Строение рнк

Отличия от ДНК:

• по локализации (цитоплазма);

• по функциям (обеспечивает биосинтез белка);

• по размерам;

• по строению: содержит У вместо Т, сахар — рибоза. РНК бывает нескольких типов — иРНК, рРНК, тРНК, гяРНК (гетерогенная ядерная РНК), мяРНК (малая ядерная РНК).

Вторичная структура — у эукариот всегда одна цепь, которая имеет форму, например, «листа клевера» (для тРНК) (рис.16.2).

Третичная структура — у тРНК формируется самостоятельно и похожа на объемную букву L. У рРНК и иРНК — образуется в связи с белками (рРНК+белок = рибосома, иРНК+белок = информосома).

Тема 17. Обмен нуклеопротеинов

На рисунке 17.1 представлена схема переваривания и всасывание нуклеопротеинов в ЖКТ.

Рис. 17.1. Переваривание и всасывание нуклеопротеинов в ЖКТ

Как правило, экзогенные АО, нуклеозиды и нуклеотиды не используются в клетке для синтеза собственных нуклеиновых кислот. Они разрушаются до конечных продуктов и выводятся из организма.

Конечные продукты распада пиримидинов: β-аланин, β-аминоизомасляная кислота, NH₃, CO₂.

Конечный продукт распада пуринов — мочевая кислота (рис. 17.2).

Мочевая кислота содержит нерасщепленное пуриновое кольцо, поэтому плохо растворяется в воде. У человека мочевая кислота является конечным продуктом метаболизма и выводится с мочой.

Рис. 17.2. Распад пуринов

Биосинтез нуклеотидов

Существует 2 пути биосинтеза нуклеотидов в клетке:

• путь повторного использования азотистых оснований и нуклеозидов (не только экзогенных, но и образовавшихся в клетке в процессе репарации ДНК или при распаде «отработавших» РНК). Наиболее активно протекает в интенсивно размножающихся клетках (эмбриональных, регенерирующих, эпителиальных, опухолевых);

• синтез de novo(из низкомолекулярных предшественников).

Пути повторного использования АО и нуклеозидов: наличие этих путей позволяет использовать синтетические аналоги пуринов и пиримидинов для химиотерапии опухолей и лечения вирусных инфекций (например, 5-фторурацил, меркаптопурин, ацикловир, АЗТ и др.). Такие препараты включаются клеткой в состав нуклеотидов, встраиваются в молекулу ДНК и вызывают цитотоксический эффект.

АТФ АДФ

1. Нуклеозид Нуклеозидмонофосфат НТФ

^{Нуклеозидкиназа}

Этот путь чаще используется для реутилизации пиримидинов (тимидинкиназа, цитидинкиназа).

2. Синтез нуклеотидов на основе готовых азотистых оснований больше характерен для пуринов и проходит в 2 этапа:

а) образование активной формы рибозо-5-фосфата (фосфорибозилпирофосфата):

б) взаимодействие ФРПФ с азотистым основанием:

АО Нуклеозидмонофосфат НТФ

Фосфорибозил-

трансфераза

Дефект фермента гипоксантин/гуанин фосфорибозилтрансферазы приводит к развитию тяжелой врожденной патологии — синдрома Леша ‒ Найхана.

De novo синтез пуриновых нуклеотидов

Источниками атомов для образования пуринового кольца являются глицин, глутамин, аспартат, СО₂, формил-ТГФК и метенил-ТГФК. (ТГФК — тетрагидрофолиевая кислота, активная форма витамина В₉, является переносчиком одноуглеродных фрагментов). Синтез начинается с рибозо-5-фосфата, на ранних этапах синтеза образуетсяN-гликозидная связь, а лишь затем формируется пуриновое кольцо. Общим предшественником для адениловых и гуаниловых нуклеотидов является инозинмонофосфат (ИМФ) (рис. 17.3).

Рис. 17.3. De novo синтез пуриновых нуклеотидов

Ключевой фермент синтеза пуринов: амидотрансфераза.

Регуляция:

1. аллостерическая: избыток конечных продуктов (АТФ, ГТФ) ингибирует ключевой фермент; избыток пиримидиновых нуклеотидов и ФРПФ его активируют;

2. ГМФ ингибирует образование ксантозинмонофосфата, а АМФ — аденилосукцината;

3. перекрестная: для синтеза АМФ требуется ГТФ, а для синтеза ГМФ требуется АТФ.

Наиболее распространенной формой нарушения обмена пуринов является подагра. Основная причина — повышение уровня мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) и ее отложение в суставах и почках. Причины:

а) избыточный синтез пуриновых нуклеотидов (нечувствительность ферментов к регуляторам);

б) дефект ферментов реутилизации пуринов;

в) патология почек (недостаточное выведение). Способствует избыточное потребление пуринов с пищей. В лечении подагры используют ингибиторы ксантиноксидазы (например, структурный аналог гипоксантина — аллопуринол).