Патологии соединительной ткани. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Патологии соединительной ткани.



Врожденные нарушеня обмена ГАГ и протеогликанов – муко-поли-сахаридозы, и вторая группа коллагенозы- ревматизм деструктция коллагена одним из симптомов которой является гидроксипролинурия.

Биохимия мышечной ткани (поперечно-полосатые)

80-82% – вода, 20% сухой остаток (18% белки, азотистые вещества, липиды, углеводы, минеральные вещества).

№3 Важную роль в диагностике сахарного диабета играет определение толерантности организма к углеводам (или это называют пробой с сахарной нагрузкой, или построение сахарной кривой). Суть метода: у пациента натощак измеряют уровень глюкозы крови, затем дают глюкозную нагрузку (из расчета 1г на 1 кг веса) и через 30, 60, 90, 120 минут (т.е. в течение двух часов) определяют уровень глюкозы в крови. В первые 30 минут уровень глюкозы в крови резко повышается, т.к. происходит массивное всасывание глюкозы из кишечника. В ответ на это поджелудочная железа активно генерирует инсулин и через 90 –120 минут уровень глюкозы в крови соответствует исходному уровню и даже может быть ниже исходного (вследствие массивного выброса инсулина). Если же через 90 – 120 минут после сахарной нагрузки уровень глюкозы в крови остаётся на высоких цифрах, то это важное свидетельство в пользу сахарного диабета.

Выделяют гипогликомию, не связанную с голоданием. При этом в тяжёлых случаях симптомы развиваются через 5 – 6 часов после приёма пищи, и может быть отмечена зависимость развития симптомов между приёмами определённых пищевых продуктов или лекарственных средств. К числу веществ, провоцирующих в этих случаях гипогликемию, относятся:

1) лекарственные средства (особенно инсулин). Может возникнуть при передозировке инсулина, или если вслед за уколом последовал приём пищи.

2) глюкоза (реактивная гипогликемия). Может возникнуть при гастрэктомии, когда глюкоза очень быстро поступает в кишечник, быстро всасывается и вызывает массивный выброс инсулина.

3) алкоголь, он снижает скорость глюконеогенеза (особенно натощак или в состоянии голодания, т.к. в этом случае глюконеогенез – основной источник глюкозы).

4) галактоза (в молоке) – у детей (галактоземия)

5) фруктоза (в продуктах, содержащих сахарозу)

6) лейцин (аминокислота, содержащаяся в казеине).

(1) Может возникнуть при передозировке инсулина, или если вслед за уколом последовал прием пищи.

(2) Может возникнуть при гастроэктомии, когда глюкоза очень быстро поступает в кишечник, быстро всасывается и вызывает массивный выброс инсулина.

(3) Алкоголь снижает скорость глюконеогенеза (особенно натощак или в состоянии голодания, так как в этом случае глюконеогенез – основной источник глюкозы).

Кортизол (важнейший представитель глюкокортикондов) стимулирует процесс глюко-неогенеза из аминокислот и способствует накоплению гликогена в печени. Он также повышает уровень глюкозы в крови и снижает использование глюкозы в периферических тканях. Определенное влияние оказывают и гормоны щитовидной железы.

Инсулин синтезируется b-клетками островков Лангерганса поджелудоч-ной жедлезы в ответ на повышение содержания глюкозы в крови. Клетками –мишенями для инсулина в первую очередь являются клетки мышц, печени и жировой ткани. Мишенью для глюкогона являются, в первую очередь, клетки печени. Под действием глюкогена печень вырабатывает большое количество глюкозы, которая затем с кровью переносится в другие ткани. Таким образом, в этом отношении глюкогон по своему действию идентичен адреналину-они оба активируют гликолиз поср едством цАМФ.

 

БИЛЕТ 32

№1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕЛКОВ.

Они определяются структурой белка. Белки – высокомолекулярные соединения, их молекулярная масса колеблется (в зависимости от вида белка) от нескольких тысяч до нескольких миллионов дальтон. Принято считать белками такой полипептид, молекулярная масса которого превышает 5000 дальтон и при этом он несет ту или иную биологическую функцию. Например, молекулярная масса инсулина составляет около 6000 дальтон, гемоглобина – 68000 дальтон, каталазы около 250000 дальтон, миозин – 500000, белки вируса табачной палочки – до 1000000 дальтон. Определение молекулярной массы белков проводят, используя различные методы. Рассмотрим некоторые из них:

1) Аналитическое ультрацентрифугирование – относится к седиментационным методам Принцип метода: на поверхность буферного раствора, помещенного в кювету, наносят тонкий слой белка и кювету помещают в ротор центрифуги. Вращение ротора происходит со скоростью от 100000 до 500000 оборотов в минуту. При этом молекулы белка как более плотные начинают перемещаться в направлении от оси вращения. Это регистрируется специальным оптической системой по показателю преломления, который выше в зоне белка. На основании результатов вычисляют коэффициент седиментации(S).

dx 1

S= ---- * ----------

dt W2Х

Где dx/dt – Скорость седимнетации

W – угловая скорость, выраженная в рад/сек.

X – расстояние от оси вращения до зоны белка.

За единицу коэффициента седиментации условно принята величина десять в минус тринадцатой степени секунд, называется сведбергом и обозначается S*

Получаются величины (для белка) в диапозоне от 1 до 200 сведберг.

2) Метод ионообменной хроматографии. Стеклянную колонку заполняют смолой, несущей группировки SO3HNa. Известно, что в кислой среде белки заряжаются положительно и способны вытеснять часть ионов Na, занимая их место. Затем через колонку пропускают элюент(жидкость, способную разрывать связь белка с анионом SO3H). Поскольку прочность связи с SO3H у разных белков различна, они выходят из колонки поочередно. Поэтому их легко выделить и определить их количество и молекулярную массу.

3) Метод гель-фильтрации. Колонку заполняют декстраном (например, сефадексом), имеющим поры. При этом молекулы, имеющие большие размеры, или совсем не проникают, или проникают только в часть пор и вымываются из колонки раньше, чем мелкие молекулы. Таким образом можно разделить смесь белков и измерить их молекулярную массу.

4) Электронная микроскопия. В настоящее время электронная микроскопия дает разрешение в 20 ангстрем, что позволяет видеть белки. Подсчитывая число белковых глобул, можно получить приблизительную величину молекулярного веса. Для этого достаточно знать концентрацию белка в растворе и объем, который наблюдается в микроскоп.

5) Метод рентгеноструктурного анализа.

6) Метод электрофореза.

7) Физические методы всегда дают приближенные результаты, поэтому их лучше дополнять данными, полученными с помощью химических методов, основанных на определении концентрации вещества.

Размеры белковых молекул зависят от ряда факторов (число аминокислотных остатков в полипептидной цепи, молекулярный вес белка, наконец, его форма) и колеблется от 0,001 до 0,1 мкм, то-есть в принципе, соизмеримы с коллоидными частицами, и, соответственно обладают некоторыми свойствами, близкими к свойствами коллоидных растворов:

1)низкая скорость диффузии белков в растворах (при этом глобулярные белки более подвижны чем фибриллярные).

2)Высокая вязкость (увеличение вязкости белков плазмы крови создает дополнительную нагрузку на миокард). Вязкость белковых растворов связана с большой молекулярной массой, связями в белковых молекулах, и наличием гидратной оболочки.

3)Белки неспособны проходить через полупроницаемую мембрану. В участках с высокой концентрацией белка создается избыточное гидростатическое давление. Притягивая воду, белки создают онкотическое давление. Это очень важный фактор для перераспределения воды между сосудистым руслом и тканями. Изменение (уменьшение) онкотического давления может привести к отекам, а увеличение может привести к увеличению объема циркулирующей крови.

4)Некоторые белки (особенно фибриллярные) способны к гемообразованию (например, коллаген – это повышает его прочность).

По форме белковые молекулы делятся на фибриллярные и глобулярные.

Фибриллярные белки – это устойчивые, как правило нерастворимые в воде и в разбавленных солевых растворах вещества. Располагаясь параллельно друг другу вдоль одной оси, полипептидные цепи образуют длинные волокна – фибриллы. Это основные структурные элементы соединительной ткани (коллаген, кератин, эластин). У глобулярных белков полипептидные цепи плотно свернуты в компактные сферические структуры. Большинство этих белков растворимы в воде и слабых солевых растворах. Это почти все ферменты, антитела, альбумины, гемоглобин. Некоторые белки принадлежат к промежуточному типу. Подобно фибриллярным, они состоят из длинных палочковидных структур, в тоже время они, как и глобулярные, растворимы в водных солевых растворах. Это миозин, фибриноген. Белки обладают и свойствами истинных растворов.

Растворимость. Большинство белков растворимы в воде и водных солевых растворах, образуя растворы высокомолекулярных соединений (истинные растворы), по своим свойствам напоминающие коллоидные, так-как размеры белковых молекул сопостовимы с размерами коллоидных частиц. Растворы белков устойчивы. Растворимость белка тем выше, чем больше гидрофильных групп на его поверхности. На растворимость белков влияет добавление солей: так альбумины хорошо растворимы в воде, глобулины растворяются в присутствии 5-10% KCl или NaCl. Присутствие соли уменьшает(ослабляет) внутренние ионные связи.

Факторы стабилизации белковых растворов:

1) Наличие заряда.

2) Высокая степень гидротации.

Наличие заряда обусловлено способностью к ионизации гидрофильных группировок аминокислот, входящих в состав белка. Это группы –СООН, -ОН, -SH, -NH2 и т.д. Основной фактор ионизации – величина pH среды. Чем щелочнее среда, тем больший отрицательный заряд приобретает белковая молекула. Это можно изобразить схемотично:

-СООН щелочная среда -СОО -

-ОН -О -

-SH >pH -S -

 

и наоборот, чем кислее среда, тем больше положительный заряд:

-NH2 кислая среда -NH3+

<pH

-NH2 -NH3+

Появление заряда на белковой молекуле приводит к образованию ионных связей. Способность к ионизации обуславливает буферное свойство белков((при защелачивании среды белки могут являтся донорами протонов – в основном за счет карбоксильных групп, при закислении среды белки являются акцепторами протонов, при этом Н+ присоединяется к аминогруппам). В щелочной среде белок ведет себя как анион, и если раствор такого белка поместить в постоянное электрическое поле, то он мигрирует по направлению к аноду. метод разделения сложных белковых смесей – электрофорез. В медицине явление электрофореза широко используется. Он применяется для разделения белков в сыворотке крови на фракции, для введения лекарственных веществ и т.д. При определенном значении рН среды количество положительных и отрицательных зарядов становится равным(т.е. суммарный заряд молекул белка равен 0). Такое состояние белка называется изоэлектрическим. Значение рН, при котором белок находится в изоэлектрическом состоянии, называется изоэлектрической точкой и обозначается Pi. Изоэлектрическая точка белков варьирует между значениями рН от 1 (для пепсина)до 10 (для гистонов).Для большинства белков изоэлектрическая точка лежит в более узких пределах: от 4 до 7. Снять заряд можно добавлением электролита или приближением рН к Pi (т.е., по сути, подкислением раствора).

Гидратация объясняется полярными взаимодействиями гидрофильных групп белков (-COOH,-OH,-SH,-NH2) с диполями воды, при этом вокруг молекулы белка образуется «водная шуба», которые препятствует взаимодействию молекул белка между собой. Гидратацию можно уменьшить, изменяя конформацию белка (то-есть нарушая третичную структуру) – убирая гидрофильнуые группы внутрь белковой молекулы или добавляя вещества, жадно поглощающие воду (спирт, соли серной кислоты). Таким образом, для осаждения белка необходимо снять заряд и убрать гидратную оболочку. Вязкость растворов белка во многом определяет его оптические свойства.

Оптические свойства.

Оптические свойства белков определяются размерами белковых молекул, аминокислотным составом наличием пептидных связей, степенью спирализации и так далее.

1)Для белковых растворов характерна рефракция (преломление света). 2) Растворы белков способны вращать плоскость поляризованного света. 3) Белковые растворы рассеивают свет.

4) Растворы белков поглощают свет (в ультрафиолетовой части спектра) в диапазоне 250 –300 нанометров. Также поглощение идет в диапазоне 210 - 230 нанометров. На использовании этих свойств основана работа соответствующих приборов, позволяющих определять концентрацию белка в раствора

№2 Противосвертывающая система крови.

Уравновешивает активность свертывающей т.е.

Противосвертывающие факторы обозначают антикоагулянты:

Антитромбопластины – антикоагулянты препятствующие образованию тромбопластина. К этим АТП относят много белков, фосфолипидов:

1. ингибиторы сериновых протеаз (серпины) – гликопротеиды синтезируются в печени, эндотелии сосудов и блокируют 2, 7, 9, 10 факторы

2. α-2-макро глобулин – обладает антипротеазной активностью, блокирует протеолитические ферменты свертывающей системы крови.

3. антиконвертин – ингибирует 7 фактор

4. Специфические антифакторы к 11, 12 фактору

Тромбиновый компонент антисвертыващей системы – активный тромбин запускает противосвертывающей каскадный мезханизм. Тромбин взаимодействует с особым белком эндотелия сосудов тромбомодулин + Са→этот комплекс ведет к образованию активной протеазы (протеин С)→взаимолействует с кофактором протеин S + Са→этот комплекс разрушает 5 и 8 фактор.

Для тромбина существуют антикоагулянты антитромбины которые инактивируют томбин: Антитромбин 3 – гликопротеид, синтезируется в печени, эндотелии, активируется гепарином разрушает 2а фактор → меньше свертывающая система.

Фибринолитическая система если сгусток все таки образовался он может подвергается расщеплению фибринолизу при участии фибринолитической системы. Основным компонентом ФЛС является фермент плазмин (фибринолизин) очень активный протеолитический фермент способный растворять фибриновый сгусток. Синтезируется из неактивного предшественника плазминогена в переходе ПГ в П участвуют активаторы двух видов:

1. Прямые:тканевые активаторы плазниногена (ТАП) синтезируются в эндотелии особенно много в плаценте, маткетрипсинкалликреин,12 а фактор,урокиназа

2. Проактиваторы которые переходят в активаторы:

· Стрептокиназа

· Лизокиназы

У фибринолитической системы есть антифибринолитическая

№3 Синтез гемоглобина.

Происходит в ретикулоцитах, эритробластах, печени, костном мозге, селезенке, тимусе. Исходными веществами для синтез гемма является активная форма янтарной кислоты – сукцинил КоА (из цикла Кребса) и ГЛИ.

Нарушения синтеза гемма – порфирии. При них либо искажается синтез, либо блокируется на каком то этапе синтез гемма. Выделяют печеночные порфирии и эритропоэтические.Анемия Гюнтера – блокируется синтез уропорфиринагена → анемия, фотодерматиты, оранжевая моча (из-за большого количества порфиринов), коричневый оттенок эмали зуба.


БИЛЕТ 33

№1Гемопротеиды относятся к группе сложных белков – хромопротеидов. Гемопротеиды имеют в своем составе белковую часть и в качестве простетической (небелковой) части – гем. К ним относятся гемоглобин и миоглобин (белки – участвующие в транспорте газов – СО2 и О2), каталаза (фермент, принимающий участие в детоксикации Н2О2, т.е. входящий в антиоксидантную защитную систему), цитохромы (белки – ферменты, принимающие участие в работе дыхательной цепочкеГемоглобин – сложный, железосодержащий белок. Молекулярная масса равна 68000. Состоит из белковой части - глобина и простетической группы – гема. Молекулу гемоглобина образуют 4 субъединицы с М = 17000 каждая. В составе субъединицы гем и одна полипептидная цепь. Глобин состоит из 574 АК остатков. Различают 2 альфа и 2 бета цепи (это у гемоглобина А). Альфа-цепь состоит из 141 АК, бета-цепь – включает 146 АК. Глобин соединяется с гемом через имидозольные кольца гистидина по пятой координационной связи железа. Различают гемоглобины разных видов, которые отличаются такими свойствами, как форма кристаллов, растворимость, сродство к кислороду, спектр поглощения и т.д. Однако они все состоят из белка – глобина и 4 молекул нековалентно связанного с ним гема. Отличия обусловлены различием в АК последовательности и конформацией глобина, в то время как гем идентичен у всех гемоглобинов. Различают следующие виды гемоглобинов: (или их иногда называют производные гемоглобина). 1)Гемоглобин, не связанный с кислородом и содержащий гем с железом Fe++, вызывают дезоксигемоглобином или восстановленном гемоглобином. 2) Атомы железа каждой из гем-группы молекулы гемоглобина могут обратимо связывать молекулу О2. Полностью оксигенированный гемоглобин называется оксигемоглобин (НвО2) и содержит 4 молекулы кислорода на молекулу гемоглобина. 3) Гемоглобин, связанный с СО2 – карбгемоглобин (НвСО2). 4) Гемоглобин может так же соединятся с 4 молекулами СО с образованием карбоксигемоглобина (НВСО). 5) Если железо в составе гема под действием различных реагентов (например перекисей) окисляется с Fe++ до Fe+++, то образуется метгемоглобин, который не присоединяет ни О2, ни СО. Метгемоглобин может ферментативно восстанавливаться до гемоглобина при участии метгемоглобинредуктазы. Метгемоглобин (MetНв) = 1%. Содержание метгемоглобина может повышаться при некоторых гемоглобинопатиях. Основным клиническим признаком врожденной метгемоглобинопатии является цианоз. Повышение количества метгемоглобина (метгемоглобинемия) может происходить при воздействии амилнитрита, анилина, нитробензола, нитритов, нитратов, сульфаниламидов, салицилатов, фенацитина – все они способствуют окислению железа с Fe++ до Fe+++ в гемоглобине. Повышение MetНв может быть и врожденным вследствие недостаточности метгемоглобинредуктазы в эритроцитах. В этом случае от 25 % до 45 % всего гемоглобина может находится в виде MetНв, что и ведет к цианозу. 6) Трехвалентное железо в составе гемоглобина может взаимодействовать со многими анионами. При взаимодействии с СN- образуется цианметгемоглобин. Поэтому противоядием при отравление синильной кислотой являются препараты превращающие часть Нв в MetНв (метиленовый синий, амилнитрит). По составу глобинового компонента различают: (в таком случае говорят о гетерогенности гемоглобина). 1)Гемоглобин А (содержит 2 альфа- и 2 бета цепи), его содержится в крови 97 %. Это нормальный гемоглобин. 2) Гемоглобин А2 (содержит 2 альфа и 2 дельта), его содержится в крови 2,5 % (его биологическое значение не выяснено). 3) Гемоглобин F - фетальный гемоглобин (содержит 2 альфа и 2 гамма цепи, гамма цепи отличаются от бета цепей иной последовательностью 37 АК) – его около 0,5 % у взрослых. В больших количествах присутствует у внутриутробного плода, у новорожденных 60 – 90 %,исчезает к 4 – 6 месяцу жизни. Сродство к кислороду у НвF значительно выше, чем у НвА, поэтому НвF обеспечивает доставку кислорода к эмбриону из системы кровообращения матери. Увеличение содержания фетального гемоглобина отмечается при талассемии, серповидноклетоной анемии, пернициозной анемии, остром лейкозе и т.д. Сейчас установлено, что имеется по крайней мере 5 форм гемоглобина А (гемоглобин А0 – 96%, на долю остальных около 1%). Все они имеют одинаковый состав (2 альфа и 2 бета цепи), однако в 4 минорных формах к бета - цепям присоединяются простые сахара (чаще глюкоза, реже фруктоза), образует так называемые гликолизированные гемоглобины, которые имеют меньшее сродство к кислороду. У больных диабетом отмечается более высокий уровень таких гемоглобинов. Генетическая гетерогенность связана с точечными мутациями в одном из генов, кодирующих синтез альфа, бета, гамма, дельта цепей. Выявлено более 300 вариантов гемоглобина, называемых анамальными гемоглобинами. Нарушение механизма синтеза белкового компонента гемоглобина, при нормальной структуре гема приводит к развитию целой группы заболеваний, которые называются гемоглобинопатии (это генетически детерменируемые нарушения синтеза гемоглобина). Есть дефекты, обусловленные заменой АК остатка в пептидной цепи гемоглобина. Таких патологий известно более 200, например, серповидно-клетоная анемия (в бета-цепи в 6 положении глютаимн замещен на валин). Такой гемоглобин отличается гораздо меньшим сродством кислорода, эритроциты принимают форму серпа (а в норме двояковогнутый диск), при этом снижается толерантность эритроцитов к гемолизу, что определяет укорочение их жизни. Иногда заменяются АК, не являющиеся структурно или функционально необходимыми, клинически такие нарушения не проявляются. Есть дефекты, обусловленные нарушением синтеза цепей гемоглобина в количественном плане. Это – различные виды талссемий: альфа-талассемия (нарушен синтез альфа цепей), бета-талассемия (нарушен синтез бета цепей), дельта-талассемия (тормозится синтез бета и дельта цепей, что ведет к увеличению продукции фетального гемоглобина). Такие изменения приводят к гемолизу и анемии различной степени. Клиническая тяжесть заболевания варьируется в зависимости от вида талассемии. Некоторые протекают бессимптомно и проявляются клинически только во время стрессов, таких например, как тяжелая инфекция или беременность. Полное отсутствие альфа-цепи приводит либо к мертворождению, либо гибели детей вскоре после рождения. При отравлениях нитритами, нитратми, бромидами, анилином, сульфаниламидами и т.д. резко возрастает количество метгемоглобина (в норме около 1 %) и развивается метгемоглобинемия. Восстановление метгемоглобина в гемоглобин происходит с участием НАДФН – зависимой метгемоглобинредуктазы в присутствии аскорбиновой кислоты.

№2 Биосинтез белка (трансляция генов).

Сборка полипептидной цепи из составляющих ее АК представляет собой удивительный и очень сложный процесс, который можно представить происходящим в 4 стадии, а именно:

1) активация и отбор АК (АТФ-зависимая стадия);

2) инициация синтеза полипептидной цепи (ГТФ-зависимая стадия);

3) элонгация полипептидной цепи (ГТФ-зависимая стадия);

4) терминация синтеза полипептидной цепи.

(1)– активация и отбор АК. Во всех типах клеток первой стадией трансляции является АТФ-зависимое превращение каждой АК в комплекс: аминоацил-тРНК. Этим достигается две цели:

1) повышается реакционная способность АК в плане образования пептидной связи.

2) АК соединяется со специфической тРНК (то есть происходит отбор). Реакция идет в 2 стадии + Mg++

1) АК + АТФ аминоацил – АМФ + ПФ

аминоацил-тРНК-синтетаза

- АМФ

2) аминоацил-АМФ + тРНК аминоацил-тРНК

аминоацил-тРНК-синтетаза

 

Аминоацил-тРНК-синтетаза катализирует присоединение аминоацила (аминокислотного остатка) к 3` гидроксильной группе концевого аденозина. Вспомним строение тРНК:

А АК

это плечо необходимо это плечо участвует в связывании аминоацил-

для узнования тРНК тРНК с рибосомой в месте синтеза белка.

аминоацил-тРНК-

петидазой

 
 


антикодон

Помимо каталитической активности, аминоацил-тРНК-синтетаза обладает очень высокой специфичностью, «узнавая» как аминокислоты, так и соответствующие им тРНК. Предполагается, что клетки содержат 20 синтетаз – по одной на каждую АК, в то время тРНК гораздо больше (не менее 31 -32), так как многие АК могут соединятся с двумя и даже с тремя различными молекулами тРНК.

(2)Инициация – вторая стадия синтеза белков.

Для начала трансляции необходимо точное узнавание первого кодона, расположенного сразу же за не транслируемой последовательностью мРНК. Инициаторным кодоном является АУГ, а инициатором выступает метионин-тРНК

мРНК не транслируемая транслируемая не транслируемая

последовательность последовательность последовательность


1-ый кодон.

 

Узнавание идет с помощью антикодона тРНК. Считывание происходит в направлении 5` - 3`. Это узнавание требует упорядоченного, идущего с затратой энергии (ГТФ) взаимодействия с диссоциированными рибосомами. Этот процесс происходит с участием дополнительных белков, которые называют факторы инициации (ФИ), их 8. В процессе участвуют 40S и 60S субъединиц рибосом. Рассмотрим подробный механизм инициации.

1) 40S – субъединица рРНК связывается с областью мРНК, предшествующей первому кодону. В этом принимает участие ФИ-3.

2) Первая аминоацил-тРНК, участвующая в трансляции первого кодона, взаимодействует с ГМФ и ФИ-2. Этот образовавшийся комплекс в присутствии ФИ-1 присоединяет тРНК к первому кодону матрицы и образует инициаторный комплекс с 40S субъединицей рибосомы.

3) После высвобождения всех факторов инициации (ФИ-1,2,3) к ГТФ присоединяется 60S субъединица рибосомы, при этом происходит гидролиз ГТФ. Так завершается образование полной 80S-частицы рибосомы. таким образом образуется полный инициаторный комплекс: рибосома – мРНК – тРНК.

Схематично весь этот процесс мы можем представить так:

1)40S-субъединица рибосомы при участии ФИ-3 присоединяется к нетранслирующей последовательности мРНК непосредственно перед первым кодоном.

2)аминоацил-тРНК, соединяется с ГТФ и ФИ-2 и при участии ФИ-1 присоединяеся к первому кодону, при этом образует с 40S-субъединицей инициаторный комплекс.

3)происходит освобождение ФИ-1,2,3.

4) 60S-субъединица взаимодействует с ГТФ и затем присоединяется к инициаторному комплексу. Образуется полная 80S-рибосома, имеющая Р-участок и А-участок.

5)после образования инициаторного комплекса с первым кодоном, аминоацил-тРНК попадает в формирующийся Р-участок, оставляя А-участок свободным.

(3)Элонгация – продолжение синтеза. На этом этапе происходит удлинение пептидной цепи. В полностью сформированной на стадии инициации 80S-рибосома, А-участок свободен. По сути, в процессе элонгации постоянно повторяется цикл из 3 стадий:

1) Правильное расположение следующей аминоацил-тРНК.

2) образование пептидной связи.

3) перемещение новообразованной пептидил-тРНК из А-участка в Р-участок.

(1)– присоединение соответствующей (следующей) аминоацил-тРНК в А-участке требует точного узнавания кодона. Это происходит с помощью антикодона тРНК. Присоединение аминоацил-тРНК к рибосоме происходит благодаря образованию комплекса, состоящего из аминоацил-тРНК, ГТФ и белковых факторов элонгации (ФЭ), их тоже несколько. При этом высвобождается комплекс ФЭ – ГДФ и фосфат. Этот комплекс (ФЭ – ГДФ) затем (при участии ГТФ и других белковых факторов) вновь превращается в ФЭ – ГТФ.

(2) - альфа аминогруппа новой аминоацил-тРНК в участке А осуществляет нуклеофильную атаку эстерефицированной карбоксильной группы пептидил – тРНК, занимающей Р-участк. Эта реакция катализируется пептидилтрансферазой – белковым компонентом, входящим в состав 60S-субъединицы рибосомы. поскольку АК а аминоацил-тРНК уже активирована, для этой реакции (реакции образования пептидной связи) дополнительной энергии не требуется. В результате реакции растущая полипептидная цепь оказывается прикрепленной к тРНК, находящейся в А-участке.

(3) – после удаления пептдильного остатка с тРНК в Р-участки, свободная молекула РНК покидает Р-участок. Комплекс ФЭ-2 – ГТФ участвует в перемещении новообразованной пептидил-тРНК из А-участка в Р-участок, освобождая А-участок для нового цикла элонгации. Совокупность отделения деацилированной тРНК, передвижение новообразованной пептидил-тРНК из А-участка в Р-участок, а так же передвижение мРНК относительно рибосомы, называется транслокацией.

Р-участком. Стрептомицин, связываясь с рибосомными белками, нарушает узнавание кодона антикодоном. Хлоромицитин связывается с А-участком, блокируя элонгацию. Схематично это можно представить так: 1) следующая аминоацил-тРНК благодаря узнаванию с помощью антикодона закрепляется в А-участке. Присоединение происходит в комплексе с ГТФ и ФЭ-1. при этом высвобождается ГДФ – ФЭ – 1 и Фк, который затем снова превращается в ГТФ – ФЭ-1 и принимает участие в новых циклах. 2) Происходит образование пептидой связи между присоединившейся аминоацил-тРНК и пептидом, находящемся в Р-участке. 3) При образовании этой пептидной связи от пептида отделяется тРНК и покидает Р-участок. 4) Новообразованный пептидил-тРНК с помощью комплекса ГТФ – ФЭ2 перемещается из А в Р-участок, а комплекс ГТФ – ФЭ2 гидролизуется до ГДФ – ФЭ-2 и Фк. 5) В результате этого перемещения А-участок освобождается для присоединения новой аминоацил-тРНК.

(4)-Терминация – заключительный этап синтеза белка. После многих циклов элонгации, в результате которых синтезируется полипептидная цепь белка, в

А-участке появляется терминирующий или нонсенс-кодон. В норме отсутствуют тРНК, способные узнать нонсенс-кодон. Их распознают специфические белки – факторы терминации (R-факторы). Они специфически узнают нонсенс-кодон, связываются с рибосомой вблизи А-участка, блокируя присоединение следующей аминоацил-тРНК. R-факторы при участии ГТФ и пептидилтрансферазы обеспечивают гидролиз связи между полипептидом и молекулой тРНК, занимающей Р-участок. После гидролиза и высвобождения полипептида и тРНК, 80S-рибосома диссоциирует на 40S и 60S субъединицы, которые затем могут вновь использоваться в трансляции новых мРНК.

Мы рассмотрели рост одной единственной цепи белка на одной рибосоме, присоединенной к одной молекуле мРНК. В действительности процесс протекает более эффективно, так как мРНК обычно транслируется одновременно не на одной рибосме, а на рибосомных комплексах (полисомах) и каждая стадия трансляции (инициация, элонгация, терминация) осуществляется при этом каждой рибосомой в этой полисоме, в этом рибосомальном комплексе, то есть появляется возможность синтеза нескольких копий полипептида, прежде чем мРНК будет расщеплена.

Размеры полисомных комплексов сильно варьируют и обычно определются размерами молекулы мРНК. Очень большие молекулы мРНК способны образовывать комплексы с 50 – 100 рибосомами. Чаще, однако,комплекс содержит от 3 до 20 рибосом.

В клетках животных и человека многие белки синтезируются по мРНК в виде молекул-предшественников, которые затем для образования активных молекул должны быть модифицированы, по аналогии с синтезом НК. В зависимости от белка могут происходить одна или большее число следующих модификаций.

1) Образование дисульфидной связи.

2) Присоединение ко-фактров и ко-ферментов.

3) Присоединение простетических групп.

4) Частичный протеолиз (проинсулин - инсулин).

5) Образование олигомеров.

6) Химическая модификация (ацилирование, аминирование, метилирование, фосфорилирование, карбоксилирование и т.д.) – известно более 150 химических модификаций АК в составе молекулы белка.

Все перечисленные модификации приводят к изменению структуры и активности белков.

№3 глюконеогенез. Если в дальнейшем глюкоза, полученная таким образом, пойдёт на синтез гликогена, то такой прцесс будет называться гликогенез или гликонеогенез.

Глюконеогенез идёт по пути, обратному гликолизу, т.к. большая часть реакций гликолиза обратима. На пути превращения лактата в глюкозу можно выделить только три необратимых реакции:

Ø Превращение пирувата в фосфоенолпируват

Ø Превращение фруктозы –1,6-дифосфата во фруктозу-6-фосфат.

Ø Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу.

Реакции 2 и 3 катализируется высокоспецифичными ферментами, гидролизирующими фосфорно-эфирную связь:

2О

Ø Фруктозо-1,6-дифосфат Фруктозо-6-фосфат + Н3РО4

Фруктозо-1,6-

дифосфатаза

2О

Ø Глюкозо-6-фосфат Глюкозо-6-фосфат + Н3РО4

Глюкозо-6-фосфатаза

Несколько сложнее происходит превращение пирувата в фосфоенолпируват. Этот процесс происходит в две стАДНи, хотя у некоторых бактерий пируват при участии АТФ может под действием фермента фосфоенолпируватсинтетазы переходить прямо в фосфоенолпируват К сожалению, у человека такой фермент отсутствует. Стадия перехода ПВК в фосфоенолпирруват интересна ещё и тем, что она протекает в митохондриях (у человека), тогда как все остальные реакции глюконеогенеза протекают в цитозоле. Есть два пути этой обратной реакции:

Ø Пируват, как мы знаем, легко проходит через митохондриальную Мембрану, где подвергается карбоксилированию:

СООН

 

СН3 АТФ АДФ+Фн СН2

+СО

С=О С=О

пируваткарбоксилаза

СООН биотин (vit H) СООН

Пирувит ЩУК

Затем щавелево-уксусная кислота подвергается (там же, в митохондриях)декарбоксилированию и одновременному фосфорилированию:

СООН ГТФ ГДФ СН2

- СО

СН2 С – ОРО3Н2

Фосфоенолпируват

С=О карбоксикиназа СООН

Фосфоенол ПВК

СООН

ЩУК

Ø



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 70; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.198.45.0 (0.183 с.)