- •Тема 17. Внутриклеточный обмен аминокислот общие пути катаболизма аминокислот Реакции переаминирования
- •Реакции дезаминирования
- •Пути обезвреживания аммиака в организме — синтез глутамина и мочевины.
- •Реакции декарбоксилирования
- •Тема 18. Химия нуклеопротеинов Нуклеиновые кислоты — биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
- •Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов
- •Строение днк
- •Строение рнк
- •Тема 19. Обмен нуклеопротеинов
- •Биосинтез нуклеотидов
- •De novo синтез пуриновых нуклеотидов
- •Фосфорибозиламин
- •Инозинмонофосфат
- •De novo синтез пиримидиновых нуклеотидов
- •ДТмф дУмф умф
- •Образование дезоксирибонуклеотидов
- •Тема 20. Биосинтез днк, рнк и белка
- •Биосинтез днк
- •Биосинтез рнк
- •Структура рнк-полимеразы прокариот
Реакции декарбоксилирования
Синтез серотонина:
Биологическая роль серотонина:
1. Центральное действие (ЦНС) — повышение аппетита, регуляция памяти, настроения, поведения, функций сердечно-сосудистой и эндокринной систем.
2. Периферическое действие — активирует перистальтику, повышает агрегацию тромбоцитов, проницаемость мелких сосудов, оказывает радиопротекторное действие.
Синтез гистамина:
Биологическая роль гистамина: повышает тонус гладкой мускулатуры, расширяет капилляры, снижает АД, повышает секрецию желудка и выделение желчи, участвует в развитии воспаления и развитии боли.
Синтез γ-аминомасляной кислоты (ГАМК):
Биологическая роль ГАМК: медиатор торможения.
Синтез дофамина, норадреналина и адреналина:
Биологическая роль катехоламинов: увеличивают потребление кислорода клетками, органами и организмом; повышают активность ферментов цикла Кребса, дыхательной цепи; стимулируют синтез АТФ; повышают артериальное давление.
Тема 18. Химия нуклеопротеинов Нуклеиновые кислоты — биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
Нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (пентозы) и остатков фосфорной кислоты.
Азотистые основания (АО): Пуриновые | |
Пиримидиновые |
Свойства АО: гидрофобность, копланарность, поглощение УФ при 260 нм.
Нуклеозид= АО + пентоза (рибоза или дезоксирибоза). Пентоза присоединяетсяN-гликозидной связью.
Свойства нуклеозидов: гидрофильность.
Нумерация атомов: в АО нумеруют 1, 2, 3 и т. д., в пентозе — 1/, 2/, 3/, и т. д.
Нуклеотид = нуклеозид + 1–3 остатка H3PO4 (рис. 18.1).
Свойства нуклеотидов: кислотность, отрицательный заряд.
Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов представлена в таблице 18.1.
Таблица 18.1
Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов
Азотистое основание |
Нуклеозид (+ рибоза) |
Нуклеотид (+ фосфат) |
Пурины АДЕНИН
ГУАНИН ГИПОКСАНТИН |
АДЕНОЗИН*
ГУАНОЗИН ИНОЗИН |
АДЕНОЗИН монофосфат (АМФ)*; дифосфат (АДФ); трифосфат (АТФ). ГУАНОЗИН монофосфат (ГМФ), … ИНОЗИН монофосфат (ИМФ), … |
Пиримидины УРАЦИЛ ЦИТОЗИН ТИМИН |
УРИДИН ЦИТИДИН ТИМИДИН (+дезоксирибоза) |
УРИДИН монофосфат (УМФ), … ЦИТИДИН монофосфат (ЦМФ), … ТИМИДИН монофосфат (ТМФ), … |
*— если сахар дезоксирибоза —дезоксиАДЕНОЗИН, дАМФ.
Рис. 18.1. Строение нуклеозидов, нуклеотидов, циклического 3`, 5`- АМФ
Биологическая роль нуклеотидов:
источники энергии в клетке;
активаторы и переносчики мономеров в клетке (УДФ-глюкоза, ЦДФ-холин);
аллостерические регуляторы активности ферментов;
входят в состав коферментов (НАД+, НАДФ+, ФАД, КоА- SH);
циклические мононуклеотиды (цАМФ, цГМФ) — вторичные посредники действия гормонов и других сигналов на клетку;
являются мономерами в составе нуклеиновых кислот.
Строение днк
В ДНК входят 4 типа АО: А, Т, Г, Ц; сахар дезоксирибоза. Связь между нуклеотидами образуется с участием 3/-ОН-группы одного нуклеотида и 5/-остатком фосфорной кислоты другого (3/–5/-фосфодиэфирная связь). В результате молекула полинуклеотида приобретает направленность — у нее есть 3/-конец и 5/-конец.
Под первичной структурой ДНК понимают последовательность нуклеотидов в одной полинуклеотидной цепи.
Вторичная структура ДНК (1953 г., Д. Уотсон, Ф. Крик) — двойная спираль, построенная по принципам комплементарности (А — Т, Г — Ц) и антипараллельности (3/-концу одной цепи соответствует 5/-конец другой) (рис. 18.2).
Силы, стабилизирующие двойную спираль: 1) горизонтальные водородные связи между АО (А = Т, Г ≡ Ц); 2) вертикальные «стейкинг»-взаимо-действия между АО; 3) гидрофобные взаимодействия (АО обращены внутрь, к оси спирали, а полярные пентозы и фосфаты — наружу).
Силы, дестабилизирующие двойную спираль: электро-статические взаимодействия между отрицательно заряженными фосфатами: а) в пределах одной цепи; б) между цепями.
Денатурация (плавление) ДНК — процесс расхождения нитей и формирования одноцепочечных молекул. Происходит при повышении температуры (около 70 °С), при репликации и транскрипции (в отдельных участках). При постепенном снижении температуры наблюдается ренатурация.
Третичная структура ДНК — формируется только в связи с белками и служит для компактной упаковки ДНК в ядре. Белки, входящие в состав нуклеопротеинов:
Гистоновые: богаты аргинином и лизином, имеют «+» заряд (основные). Связь с НК — ионная.
5 классов гистонов — Н1, Н2А, Н2В, Н3, Н4.
Негистоновые (регуляторные).
Поверхность двойной спирали имеет две спиральные бороздки — большую и малую. Регуляторные белки связываются с ДНК в области большой бороздки, куда выступают АО.
Уровни упаковки генетического материала:
Нуклеосомный. Нуклеосома состоит из октамера гистонов (содержит 8 молекул гистонов — по два каждого класса, кроме Н1), вокруг этого ядра молекула ДНК делает 1,5–2 оборота.
Соленоидный — обеспечивается гистоном Н1.
Петлевой — в образовании петель принимают участие негистоновые белки.
Уровень метафазной хромосомы — высший уровень спирализации хроматина.
Модификации гистонов (фосфорилирование, ацетилирование) приводят к уменьшению их заряда, в результате чего гистоны легче отсоединяются от ДНК, и она становится доступна ферментам репликации и транскрипции.
Функции ДНК: хранение, воспроизводство и передача по наследству генетического материала, экспрессия генов.