Біологічне значення та механізми репарації ДНК. Репарація УФ-індукованих генних мутацій:пігментна ксеродерма..

Вплив на геном фізичних та хімічних чинників супроводжується нестабільністю ДНК, що зазнає постійних точкових мутацій, найчастішими з яких є відщеплення пуринових основ, дезамінування цитозину та депіримідинізація.Механізм ушкоджуючої дії хімічних мутагенів значною мірою залежить від утв в клітині вільних радикалів кисню та води, що спричиняють зміни в ковалентній структурі азотистих основ ДНК. Вплив УФ- та іонізуючого опромінення є відповідальним за приблизно 10 % усіх пошкоджень ДНК, що спричиняються небіологічними факторами. Репарація пошкоджень, спричинених УФ-опроміненням: I. Розщеплення (“ розрізання”) ланцюга ДНК в напрямку →5' від димера і відведення вбік вільного кінця, що містить тиміновий димер;каталізується— УФ-специфічною ендонуклеазою.II. Формування полідезоксирибонуклеотидної “ латки” на фрагмент ділянки ДНК,що містить димер; каталізується ДНК -полімеразою і полягає в приєднанні мононуклеотидів до вільного 3'- кінця “розрізаного ” ланцюга ДНК в напрямку 5' →3'. III. Відщеплення пошкодженої ділянки ДНК.IV. “ Зшивання ” 3'- кінця новосинтезованої “ латки” з 5'-кінцем розрізаного основного ланцюга ДНК.Порушення ферментативного процесу репарації УФ-індукованих пошкоджень ДНК призводит до пігментної ксеродерми ( шкіра пацієнтів є надзвичайно чутливою до пошкоджуючої дії сонячного світла, яке може спричиняти розвиток раку шкіри.)

 

31. Генна інженерія, або технологія рекомбінантних ДНК — науково-практичний напрямок сучасної біомедичної науки, основою методології якого є виділення з клітин індивідуальної ДНК та спрямоване маніпулювання з її молекулами, зокрема отримання молекулярних химер, тобто молекул, сформованих із фрагментів ДНК різних біологічних видів. Конструювання рекомбінантної ДНК. Ген, що був отриманий за допомогою вищерозглянутої процедури (кДНК), необхідно ввести в бактеріальну клітину таким чином, щоб він інтегрувався в її геном. Для цього формують рекомбінантну ДНК, що складається з кДНК та особливої молекули ДНК, яка править за провідник, або вектор, здатний до проникнення в реципієнтну клітину. У ролі векторів для кДНК застосовують віруси або плазміди. Плазміди — це невеличкі кільцеві молекули ДНК, які розташовані окремо від нуклеоїду бактеріальної клітини,містять у своєму складі декілька важливих для функції всієї клітини генів і можуть реплікуватися незалежно від основного геному (ДНК) клітини. Важливимидля генної інженерії властивостями плазмід є їх здатність до переходу з однієї клітини в іншу за механізмом трансформації або кон’югації, а також спроможність включатися в бактеріальну хромосому та реплікуватися разом з нею. Для конструювання рекомбінантної ДНК кільцеву ДНК плазміди і лінійну кДНК розщеплюють за допомогою ендонуклеаз — рестриктаз. Введення рекомбінантної ДНК всередину реципієнтної клітини та клонування необхідного гена. Рекомбінантні ДНК, що складаються з плазмідної ДНК та ДНК гена, що трансплантується при взаємодії з бактеріальними клітинами, можуть проникати всередину останніх. Усередині клітини хазяїна відбувається реплікація (клонування) рекомбінантної ДНК з утворенням багатьох тисяч копій. У подальшому ці клоновані ДНК виходять з бактеріальної клітини, і з них можливо виділити велику кількість копій шуканого гена.У наш час для клонування генів, крім бактерій, використовують клітини дріжджів, грибів, рослин і навіть вищих тварин. За технологією, що розглянута,здійснено генно-інженерний синтез інтерферону людини, людських інсуліну,гормону росту, соматостатину, активатора плазміногену, білкових препаратів для діагностики СНІДу тощо.

 

32. Гормони — фізіологічно активні сполуки (ФАС),біорегулятори, що продукуються залозами внутрішньої секреції або іншими спеціалізованими клітинами і діють як регулятори метаболічних процесів та фізіологічних функцій в організмі. Біологічні ефекти гормонів здійснюються в надзвичайно низьких концентраціях.До “ справжніх” гормонів належать: гормони гіпоталамуса та гіпофіза;гормони щитовидної залози;гормони паращитовидної залози;гормони ендокринних клітин підшлункової залози;гормони коркової частини наднирникових залоз;гормони чоловічих та жіночих статевих залоз; гормони епіфіза. Близькі за біологічними функціями до гормонів фізіологічно активні сполуки,що є гуморальними регуляторними факторами неендокринного походження. Ці біорегулятори виробляються не в ендокринних залозах, а в спеціалізованих клітинах,які містяться в інших тканинних елементах і мають назву гормоноподібних сполук. Найбільш вивченими на даний час є такі класи біорегуляторів:гормони (“справжні ” гормони);нейромедіатори та опіоїдні пептиди;фізіологічно активні ейкозаноїди;гормони та медіатори імунної системи; пептидні фактори росту (цитомедини, інтермедини);гастроінтестинальні гормони;пептиди кінінової системи;натрійуретичні пептиди серця та мозку.

33. Класифікація гормонів

За хімічною будовою:(1) білково-пептидні (прості білки; глікопротеїни; пептиди): гіпоталамо-гіпофізарні гормони,паращитовидної залози;острівкової частини підшлункової залози та ін.(2) похідні амінокислот: щитовидної залози; катехоламіни; серотонін, дофамін, гістамін; гормон епіфіза мелатонін;(3) стероїдної природи: глюкокортикоїди та мінералокортикоїди кори наднирникових залоз; чоловічі та жіночі статеві гормони; похідні вітаміну D;(4) біорегулятори — похідні арахідонової кислоти (ейкозаноїди): простагландини,простацикліни, тромбоксани, лейкотрієни. Залежно від клітинної локалізації рецептора, характеру його взаємодії з гормоном та механізмами реалізації гормонального сигналу:1.Що не проникають всередину клітин і взаємодіють зі своїми рецепторами, локалізованими в плазматичних мембранах клітини; 2. Гормони, які для реалізації своєї специфічної дії проникають всередину клітин,де вони взаємодіють з внутрішньоклітинними цитозольними рецепторами;