Подробная программа лекций и комментарии ко второй части курса (1132453), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Только для тРНК список минорных основанийприближается к 50. Смысл их существования – защита от гидролитических ферментов. 1-2примера минорных оснований.в) Правила Чаргаффа для ДНК. Важнейшее: А=Т. Г=Ц. Однако Г+Ц < А+Т для животных ирастений.•Принципы строения ДНК•1. Нерегулярность.Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены азотистые основания.Их чередование нерегулярно.•2. Антипараллельность.ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, ориентированных антипараллельно.
3`-конец однойрасположен напротив 5`-конца другой.•3. Комплементарность (дополнительность).Каждому азотистому основанию одной цепи соответствует строго определенное азотистоеоснование другой цепи. Соответствие задается химией. Пурин и пиримидин в паре образуютводородные связи. В паре A-Т две водородные связи, в паре Г-Ц – три, поскольку в этихоснованиях в ароматическом кольце имеется дополнительная аминогруппа.•4. Наличие регулярной вторичной структуры.Две комплементарные, антипараллельно расположенные полинуклеотидные цепи образуютправые спирали с общей осью.Отличия между ДНК и РНК.ДНКРНКСахарДезоксирибозаРибозаАзотистыеоснованияА, Т, Г, ЦА, У, Г, ЦЛинейные иликольцевые молекулы;Линейные молекулы;99.99% двойнаяспиральодноцепочечная, сложенная в третичнуюструктуру за счет самокомплементарных участковВид и количествоцепей в молекулеВажнейшие виды РНКРазмер в нуклеотидах (E.
coli)мРНК - информационные (матричные) РНК 2-3% 75-3000тPHK - транспортные РНК 15-16%75-90рРНК - рибосомные РНК 80-85%120 – 1500 – 3100Рибозимы (аналоги энзимов)Функции ДНК1. ДНК является носителем генетической информации.Функция обеспечивается фактом существования генетического кода. Количество молекулДНК: в клетке человека – 46 хромосом, в каждой одна молекула ДНК. Длина 1 молекулы ~ 8(т.е.2х4) см. В упакованном виде – 5 нм (это третичная структура ДНК, суперспирализацияДНК на белках-гистонах).2. Воспроизведение и передача генетической информации обеспечиваетсяпроцессом репликации (ДНК → новая ДНК).3.
Реализация генетической информации в виде белков и любых других соединений,образующихся с помощью белков-ферментов.Эта функция обеспечивается процессами транскрипции (ДНК в РНК) и трансляции (РНК вбелок).Репарация – восстановление повреждённого участка ДНК. Это происходит из-за того, чтоДНК – двухцепочечная молекула, есть комплементарный нуклеотид, который "подсказывает",что нужно исправить.Какие бывают ошибки и повреждения? а) Ошибки репликации (10-6), б) депуринизация, потеряпурина, образование апуриновых сайтов (в каждой клетке потеря 5000 пуриновых остатков всутки!), в) дезаминирование (например цитозин превратился в урацил).Индуцируемые повреждения.
а) димеризация пиримидиновых колец под действием УФ по С=Ссвязям с образованием циклобутанового кольца (для удаления димеров используютсяфотолиазы); б) химическое повреждение (алкилирование, ацилирование и др.). Ремонтповреждений – ДНК-гликозилаза – апуринизация (или апиримидинизация) алкилированногооснования – далее введение "нормального" основания в пять стадий.Нарушение процесса репарации – наследственные болезни (пигментная ксеродерма,трихотиодистрофия и др.) Наследственных болезней около 2000.Ингибиторы транскрипции и трансляции – антибактериальные препараты.Стрептомицин – ингибитор синтеза белка у прокариотов.Тетрациклины – "связываются с 30S субъединицей бактериальной рибосомы и блокируютприсоединение аминоацил-тРНК в А-центр рибосомы, тем самым, нарушая элонгацию (т.е.считывание мРНК и синтез полипептидной цепи)".Пенициллины и цефалоспорины – β-лактамные антибиотики.
β-Лактамное кольцоингибирует синтез клеточных стенок у грамотрицательных микроорганизмов.Вирусы – ингибиторы матричных синтезов в эукариотических клетках.Токсины – часто делают то же самое, что и вирусы. α–Аманитин – токсин бледной поганки,LD50 0,1 мг на кг массы тела. Ингибирование РНК-полимеразы. Результат – необратимыеизменения в печени и почках.Рицин – очень сильный белковый яд из клещевины.
Это фермент N—гликозилаза, которыйудаляет остаток аденина из 28S рРНК большой субъединицы рибосомы, ингибирует синтезбелка у эукариотов. Содержится в касторовом масле.Энтеротоксин возбудителя дифтерии (белок с массой 60 кД) – ингибирование синтезабелков в зеве и гортани.Интерфероны – белки с размером около 160 АК, секретируются некоторыми клеткамипозвоночных в ответ на заражение вирусами. Количество интерферона – 10-9 – 10-12 г, т.е.одна молекула белка защищает одну клетку.
Эти белки, как белковые гормоны, стимулируютсинтез ферментов, которые разрушают синтез мРНК вирусов.Наследственные болезни (моногенные) и (не путать!) семейная предрасположенность кболезням (диабет, подагра, атеросклероз, мочекаменная болезнь, шизофрения – этомультифакторные болезни.)Принципы анализа нуклеотидной последовательности (факультативно).ДНК технологии в медицине.А. Выделение ДНК. Б. Расщепление ДНК с помощью рестриктаз. ДНК человека - 150х106 парнуклеотидов. Их надо разделить на 500 000 фрагментов по 300 пар в каждом.
Далее гельэлектрофорез. Далее – блот-гибридизация по Саузерну с радиозондом или другие методики.Секвенирование. Экзонуклеазы – отщепляют последовательно один мононуклеотид. Этоустаревшая методика.ПЦР (PCR) – полимеразно-цепная реакция. (Нобел. пр. 1993 г.: Кэрри Муллис)Принцип: праймеры (это фрагменты ДНК ~20 нуклеотидов – коммерчески доступные) + ДНКполимераза → наработка ДНК (амплификатор) → анализ ДНК (секвенатор).
Сейчас всёделается автоматически!Метод секвенирования ДНК с использованием меченых дефектных нуклеотидов (например,дидезоксинуклеотидов). Сейчас метки не радиоактивные, а флуоресцентные. Анализ на СПИДи другие ИППП. Быстро, но дорого. Лучше не болеть!Успех ПЦР для диагностики и широкого распространения связан с тем, что ферменты,участвующие в процессе, выделенные из термостойких бактерий горячих источников исделанные генной инженерией, выдерживают нагревание, при котором происходитденатурация (диссоциация цепей ДНК) и подготовка их к следующему циклу ПЦР.ТЕРПЕНЫ, ТЕРПЕНОИДЫ И СТЕРОИДЫ.Турпентин – летучее масло из сосновой смолы.Терпены – группа ненасыщенных углеводородов состава (С5Н8)n, где n 2, широкораспространенные в природе.
Содержат фрагменты изопентана, связанные, как правило, по типу“голова к хвосту” (это и есть Правило Ружички).Монотерпены С10 (С5Н8)2 Сесквитерпены С15, (С5Н8)3 Дитерпены(С5Н8)4 Тритерпены С30, (С5Н8)6 . Политерпены (каучук).С20,Степень гидрирования терпенов может быть разной, поэтому число атомов Н необязательнодолжно быть кратно 8.
Не бывает С25 и С35 терпенов.Терпены бывают ациклические и карбоциклические.Терпеноиды (изопреноиды) – это терпены (углеводороды) + функционально замещенные терпены.Обширная группа природных соединений с регулярным строением скелета.Изопреноиды можно подразделить на1) терпены, в т.ч. функционально замещенные,2) стероиды3) смоляные кислоты,4) полиизопреноиды (каучук).Важнейшие представители терпенов.Некоторые особенности химии терпенов, бициклических молекул и стероидов.1) неклассические катионы; 2) перегруппировки типа Вагнера-Мейервейна; 3) легкаяокисляемость; 4) диастереоселективный синтез; 5) влияние удаленных групп.Формально терпены – продукты полимеризации изопрена, но путь синтеза совершенно иной!Почему же именно производные полиизопрена получили такое распространение в природе? Этосвязано с особенностями их биосинтеза из ацетилкоэнзима А, т.е.
фактически из уксуснойкислоты. (Блох, 40-60 гг. Оба атома углерода из С14Н3С14ООН включаются в терпен.)СХЕМА СИНТЕЗА МЕВАЛОНОВОЙ КИСЛОТЫ – важнейшего промежуточного продукта вбиосинтезе терпенов и стероидов.Конденсация ацетилкоэнзима А в ацетоацетилкоэнзим А проходит по типу сложноэфирнойконденсации Кляйзена.Далее происходит реакция типа альдольной конденсации:Полученная молекула нехиральна, однако она подвергается энантиоселективномуферментативному гидролизу только по одной (левой) тиоэфирной группе. Дальнейшеевосстановление другой тиоэфирной группы с НАДФН(Н+) (справа) приводит к мевалоновойкислоте.Синтез лимонена из геранилфосфата – важного промежуточного вещества как в синтезесамых разнообразных терпенов, так и в синтезе холестерина.
Ниже приведено превращениелимонена в камфору под действием HCl, воды и окислителя (РР – остаток пирофосфата).Превращение мевалоновой кислоты в геранилфосфат происходит путём 1) фосфорилирования 5ОН, 2) повторного фосфорилирования 5-ОН и образование пирофосфата, 3) фосфорилированияпо 3-ОН. Всё это происходит под действием АТФ, которая превращается в АДФ. Дальнейшиепревращения:Важнейшие стероидные гормоны.Образуются в организме из холестерина.
Холестерин не растворим в воде. Проникает в клетку иучаствует в биосинтезе через комплексы со стеринопереносящими белками.ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ. Холевая кислота. Цис-сочленение колец А и В. Желчные кислотыулучшают всасываемость липидов, понижают уровень холестерина, широко используются длясинтеза макроциклических структур.СТЕРОИДЫ – ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА.1.
Кардиотоники. Дигитоксин. Содержится в различных видах наперстянки (DigitalispurpureaL.или DigitalislanataEhrh.) Гликозиды – это природные соединения, которые состоят из одного илинескольких остатков глюкозы или другого сахара, чаще всего связанных через положения 1- или4- с органической молекулой (АГЛИКОНом). Вещества похожей структуры и действиявстречаются в яде некоторых видов жаб.2. Диуретики.
Спиронолактон (верошпирон). Антагонист альдостерона. Блокирует обратноевсасывание ионов Na+, уменьшает таким образом количество жидкости, что приводит кпонижению артериального давления Не влияет на содержание ионов К+ ! Это очень важно.3. Противовоспалительные средства. Преднизолон. 6-Метилпреднизолон (см. формулувыше). Фторстероиды (дексаметазон (9-фтор-16-метилпреднизолон), триамцинолон (9фтор-16-гидроксипреднизолон.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
