Взаимосвязь обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов

Общие положения о взаимосвязи обмена веществ в организме. Соотношение первичного и вторичного биосинтеза у автоторфных организмов. Центральная роль 3-фосфоглицериновой кислоты. Взаимосвязь превращения веществ у гетеротрофных организмов.

Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и белков. Конкретные формы взаимосвязи обмена белков и нуклеиновых кислот.

Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и углеводов. Роль 5-фосфорибулозо-1-пирофосфата в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Сопряжение окисления углеводов и биосинтеза нуклеозидтрифосфатов. Нуклеозиддифосфатсахара как коферменты и субстраты в биосинтезе сложных углеводов.

Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и липидов. Фосфорилирование АДФ сопряженно с окислением высших жирных кислот. Нуклеозиддифосфохолин как центральный метаболит при биосинтезе фосфатидов.

Взаимосвязь белкового и углеводного обмена. Роль пировиноградной кислоты в осуществлении перехода от углеводов к белкам и обратно. Иные формы связи белкового и углеводного обмена

Взаимосвязь обмена углеводов и липидов; роль ацетил-КоА в этом процессе.

Обмен веществ как единое целое.

Регуляция обмена веществ Уровни регуляции жизненных процессов в живой природе: метаболитный, оперонный, клеточный, организменный, популяционный.

Метаболитный уровень регуляции. Регуляция ферментативных процессов за счет изменения активности ферментов (неспецифической – температура, рН, ионная сила и т.п.; специфической – изостерической и аллостерической) и регуляции объема их синтеза (индукция и репрессия).

Оперонный уровень регуляции. Понятие об опероне. Регуляция биосинтеза информационных макромолекул (природа репрессоров и индукторов, роль гормонов). Принцип обратной связи в регуляции обмена веществ.

Клеточный уровень регуляции процессов жизнедеятельности. Проницаемость плазматической и клеточной мембран. Транспорт метаболитов в клетке. Ядерноцитоплазменные отношения в клетке. Пространственное разделение процессов синтеза и распада в клетке.

Организменный уровень регуляции.

Популяционный уровень регуляции. Биохимические основы спонтанной изменчивости в популяциях.

Молекулярная биология

Предмет и задачи молекулярной биологии. Связь с биохимией, биоорганической химией, цитологией и генетикой. Роль Дж. Уотсона и Ф. Крика в возникновении молекулярной биологии.

Молекулярная генетика как важная часть молекулярной биологии.

Принцип комплементарности пуриновых и пиримидиновых оснований как пример важнейшего принципа в строении биологических структур.

Молекулярный уровень мутаций. Влияние высокоэнергетического излучения на ДНК и репарация повреждений (тиминового димера, превращение цитозина в урацил). Повреждения, вызываемые химическими агентами и их исправления. Мутации: точечные, вставочные, делеционные, супрессорные. Связь между мутагенами и раком.

Генетические рекомбинации: трансформация, лизогения, трансдукция, конъюгация, генетическая рекомбинация у эукариотов. Подвижные генетические элементы. Перемещения и рекомбинации генов при синтезе антител. Искусственное соединение генов, использование ферментов рестриктаз и терминальных трансфераз. Векторы (плазмиды, фаг λ).

Выделение генов и получение кДНК (метод шотган, конструирование на мРНК – матрице кДНК). Конструирование вектора, несущего ген. Встраивание "нагруженных" плазмид в хромосому кишечной палочки. Использование клонированных кДНК для поиска соответствующих природных генов. Роль промоторов для экспрессии клонированных генов.

Практическое значение исследования рекомбинантных ДНК. Генетическая инженерия. Синтез методами генетической инженерии инсулина человека, соматотропина, интерферонов, имунногенных препаратов и вакцин. Генная инженерия в клетках млекопитающих и в эмбрионах.