADN-proteină.

Unele dintre aceste încălcări pot apărea și spontan, de exemplu. fără implicarea oricăror factori dăunători.

Orice tip de daune duce la o încălcare a structurii secundare a ADN-ului, care este cauza blocării parțiale sau complete a replicării. Astfel de tulburări conformaționale servesc ca țintă pentru sistemele de reparare. Procesul de refacere a structurii ADN se bazează pe faptul că informația genetică este reprezentată în ADN prin două copii - câte una în fiecare dintre lanțurile dublei helix. Din acest motiv, deteriorarea unuia dintre lanțuri poate fi îndepărtată de enzima de reparare, iar această secțiune a lanțului este resintetizată în forma sa normală datorită informațiilor conținute în lanțul nedeteriorat.

În prezent, au fost identificate trei mecanisme principale de reparare a ADN-ului: fotoreactivarea, excizia și repararea post-replicare. Ultimele două tipuri sunt numite și reparații întunecate.

Fotoreactivare este descompus de o enzimă fotoliază, activați de lumina vizibilă, dimerii de timină care apar în ADN sub acțiunea radiațiilor ultraviolete.

excizional repararea constă în recunoașterea leziunilor ADN, excizia zonei afectate, resinteza ADN-ului conform șablonului lanțului intact cu restabilirea continuității lanțului ADN. Această metodă este numită și reparație prin tipul de despicare - substituție, sau mai figurat, mecanismul „tăiat - petic”. Reparația prin excizie este un proces în mai multe etape și constă în:

1) „recunoașterea” prejudiciului;

2) incizia unei catene de ADN în apropierea leziunii (incizie);

3) îndepărtarea zonei deteriorate (excizie);

4) resinteza ADN-ului la locul situsului îndepărtat;

5) restabilirea continuității lanțului reparat datorită formării de legături fosfodiesterice între nucleotide
(Figura 6.2)

Orez. 6.2 Schema de reparare a exciziei

Reparația începe cu îmbinare ADN-N-glicozilaza la baza deteriorată. Există multe ADN-N-glicozilaze specifice diferitelor baze modificate. Enzimele scindează hidrolitic legătura N-glicozidică dintre baza alterată și dezoxiriboză, ceea ce duce la formarea unui situs AP (apurinic-apirimidină) în lanțul ADN (prima etapă). Repararea site-ului AP poate avea loc numai cu participarea ADN-insertaze, care adaugă o bază dezoxiribozei în conformitate cu regula complementarității. În acest caz, nu este nevoie să tăiați catena de ADN, să tăiați nucleotida greșită și să reparați ruptura. Cu o deteriorare mai complexă a structurii ADN-ului, este necesară participarea întregului complex de enzime implicate în reparare (Fig. 6.2.): AP-endonucleaza recunoaște situsul AP și taie lanțul ADN din apropierea acestuia (etapa II). De îndată ce apare o pauză în circuit, intră în joc munca exonucleaza AP, care îndepărtează un fragment de ADN care conține o eroare (etapa III). ADN polimeraza b creează decalajul care a apărut conform principiului complementarității (etapa IV). ADN ligaza conectează capătul 3¢ al fragmentului nou sintetizat cu lanțul principal și completează repararea daunelor (etapa V).

Postreplicativ repararea este activată în acele cazuri în care cea excizională nu poate face față eliminării tuturor leziunilor ADN-ului înainte de replicarea acestuia. În acest caz, reproducerea moleculelor deteriorate duce la apariția ADN-ului cu goluri monocatenar, iar structura nativă este restabilită în timpul recombinării.

Defectele congenitale ale sistemului de reparare sunt cauza unor boli ereditare precum xeroderma pigmentosum, ataxia-telangiectazia, tricotiodistrofia și progeria.

Sinteza ADN-ului are loc printr-un mecanism semi-conservator: fiecare catenă de ADN este copiată. Sinteza are loc pe secțiuni. Există un sistem care elimină erorile în reduplicarea ADN-ului (fotoreparație, reparații pre-reproductive și post-reproductive). Procesul de reparare este foarte lung: până la 20 de ore și complicat. Enzime - enzimele de restricție decupează o secțiune necorespunzătoare a ADN-ului și o completează din nou. Reparațiile nu se desfășoară niciodată cu o eficiență de 100%, dacă ar exista, variabilitatea evolutivă nu ar exista. Mecanismul de reparare se bazează pe prezența a două lanțuri complementare în molecula de ADN. Distorsiunea secvenței de nucleotide într-una dintre ele este detectată de enzime specifice. Apoi, situsul corespunzător este îndepărtat și înlocuit cu unul nou, sintetizat pe a doua catenă complementară de ADN. Această reparație se numește excizional, acestea. cu decupaj. Se efectuează înainte de următorul ciclu de replicare, așa că se mai numește pre-replicativ.În cazul în care sistemul de reparare prin excizie nu corectează o modificare care a apărut într-o catenă de ADN, această modificare este fixată în timpul replicării și devine proprietatea ambelor catene de ADN. Aceasta duce la înlocuirea unei perechi de nucleotide complementare cu alta sau la apariția unor rupturi în lanțul nou sintetizat față de situsurile modificate. Restaurarea structurii normale a ADN-ului poate avea loc și după replicare. Reparație post-răspuns se realizează prin recombinare între două catene duble de ADN nou formate. În timpul reparației pre-replicative și post-replicative, cea mai mare parte a structurii ADN deteriorate este restaurată. Dacă în celulă, în ciuda reparării în curs, cantitatea de daune rămâne mare, procesele de replicare a ADN-ului sunt blocate în ea. O astfel de celulă nu se împarte.

19. Gene, proprietățile ei. Cod genetic, proprietățile sale. Structura și tipurile de ARN. Prelucrare, îmbinare. Rolul ARN-ului în procesul de realizare a informațiilor ereditare.

Gene - o secțiune a unei molecule de ADN care poartă informații despre structura unui lanț polipeptidic sau a unei macromolecule. Genele unui cromozom sunt aranjate liniar, formând un grup de legătură. ADN-ul din cromozom îndeplinește diferite funcții. Există secvențe diferite de gene, există secvențe de gene care controlează expresia genelor, replicarea, etc. Există gene care conțin informații despre structura lanțului polipeptidic, în cele din urmă proteine ​​structurale. Astfel de secvențe de nucleotide lungi de o genă sunt numite gene structurale. Genele care determină locul, timpul, durata includerii genelor structurale sunt gene reglatoare.

Genele sunt de dimensiuni mici, deși constau din mii de perechi de baze. Prezența unei gene se stabilește prin manifestarea trăsăturii genei (produsul final). Schema generală a structurii aparatului genetic și activitatea acestuia a fost propusă în 1961 de Jacob, Monod. Ei au propus că există o secțiune a moleculei de ADN cu un grup de gene structurale. Adiacent acestui grup se află un situs de 200 pb, promotorul (locul de adjunct al ARN polimerazei dependente de ADN). Gena operatorului se învecinează cu acest site. Numele întregului sistem este operon. Reglarea este realizată de o genă reglatoare. Ca urmare, proteina represoare interacționează cu gena operatorului, iar operonul începe să funcționeze. Substratul interacționează cu regulatorii genei, operonul este blocat. Principiul feedback-ului. Expresia operonului este activată ca întreg.

La eucariote, expresia genelor nu a fost studiată. Motivul sunt obstacole serioase:

Organizarea materialului genetic sub formă de cromozomi

În organismele multicelulare, celulele sunt specializate și, prin urmare, unele dintre gene sunt dezactivate.

Prezența proteinelor histonice, în timp ce procariotele au ADN „gol”.

ADN-ul este o macromoleculă; nu poate pătrunde în citoplasmă din nucleu și nu poate transmite informații. Sinteza proteinelor este posibilă datorită ARNm. Într-o celulă eucariotă, transcripția are loc cu o viteză extraordinară. În primul rând, apare pro-i-ARN sau pre-i-ARN. Acest lucru se explică prin faptul că la eucariote, ARNm se formează ca urmare a prelucrării (maturării). Gena are o structură discontinuă. Regiunile de codificare sunt exoni, iar regiunile necodante sunt introni. Gena din organismele eucariote are o structură exon-intron. Intronul este mai lung decât exonul. În procesul de prelucrare, intronii sunt „decupați” - îmbinare. După formarea unui ARNm matur, după ce a interacționat cu o proteină specială, acesta trece într-un sistem - informozomul, care transportă informații către citoplasmă. Acum sistemele exon-intron sunt bine studiate (de exemplu, oncogene - P-53). Uneori, intronii unei gene sunt exoni ai alteia, atunci splicing-ul nu este posibil. Prelucrarea și splicing-ul sunt capabile să combine structuri care sunt îndepărtate una de cealaltă într-o singură genă, astfel încât acestea au o mare importanță evolutivă. Astfel de procese simplifică speciația. Proteinele au o structură bloc. De exemplu, enzima este ADN polimeraza. Este un lanț polipeptidic continuu. Constă din propria ADN polimerază și endonuclează, care scindează molecula de ADN de la capăt. Enzima constă din 2 domenii care formează 2 particule compacte independente legate printr-o punte polipeptidică. Există un intron la granița dintre două gene enzimatice. Odată, domeniile au fost gene separate, apoi s-au apropiat. Încălcarea unei astfel de structuri genice duce la boli genetice. Încălcarea structurii intronului este imperceptibilă din punct de vedere fenotipic, o încălcare a secvenței exonului duce la mutație (mutația genelor globinei).

10-15% din ARN dintr-o celulă este ARN de transfer. Există regiuni complementare. Există un triplet special - un anticodon, un triplet care nu are nucleotide complementare - GHC. Interacțiunea a 2 subunități ale ribozomului și ARNm duce la inițiere. Există 2 situsuri - pectidil și aminoacil. Ele corespund aminoacizilor. Sinteza polipeptidei are loc pas cu pas. Alungirea - procesul de construire a unui lanț polipeptidic continuă până când ajunge la un codon fără sens, apoi are loc terminarea. Se termină sinteza polipeptidei, care apoi intră în canalele ER. Subunitățile se separă. Într-o celulă sunt sintetizate cantități diferite de proteine.

Istoria descoperirilor

Leziuni ale ADN-ului monocatenar și dublu

Studiul reparației a fost inițiat de munca lui A. Kellner (SUA), care a descoperit fenomenul de fotoreactivare (PR) - o scădere a daunelor obiectelor biologice cauzate de razele ultraviolete (UV), cu expunerea ulterioară la lumină vizibilă strălucitoare ( reparatie usoara).

repararea exciziei

Repararea post-replicativă a fost descoperită în celule E coli incapabil să scinda dimerii de timină. aceasta un singur tip reparație care nu are o etapă de recunoaștere a prejudiciului.

Note

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce este „repararea ADN” în alte dicționare:

Repararea defectelor ADN-ului rezultate din mutație sau recombinare. Este realizat printr-un sistem de enzime reparatoare, dintre care unele stabilesc locul daunei, altele „o taie”, altele sintetizează zonele deteriorate, al patrulea ... ... Dicţionar de microbiologie

repararea ADN-ului- - corectarea "greșelilor" în structura primară a ADN-ului ca urmare a acțiunii enzimelor reparatoare speciale ... Dicționar concis de termeni biochimici

Repararea ADN-ului- — Subiecte de biotehnologie EN repararea ADN-ului … Manualul Traducătorului Tehnic

Repararea ADN-ului- DNR reparacija statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis DNR struktūros atsikūrimas po pažeidimo. atitikmenys: engl. Repararea ADN-ului repararea ADN-ului... Žemės ūkio augalų selekcijos și sėklininkystės terminų žodynas

REPARARE ADN- Refacerea structurii originale în molecula de ADN, i.e. secvența corectă de nucleotide... Termeni și definiții utilizate în reproducerea, genetica și reproducerea animalelor de fermă

Repararea ADN-ului- * Repararea ADN-ului * Repararea ADN-ului Corectarea erorilor enzimatice în secvența de nucleotide a moleculei de ADN. Mecanisme ale ADN-ului r. proteja informația genetică organism de leziuni cauzate de mutageni mediu inconjurator(de exemplu, ultraviolete, ......

ADN polimerază dependentă de ADN ADN polimerază- ADN polimerază dependentă de ADN, ADN polimerază * ADN polimerază dependentă de ADN, ADN polimerază * ADN polimerază dependentă de ADN sau enzimă ADN polimerază care catalizează polimerizarea (vezi) trifosfaților dezoxiribonucleozidici într-un polimer ... ... Genetica. Dicţionar enciclopedic

- (din latină târzie reparatio restauration), caracteristică tuturor celulelor organismelor vii, refacerea structurii ADN-ului original (nativ) în cazul încălcării acesteia. Deteriorarea structurii ADN poate duce la blocarea replicării ADN (letal ...... Enciclopedia chimică

Repararea: repararea ADN-ului este capacitatea celulelor de a repara daunele chimice și rupturile moleculelor de ADN. Reparațiile reprezintă o formă de răspundere materială a unui subiect de drept internațional pentru prejudiciul cauzat ca urmare a unui act internațional săvârșit de acesta ... ... Wikipedia

Un sistem pentru detectarea și repararea inserțiilor, golurilor și nepotrivirilor nucleotidelor care apar în timpul replicării și recombinării ADN-ului, precum și ca urmare a unor tipuri de deteriorare a ADN-ului Însuși faptul de nepotrivire nu permite ... ... Wikipedia

Cărți

• Metilarea ADN-ului la plante. Mecanisme și rol biologic, BF Vanyushin. Această lectură a unuia dintre pionierii și liderii mondiali celebri în studiul metilării ADN-ului în diferite organisme detaliază starea actuală a problemei biologice generale, ...

12. Enzime, definiție. Caracteristicile catalizei enzimatice. Specificul acțiunii enzimelor, tipuri.

13. Clasificarea și nomenclatura enzimelor, exemple.

1. Oxidoreductoare

2.Transferuri

V. Mecanismul de acţiune al enzimelor

1. Formarea complexului enzima-substrat

3. Rolul situsului activ în cataliza enzimatică

1. Cataliza acido-bazică

2. Cataliza covalentă

15. Cinetica reacțiilor enzimatice. Dependența vitezei reacțiilor enzimatice de temperatură, pH-ul mediului, concentrația enzimei și substratului. Ecuația Michaelis-Menten, Km.

16. Cofactori enzimatici: ionii metalici și rolul lor în cataliza enzimatică. Coenzimele ca derivați ai vitaminelor. Funcțiile coenzimatice ale vitaminelor B6, pp și B2 pe exemplul transaminazelor și dehidrogenazelor.

1. Rolul metalelor în atașarea substratului la locul activ al enzimei

2. Rolul metalelor în stabilizarea structurii terțiare și cuaternare a enzimei

3. Rolul metalelor în cataliza enzimatică

4. Rolul metalelor în reglarea activității enzimatice

1. Mecanism de ping-pong

2. Mecanism secvenţial

17. Inhibarea enzimatică: reversibilă și ireversibilă; competitiv și necompetitiv. Medicamentele ca inhibitori ai enzimelor.

1. Inhibarea competitivă

2. Inhibarea necompetitivă

1. Inhibitori specifici și nespecifici

2. Inhibitori de enzime ireversibili ca medicamente

19. Reglarea activității catalitice a enzimelor prin modificare covalentă prin fosforilare și defosforilare (pe exemplul enzimelor pentru sinteza și descompunerea glicogenului).

20. Asocierea și disocierea protomerilor pe exemplul proteinei kinazei a și proteoliză limitată la activarea enzimelor proteolitice ca modalități de reglare a activității catalitice a enzimelor.

21. Izoenzimele, originea lor, semnificația biologică, dați exemple. Determinarea enzimelor și a spectrului de izoenzime ale plasmei sanguine în scopul diagnosticării bolilor.

22. Enzimopatii ereditare (fenilcetonurie) și dobândite (scorbut). Utilizarea enzimelor în tratamentul bolilor.

23. Schema generală pentru sinteza și dezintegrarea nucleotidelor pirimidinice. Regulament. Orotacidurie.

24. Schema generala pentru sinteza si degradarea nucleotidelor purinice. Regulament. Gută.

27. Baze azotate incluse în structura acizilor nucleici - purină și pirimidină. Nucleotide care conțin riboză și deoxiriboză. Structura. Nomenclatură.

27. Hibridarea acizilor nucleici. Denaturarea și regenerarea ADN-ului. Hibridarea (dna-dna, dna-rna). Metode de diagnostic de laborator bazate pe hibridizarea acizilor nucleici (PCR)

29. Replicare. Principiile replicării ADN-ului. etape de replicare. Iniţiere. Proteine ​​și enzime implicate în formarea furcii de replicare.

30. Alungirea și terminarea replicării. Enzime. Sinteza asimetrică a ADN-ului. Fragmente din Okazaki. Rolul ADN ligazei în formarea unui lanț continuu și întârziat.

31. Deteriorarea și repararea ADN-ului. Tipuri de daune. Metode de reparare. Defecte ale sistemelor de reparare și boli ereditare.

32. Transcriere Caracteristicile componentelor sistemului de sinteză a ARN. Structura ARN polimerazei dependente de ADN: rolul subunităților (α2ββ′δ). Inițierea procesului. alungirea, terminarea transcripţiei.

33. Foaia matricolă primară și prelucrarea acesteia. Ribozimele ca exemplu de activitate catalitică a acizilor nucleici. Biorol.

35. Asamblarea lanțului polipeptidic pe ribozom. Formarea unui complex inițiatic. Alungire: formarea unei legături peptidice (reacție de transpeptidare). Translocarea. Translocaza. Încetarea.

1. Inițiere

2. Alungirea

3. Rezilierea

36. Caracteristici ale sintezei și procesării proteinelor secretate (pe exemplul colagenului și insulinei).

37. Biochimia nutriției. Principalele componente ale hranei umane, biorolul lor, nevoia zilnică pentru ele. Componente esențiale ale alimentelor.

38. Nutriție proteică. Valoarea biologică a proteinelor. bilantul de azot. Completitudinea nutriției proteice, normele proteice în nutriție, deficitul de proteine.

39. Digestia proteinelor: proteaze gastrointestinale, activarea și specificitatea acestora, pH-ul optim și rezultatul acțiunii. Formarea și rolul acidului clorhidric în stomac. Protecția celulelor de acțiunea proteazelor.

1. Formarea și rolul acidului clorhidric

2. Mecanismul de activare a pepsinei

3. Caracteristicile de vârstă ale digestiei proteinelor în stomac

1. Activarea enzimelor pancreatice

2. Specificitatea acțiunii proteazelor

41. Vitamine. Clasificare, nomenclatură. Provitaminele. Cauze hipo-, hiper- și beriberi. Stari dependente de vitamine si rezistente la vitamine.

42. Substanțe minerale ale alimentelor, macro și microelemente, rol biologic. Patologii regionale asociate cu o lipsă de oligoelemente.

3. Fluiditatea membranelor

1. Structura și proprietățile lipidelor membranare

45. Mecanisme de transfer al substanțelor prin membrane: difuzie simplă, simport și antiport pasiv, transport activ, canale reglate. receptorii membranari.

1. Transport activ primar

2. Transport activ secundar

Receptorii membranari

3. Reacții endergonice și exergonice

4. Conjugarea proceselor exergonice și endergonice din organism

2. Structura ATP sintazei și sinteza ATP

3. Coeficientul de fosforilare oxidativă

4.Controlul respirator

50. Formarea speciilor reactive de oxigen (oxigen singlet, peroxid de hidrogen, radical hidroxil, peroxinitril). Locul de formare, schemele de reacție, rolul lor fiziologic.

51. . Mecanismul efectului dăunător al speciilor reactive de oxigen asupra celulelor (sexul, oxidarea proteinelor și a acizilor nucleici). Exemple de reacții.

1) Inițierea: formarea unui radical liber (l)

2) Dezvoltarea lanțului:

3) Distrugerea structurii lipidelor

1. Structura complexului de piruvat dehidrogenază

3. Relația dintre decarboxilarea oxidativă a piruvatului și cpe

53. Ciclul acidului citric: succesiunea reacțiilor și caracteristicile enzimelor. Rolul ciclului în metabolism.

1. Secvența reacțiilor ciclului citratului

54. Ciclul acidului citric, diagrama procesului. Ciclul de comunicare în scopul transferului de electroni și protoni. Reglarea ciclului acidului citric. Funcțiile anabolice și anaplerotice ale ciclului citratului.

55. Glucide animale de bază, rol biologic. Glucide alimentare, digestia carbohidraților. Absorbția produselor de digestie.

Metode de determinare a glicemiei

57. Glicoliză aerobă. Secvența reacțiilor până la formarea piruvatului (glicoliză aerobă). Semnificația fiziologică a glicolizei aerobe. Utilizarea glucozei pentru sinteza grăsimilor.

1. Etapele glicolizei aerobe

58. Glicoliză anaerobă. Reacția de oxidoreducere glicolitică; fosforilarea substratului. Distribuția și semnificația fiziologică a defalcării anaerobe a glucozei.

1. Reacții de glicoliză anaerobă

59. Glicogen, semnificație biologică. Biosinteza și mobilizarea glicogenului. Reglarea sintezei și descompunerii glicogenului.

61. Tulburări ereditare ale metabolismului monozaharidelor și dizaharidelor: galactozemie, intoleranță la fructoză și dizaharide. Glicogenoze și glicogenoze.

2. Aglicogenoze

62. Lipide. Caracteristici generale. rol biologic. Clasificarea lipidelor.Acizi grași mai mari, caracteristici structurale. acizi grași polienici. Triacilgliceroli..

64. Depunerea și mobilizarea grăsimilor în țesutul adipos, rolul fiziologic al acestor procese. Rolul insulinei, adrenalinei și glucagonului în reglarea metabolismului grăsimilor.

66. Defalcarea acizilor grași în celulă. Activarea și transportul acizilor grași în mitocondrii. Β-oxidarea acizilor grași, efect energetic.

67. Biosinteza acizilor grași. Principalele etape ale procesului. reglarea metabolismului acizilor grași.

2. Reglarea sintezei acizilor grași

69. Colesterol. Căile de intrare, utilizare și excreție din organism. Nivelul colesterolului seric. Biosinteza colesterolului, etapele sale. reglarea sintezei.

Fondul de colesterol din organism, moduri de utilizare și excreție a acestuia.

1. Mecanism de reacție

2. Aminotransferazele specifice organelor furnică și acționează

3. Semnificația biologică a transaminării

4. Valoarea diagnostică a determinării aminotransferazelor în practica clinică

1. Dezaminarea oxidativă

74. Dezaminarea indirectă a aminoacizilor. Schema de proces, substraturi, enzime, cofactori.

3. Deamidarea neoxidativă

76. Ciclul orinitin de formare a ureei. Chimia, locul procesului. Efectul energetic al procesului, reglarea acestuia. Determinarea cantitativă a ureei serice din sânge, semnificație clinică.

2. Formarea spermidinei și sperminei, rolul lor biologic

78. Schimb de fenilalanina si tirozina. Caracteristicile metabolismului tirozinei în diferite țesuturi.

79. Sisteme endocrine, paracrine și autocrine de comunicare intercelulară. Rolul hormonilor în sistemul de reglare metabolică. Reglarea prin feedback a sintezei hormonale.

80. Clasificarea hormonilor după structura chimică și funcția biologică.

1. Clasificarea hormonilor după structura chimică

2. Clasificarea hormonilor în funcție de funcțiile biologice

1. Caracteristicile generale ale receptorilor

2. Reglarea numărului și activității receptorilor

82. Amperi ciclici și hmp ca mediatori secundi. Activarea proteinelor kinazelor și fosforilarea proteinelor responsabile de manifestarea efectului hormonal.

3. Semnalizarea prin receptori cuplati la canale ionice

85. Hormonii hipotalamusului și hipofizei anterioare, natură chimică și rol biologic.

2. Corticoliberină

3. GnRH

4. Somatoliberină

5. Somatostatina

1. Hormon de creștere, prolactină

2. Tirotropina, hormonul luteinizant si hormonul foliculostimulant

3. Un grup de hormoni derivați din proopiomelanocortin

4. Hormonii hipofizari posterior

86. Reglarea metabolismului apă-sare. Structura, mecanismul de acțiune și funcțiile aldosteronului și vasopresinei. Rolul sistemului renină-angiotensină-aldosteron. factorul natriuretic atrial.

1. Sinteza si secretia hormonului antidiuretic

2. Mecanismul de acţiune

3. Diabet insipid

1. Mecanismul de acțiune al aldosteronului

2. Rolul sistemului renină-angiotensină-aldosteron în reglarea metabolismului apă-sare

3. Refacerea volumului sanguin în timpul deshidratării

4. Hiperaldosterontm

87. Reglarea schimbului de ioni de calciu și fosfat. Structura, biosinteza si mecanismul de actiune al hormonului paratiroidian, calcitoninei si calcitriolului Cauzele si manifestarile rahitismului, hipo- si hiperparatiroidismului.

1. Sinteza si secretia de PTH

2. Rolul hormonului paratiroidian în reglarea metabolismului calciului și fosfatului

3. Hiperparatiroidism

4. Hipoparatiroidismul

1. Structura și sinteza calcitriolului

2. Mecanismul de acțiune al calcitriolului

3. Rahitism

2. Funcțiile biologice ale insulinei

3. Mecanismul de acțiune al insulinei

1. Diabet zaharat insulino-dependent

2. Diabet zaharat non-insulino-dependent

1. Simptomele diabetului zaharat

2. Complicații acute ale diabetului. Mecanisme de dezvoltare a comei diabetice

3. Complicații tardive ale diabetului

1. Biosinteza iodotironinelor

2. Reglarea sintezei și secreției de iodotironine

3. Mecanismul de acțiune și funcțiile biologice ale iodotironinelor

4. Boli ale glandei tiroide

90. Hormoni ai cortexului suprarenal (corticosteroizi). Influența lor asupra metabolismului celular. Modificări metabolice ale hipo și hiperfuncției cortexului suprarenal.

3. Modificări metabolice în hipo- și hiperfuncție a cortexului suprarenal

91. Hormonii medulei suprarenale. secretia de catecolamine. Mecanismul de acțiune și funcțiile biologice ale catecolaminelor. Patologia medularei suprarenale.

1. Sinteza si secretia catecolaminelor

2. Mecanismul de acțiune și funcțiile biologice ale catecolaminelor

3. Patologia medularei suprarenale

1. Principalele enzime ale lanțurilor de transport de electroni microzomali

2. Funcționarea citocromului p450

3. Proprietăţile sistemului de oxidare microzomală

93. Degradarea hemului. Schema procesului, locul curgerii. Bilirubina „directă” și „indirectă”, neutralizarea ei în ficat Valoarea diagnostică a determinării bilirubinei în sânge și urină.

94. . Tulburări de catabolism hem. Icter: hemolitic, icter neonatal, hepatocelular, mecanic, ereditar (sinteza afectată a udf-glucuroniltransferazei).

31. Deteriorarea și repararea ADN-ului. Tipuri de daune. Metode de reparare. Defecte ale sistemelor de reparare și boli ereditare.

Procesul care permite organismelor vii să repare daunele care apar în ADN se numește reparare. Toate mecanismele de reparare se bazează pe faptul că ADN-ul este o moleculă dublu catenară; Există 2 copii ale informațiilor genetice într-o celulă. Dacă secvența de nucleotide a uneia dintre cele două catene este deteriorată (schimbată), informația poate fi restaurată, deoarece a doua catenă (complementară) este păstrată.

Procesul de recuperare are loc în mai multe etape. În prima etapă, este detectată o încălcare a complementarității lanțurilor ADN. În a doua etapă, nucleotida necomplementară sau numai baza este eliminată; în a treia și a patra etapă, integritatea lanțului este restabilită conform principiului complementarității. Cu toate acestea, în funcție de tipul de deteriorare, numărul de etape și enzime implicate în eliminarea acesteia poate fi diferit.

Foarte rar, apar leziuni care afectează ambele catene de ADN, adică. încălcări ale structurii nucleotidelor perechii complementare. O astfel de deteriorare a celulelor germinale nu este reparată, deoarece repararea complexă care implică recombinare omoloagă necesită prezența unui set diploid de cromozomi.

A. Vătămare spontană

Încălcările complementarității lanțurilor ADN pot apărea spontan, adică. fără participarea oricăror factori dăunători, de exemplu, ca urmare a erorilor de replicare, dezaminarea nucleotidelor, depurinarea.

Erori de replicare

Precizia replicării ADN-ului este foarte mare, dar aproximativ o dată la 105-106 reziduuri de nucleotide apar erori de asociere și apoi în loc de o pereche. nucleotidele A-T, G-C, nucleotidele care nu sunt complementare cu nucleotidele lanțului șablon sunt incluse în lanțul ADN fiică. Cu toate acestea, ADN polimerazele δ, ε sunt capabile, după adăugarea următoarei nucleotide la lanțul de ADN în creștere, să facă un pas înapoi (în direcția de la capătul de 3" la 5") și să taie ultima nucleotidă dacă nu este. complementar nucleotidului din lanțul de ADN șablon. Acest proces de corectare a erorilor de împerechere (sau corecție) uneori nu funcționează, iar apoi perechile necomplementare rămân în ADN la sfârșitul replicării, mai ales că ADN polimeraza a nu are un mecanism de corectare și „greșeli” mai des decât alte polimeraze.

În cazul împerecherii incorecte, bazele neobișnuite nu apar în structura primară a catenei ADN fiice, doar complementaritatea este încălcată. Sistemul de reparare a perechilor necomplementare ar trebui să apară numai pe firul fiică și să înlocuiască bazele necomplementare numai în acesta. Enzimele implicate în îndepărtarea perechii de nucleotide greșite recunosc catena matriță prin prezența resturilor de adenină metilate în secvențe -GATC-. Atâta timp cât bazele reziduurilor de nucleotide din lanțul fiică sunt nemetilate, enzimele trebuie să aibă timp să detecteze eroarea de replicare și să o elimine.

Recunoașterea și îndepărtarea (prima etapă) a unei nucleotide necomplementare are loc cu participarea unor proteine ​​speciale mut S, mut L, mut H. Fiecare dintre proteine ​​își îndeplinește funcția specifică. Mut S găsește perechea greșită și se leagă la acest fragment. Mut H se atașează de situsul metilat (adenină) -GATC- situat lângă perechea necomplementară. Legătura dintre mut S și mut H este proteina mut L, atașarea acesteia completează formarea enzimei active. Formarea complexului mut S, mut L, mut H la locul care conține eroarea contribuie la manifestarea activității endonucleazei în proteina mut H. Complexul enzimatic hidrolizează legătura fosfoesterică din lanțul nemetilat.

O exonuclează este atașată de capetele libere ale lanțului (a doua etapă). Scindând o nucleotidă în direcția de la capătul 3 „la 5” al lanțului fiice, elimină locul care conține perechea necomplementară. Decalajul este construit de ADN polimeraza β (etapa a treia), legătura dintre secțiunile principale și nou sintetizate ale lanțului este catalizată de enzima ADN ligază (etapa a patra). Funcționarea cu succes a exonucleazei, ADN polimerazei p și ADN ligazei necesită participarea la repararea helicazei și proteinelor SSB.

Depurinare (apurinizare)

ADN-ul fiecărei celule umane pierde aproximativ 5.000 de resturi de purină pe zi din cauza ruperii legăturii N-glicozidice dintre purină și dezoxiriboză.

Apoi, în molecula de ADN, în locul acestor baze, se formează un situs lipsit de baze azotate, numit situsul AP (situl AP sau situsul apurinic). Termenul „situs AP” este, de asemenea, folosit atunci când bazele pirimidinice ies din ADN și se formează situsuri de apirimidină (din engleză, situs apurinic-apirimidinic).

Acest tip de daune este reparat de o enzimă ADN-insertază(din engleza, introduce- insert), care poate atasa o baza dezoxiribozei in conformitate cu regula complementaritatii. În acest caz, nu este nevoie să tăiați catena de ADN, să tăiați nucleotida greșită și să reparați ruptura.

Dezaminarea

Reacțiile de dezaminare a citozinei și transformarea acesteia în uracil, adenină în hipoxantină, guanină în xantină apar mult mai puțin frecvent decât depurinarea și se ridică la 10 reacții per genom pe zi.

Corectarea acestui tip de afectare spontană are loc în 5 etape (Fig. 4-24). Participă la reparații ADN-N-glicozilaza, hidrolizarea legăturilor dintre baza anormală și dezoxiriboză (prima etapă), ducând la formarea unui situs AP care recunoaște enzima AP-endonucleaza(a doua fază). De îndată ce are loc o ruptură în lanțul ADN, intră în joc o altă enzimă, AP-exonucleaza, care desprinde deoxiriboza fără bază din lanț (etapa a treia). Un singur gol de nucleotide apare în lanțul ADN. Următoarea enzimă, ADN polimeraza b, adaugă o nucleotidă la capătul 3 al lanțului rupt conform principiului complementarității (etapa a patra). Pentru a conecta două capete libere (capătul 3" al nucleotidei încorporate și 5" -capătul lanțului principal), este necesară încă o enzimă - ADN -ligaza (etapa a cincea).

Dezaminarea citozinei metilate este ireparabilă și, prin urmare, periculoasă. Produsul dezaminării sale spontane este timina,

B. Daune inductibile

Leziunile inductibile apar în ADN ca urmare a expunerii la diverși factori mutageni, atât de natură a radiațiilor, cât și de natură chimică.

Formarea dimerilor bazelor pirimidinice

Sub acțiunea radiațiilor ultraviolete se poate rupe dubla legătură dintre atomii de carbon C 5 și C 6 din compoziția bazelor pirimidinice (timină și citozină). Atomii de carbon rămân legați printr-o singură legătură. Distanța dintre planurile paralele ale bazelor lanțului polinucleotidic în care s-a produs ruptura este de aproximativ 3,4. Această distanță permite valențelor eliberate între atomii C-C ai bazelor pirimidinice situate secvenţial în lanţul de ADN să formeze un inel ciclobutan. În funcție de ce baze sunt conectate într-un dimer, ele se numesc dimeri de timină, citozină sau timină-citozină.

Îndepărtarea dimerilor de pirimidină are loc sub acțiunea fotoliazele Enzima scindează legăturile nou formate între bazele pirimidinice adiacente și restabilește structura nativă. Există un loc în fotoliază care fie el însuși absoarbe fotoni (în partea albastră a spectrului), fie se leagă de cofactori care adsorb lumina. Astfel, lumina activează fotoliaza, care recunoaște dimerii din ADN-ul iradiat, se atașează de aceștia și rupe legăturile care au apărut între inelele pirimidinice. Enzima este apoi separată de ADN.

Deteriorarea bazelor ADN de către mutageni chimici

Bazele azotate din ADN pot suferi o varietate de daune: alchilare, oxidare, reducere sau legarea bazelor la grupările formamidă. Reparația începe cu atașarea ADN-N-glicozilazei la baza deteriorată. Există multe ADN-M-glicozilaze specifice diferitelor baze modificate. Enzimele scindează hidrolitic legătura N-glicozidică dintre baza modificată și dezoxiriboză, ceea ce duce la formarea unui situs AP în lanțul ADN (prima etapă). Repararea situsului AP poate avea loc fie numai cu participarea ADN-insertazei, care adaugă o bază dezoxiribozei în conformitate cu regula complementarității, fie cu participarea întregului complex de enzime implicate în reparare: AP endonucleaza, AP exonucleaza, ADN polimeraza β și ADN-ligazele.

B. Defecte ale sistemelor de reparare și boli ereditare

Reparația este necesară pentru a păstra structura nativă a materialului genetic pe toată durata vieții organismului. O scădere a activității enzimelor sistemelor de reparare duce la acumularea de daune (mutații) în ADN.

Cauza multor boli ereditare umane este încălcarea anumitor etape ale procesului de reparare.

Xerodermie pigmentată

La pacienții din sistemul de reparare, activitatea enzimelor responsabile pentru îndepărtarea bazelor incorecte, „construirea” golului și alte funcții este redusă. Defectul sistemului de reparare se manifestă prin hipersensibilitate la lumina UV, ceea ce duce la apariția unor pete roșii pe piele, transformându-se în cruste nevindecătoare și adesea în cancer de piele.

Trichotiodistrofie

Boala este asociată cu o fotosensibilitate crescută a ADN-ului cauzată de o scădere a activității unei enzime implicate în îndepărtarea dimerilor de timină. Simptomele bolii: păr fragil din cauza lipsei de sulf în proteinele firului de păr și foliculii acestora; adesea retard mental și fizic; anomalii ale pielii și dinților.

"