Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте
Белки, поступающие с пищей, подвергаются в желудочно-кишечном тракте распаду при участии протеолитических ферментов или пептидгидролаз, которые ускоряют гидролитическое расщепление пептидных связей между аминокислотами. Различные пептидгидролазы обладают относительной специфичностью, они способны катализировать расщепление пептидных связей между определенными аминокислотами. Пептидгидролазы выделяются в неактивной форме ( это предохраняет стенки пищеварительной системы от самопереваривания). Активируются они при поступлении пищи в соответствующий отдел желудочно-кишечного тракта или при виде и запахе пищи по механизму условного рефлекса. Активация пепсина и трипсина происходит по механизму автокатализа, другие пептидгидролазы активируются трипсином.
Во рту белки пищи только механически измельчаются, но не подвергаются химическим изменениям, так как в слюне нет пептидгидролаз. Химическое изменение белков начинается в желудке при участии пепсина и соляной кислоты. Под действием соляной кислоты белки набухают, и фермент получает доступ во внутренние зоны их молекул. Пепсин ускоряет гидролиз внутренних (расположенных далеко от концов молекул) пептидных связей. В результате из белковой молекулы образуются высокомолекулярные пептиды. Если в желудок поступают сложные белки, пепсин и соляная кислота способны катализировать отделение их простетической (небелковой) группы.
Высокомолекулярные пептиды в кишечнике подвергаются дальнейшим превращениям в слабощелочной среде под действием трипсина, химотрипсина и пептидаз. Трипсин ускоряет гидролиз пептидных связей, в образовании которых принимают участие карбоксильные группы аргинина и лизина; химотрипсин расщепляет пептидные связи, образованные с участием карбоксильных групп триптофана, тирозина и фенилаланина. В результате действия этих ферментов высокомолекулярные пептиды превращаются в низкомолекулярные и некоторое количество свободных аминокислот. Низкомолекулярные пептиды в тонком кишечнике подвергаются действию карбоксипептидаз А и В, отщепляющих концевые аминокислоты со стороны свободной аминогруппы, и аминопептидаз, делающих то же самое со стороны свободной аминогруппы. В результате образуются дипептиды, которые гидролизуются до свободных аминокислот под действием дипептидаз. Аминокислоты и некоторое количество низкомолекулярных пептидов всасываются кишечными ворсинками. Этот процесс требует затрат энергии. Часть аминокислот уже в стенках кишечника включаются в синтез специфических белков, большая же часть продуктов пищеварения поступает в кровь (95%) и в лимфу.
Часть аминокислот, образовавшаяся в процессе пищеварения, и непереваренные белки нижних отделов кишечника подвергаются гниению под действием кишечных бактерий. Из некоторых аминокислот образуются ядовитые продукты: фенолы, амины, меркаптаны. Они частично выводятся из организма с калом, частично всасываются в кровь, переносятся ею в печень, где происходит их обезвреживание. Этот процесс требует значительных затрат энергии.
Сложный белок в пищеварительной системе распадается на белок и простетическую группу. Простые белки подвергаются гидролизу до аминокислот. Превращения простетических групп происходят в соответствии с их химической природой. Гем хромопротеидов окисляется в гематин, который почти не всасывается в кровь, а выделяется с калом. Нуклеиновые кислоты в кишечнике гидролизуются при участии эндонуклеаз, экзонуклеаз и нуклеотидаз. Под действием эндонуклеаз из молекул нуклеиновых кислот образуются крупные осколки - олигонуклеотиды. Экзонуклеазы от концов молекул нуклеиновых кислот и олигонуклеотидов отщепляют мономеры - отдельные мононуклеотиды, которые под действием нуклеотидаз могут распадаться на фосфорную кислоту и нуклеозид. Мононуклеотиды и нуклеозиды всасываются в кровь и переносятся к тканям., где мононуклеотиды используются для синтеза специфических нуклеиновых кислот, а нуклеозиды подвергаются дальнейшему распаду.
2)
3) Р Е П Л И К А Ц И Я Д Н К
Синтез ДНК в клетке происходит не беспорядочно, а в строго определенный период жизни клетки.Всего выделяют 4 фазы: митоз (М), синтетическую(S), пресинтетическую (G1, от англ. gap - интервал),постсинтетическую (G2).Важное участие в регуляции смены фаз клеточного цикла занимают циклины – белки массой35-90 кДа, уровень которых меняется в ходе клеточного цикла. По функции циклины – это активаторные субъединицы ферментов циклин-зависимых киназ(ЦЗК). Активные комплексы циклин-ЦЗК фосфорилируют внутриклеточные белки, изменяя их активность. Этим обеспечивается продвижение по клеточному циклу.
Синтез (репликация, удвоение) ДНК происходит в S-фазу клеточного цикла.Механизм репликации, как установили эксперименты Мэтью Мезельсон и Франклин Сталь в 1957 г, полуконсервативный, т.е.на каждой нити материнской ДНК синтезируется дочерняя копия.Весь процесс репликации идет в S-фазу клеточного цикла, в то время, когда клетка
готовится к делению.Как матричный биосинтез, репликация требует наличия нескольких условий:
• Матрица – в ее роли выступает материнская ДНК;
• Растущая цепь – дочерняя ДНК;
• Субстраты для синтеза – dАТФ, dГТФ, dЦТФ, ТТФ;
• Источник энергии – dАТФ, dГТФ, dЦТФ, ТТФ;
• Ферменты.
Синтез ДНК начинается в определенных участках, получивших название точка
ori (англ. origin - начало). На каждой ДНК млекопитающих точек o r i насчитывается
около 100. Репликация распространяется от этих участков в обе стороны по нитям
ДНК с образованием "репликативных пузырей". В каждом таком "пузыре" имеются
две "репликативные вилки", в которых происходит расплетание, раскручивание и
непосредственный синтез ДНК. Репликативные вилки удаляются друг от друга. В це-
лом вся репликация ДНК у эукариот заканчивается за 9 часов.
В каждой репликативной вилке идет синтез ДНК в направлении от 5'-конца к
3'-концу, т.е. 5'-конец новой ДНК остается свободным, следующие нуклеотиды при-
соединяются к 3'-гидроксильной группе предыдущего нуклеотида. Поскольку нити
ДНК антипараллельны, то непрерывно синтезируется только одна нить, а именно та,
на которой направление движения репликативной вилки совпадает с направлением
3' → 5'.
5
По мере расплетания и движения репликативной вилки на нити открываются
участки, где возможен синтез новой нити в направлении 5' → 3'.
Направление 5' → 3' другой материнской нити ДНК совпадает с направлением
движения репликативной вилки. Поэтому синтез дочерней нити (в направлении
5' → 3') возможен только после расплетания части ДНК и освобождения участка для
синтеза.
Таким образом, синтез дочерней ДНК на одной из нитей материнской ДНК идет
фрагментарно. По имени японского исследователя синтезируемые на отстающей
цепи отрезки ДНК назвали фрагменты Оказаки.
6
В целом для синтеза ДНК необходим ряд ферментов.
Ферменты репликации эукариот и их функция
В И Д А К Т И В Н О С Т И Ф У Н К Ц И Я
Топоизомеразы -Эндонуклеазная-Разрезание молекулы ДНК для облегчения ее расплетания и раскручивания
Хеликазы -Эндонуклеазная-Раскручивание молекулы ДНК
ДНК-связывающие белки- Стабилизация расплетенных нитейДНК
ДНК-полимераза α -5'-3'–Полимеразная -Синтез РНК-затравки на основе молекулы ДНК
ДНК-полимераза β-5'-3'–Полимеразная3'-5'–Экзонуклеазная5'-3'–Экзонуклеазная
Репарация повреждений.
ДНК-полимераза ε -5'-3'–Полимеразная3'-5'–Экзонуклеазная-Элонгация отстающей цепи дочерней ДНК на матрице материнской ДНК
ДНК-полимераза δ-5'-3'–Полимеразная-3'-5'–ЭкзонуклеазнаяЭкзонуклеазная
Элонгация ведущей цепи дочернейДНК на матрице материнской ДНК
ДНК-лигаза Сшивка фрагментов Оказаки
4)мочевая кислота при окислении образует продукты(диалуроновую кислоту,аллоксан),которые конденсируются в аллоксантин.при действии аммиака на аллоксантин образуется пуриновая кислота,аммонийная соль которой обладает ярко-красным цветом,а калиевая-сине-фиолетовым.ход работы:небольшое количество кристаллов мочевой кислоты помещают на дно фарфоровой чашки,смачивают двумя каплями концентрированной азотной кислоты,осторожно нагревают.Появляется красное пятно,которое при охлаждении и осторожном смачивание аммиаком окрашивается в прпурно-красный цвет.при смачивание каплей калия гидроксида-в фиолетовый.Мурексидной пробой пользуются для открытия мочевой кислоты в мочевых камнях