Шпаргалка по "Истории медицины"

 

Когда на рибосоме в первом участке  оказывается один из трех триплетов, являющихся знаками препинания между  генами, это означает, что синтез белка завершен. Готовая цепь белка  отходит от рибосомы. Процесс синтеза  белковой молекулы требует больших  затрат энергии. На соединение каждой аминокислоты с т-РНК расходуется  энергия одной молекулы АТФ.

 

Для увеличения производства белков и-РНК часто одновременно проходит не через одну, а через несколько  рибосом последовательно. Такую  структуру, объединенную одной молекулой  и-РНК, называют полисомой. На каждой рибосоме в таком, похожем на нитку бус, конвейере последовательно синтезируются  несколько молекул одинаковых белков.

 

Синтез белка на рибосомах носит  название трансляции. Синтез белковых молекул происходит непрерывно и  идет с большой скоростью: в одну минуту образуется от 50 до 60 тыс. пептидных  связей. Синтез одной молекулы белка  длится всего 3-4 секунды. Каждый этап биосинтеза катализируется соответствующими ферментами и снабжается энергией за счет расщепления  АТФ. Синтезированные белки поступают  в каналы эндоплазматической сети, по которым транспортируются к определенным участкам клетки.

Мне нравится

вчера в 21:02|Редактировать|Удалить

 

Online Tinochka Egorova

21.Для каждой из 20 аминокислот  имеется соответствующая аминоацил-тРНК-лигаза, которая в цитоплазме соединяет  аминокислоту с тPHK(tRNA) (см. с. 88). Этот  процесс активации аминокислот  осуществляется в две стадии. Сначала аминокислота связывается  с ферментом и реагирует с  АТФ (АТР), образуя макроэргический  смешанный ангидрид — аминоациладенилат.  Затем аминоацильный остаток  переносится на концевую 3'-ОН-группу  концевого остатка рибозы тРНК (другой группой лигаз аминоацил  переносится на 2'-ОН-группу). В аминоацил-тРНК  карбоксильная группа аминокислотного  остатка этерифицируется остатком  рибозы 3'-концевого остатка аденозина,  входящего в последовательность ...ССА-3'.

 

Точность трансляции зависит, прежде всего, от субстратной специфичности  аминоацил-тРНК-лигаз. Корректирующий механизм активного центра лигазы обеспечивает немедленное удаление ошибочно присоединенных аминокислотных остатков. В среднем  встречается только одна ошибка на 1300 аминокислотных остатков — поразительно высокая точность «работы», если представить, насколько близки структуры некоторых  аминокислот.

Мне нравится

вчера в 21:10|Редактировать|Удалить

 

 

Online Tinochka Egorova

22.

м-РНК

 

Открыта в 1961 году Жакобом и Мано. Она составляет всего 2-3% от общего количества РНК клетки. Эта РНК не имеет  жесткой специфической структуры  и ее полинуклеотидная цепь образует изогнутые петли. В нерабочем  состоянии м-РНК собрана в складки, свернута в клубок, связана с белком; а во время функционирования цепь расправляется. Матричные РНК синтезируются  на ДНК в ядре. Процесс называется транскрипция (списывание).

 

Роль м-РНК – она несет  информацию об аминокислотной последовательности (т.е. о первичной структуре) синтезируемого белка. Место каждой аминокислоты в  молекуле белка закодировано определенной последовательностью нуклеотидов  в цепи м-РНК, т.е. в м-РНК имеются  «кодовые слова» для каждой аминокислоты – триплеты, или кодоны, или генетические коды.

 

Свойства генетического кода: Генетическому  коду присущи:

 

1) триплетность. Из 4-х возможных  мононуклеотидов м-РНК (УМФ, ГМФ,  АМФ, ЦМФ) можно построить по  правилам перестановки 64 кодона. 61 кодон  шифрует 20 аминокислот, а 3 кодона (УАА, УАГ, УГА) не кодируют  ни одной аминокислоты. Они играют  роль терминирующих (или «стоп-кодонов»), т.к. на них останавливается  синтез п/п цепи. Полный кодовый  словарь представлен на таблице;

 

2)неперекрещиваемость – списывание  информации идет только в одном  направлении;

 

непрерывность – код является линейным, однонаправленным; не прерывается. Работает по принципу: одна м-РНК-один белок

 

универсальность, т.е. одна и та же аминокислота у всех живых организмов кодируется одинаковыми кодами у  всех живых существ;

 

5) вырожденность (избыточность). Первые  две буквы кодона определяют  его специфичность, третья менее  специфична. Известно 20 аминокислот,  а кодонов 61, следовательно, большинство  аминокислот кодируется несколькими  кодонами (2-6).

 

Т.о., м-РНК принимает непосредственное участие в биосинтезе белка. Основной постулат молекулярной биологии, показывающий направление переноса генетической информации: ДНКàРНКàБелок. Однако, в 1974 году американские ученые Темин и  Балтимор показали возможность считывания информации и в обратном направлении  с РНК на ДНК: ДНК↔РНКàбелок. Этот процесс идет с участием фермента ревертазы. С его помощью можно  синтезировать участок ДНК по м-РНК и перенести этот синтезированный  ген в другие объекты, что используется генной инженерией.

 

р-РНК

 

на долю этого вида РНК приходится более 80% от всей массы РНК клетки. Она входит в состав рибосом. Рибосомы – это РНП, состоящие на 65% из р-РНК  и на 35% из белка. Полинуклеотидная цепь р-РНК легко изгибается и укладывается вместе с белком в компактные тельца. Рибосома состоит из 2-х субъдиниц  – большой и малой (соотношение  их 2,5:1). В рибосоме различают 2 участка  – А (аминокислотный, или участок  узнавания) и Р – пептидный, здесь  присоединяется п/п цепь. Эти центры расположены на контактирующих поверхностях обеих субъдиниц. Рибосомы могут  свободно перемещаться в клетке, что  дает возможность синтезировать  белки в клетке там, где это  необходимо. Рибосомы мало специфичны и могут считывать информацию с чужеродных м-РНК, вместе с м-РНК  рибосомы образуют матрицу. Роль р-РНК  – обуславливает количество синтезируемого белка.

 

т-РНК

 

этот вид т-РНК изучен лучше  всего, составляет 10% всей клеточной  РНК. Содержится в цитоплазме, мол.масса  небольшая (20тыс.Da) состоит из 70-80 нуклеотидов. Основная роль – транспорт и установка  аминокислот на комплиментарном  кодоне м-РНК. т-РНК специфичны к  аминокислотам, что обеспечивается ферментом аминоацилсинтетазой. В  неактивном состоянии она свернута в клубочек, а в активном имеет  вид трилистника (клеверного листа). В молекуле т-РНК различают несколько  участков: а) акцепторный стебель  с последовательностью нуклеотидов  АЦЦ, к нему присоединяется аминокислота. Б) участок для присоединения  к рибосоме; в) антикодон – участок, комплиментарный кодону м-РНК, который  кодирует аминокислоту, присоединенную к данной т-РНК . Особенностью первичной  структуры т-РНК является то, что  они содержат минорные, или модифицированные основания (7-метилгуанин, гипоксантин, дигидроурацил, псевдоурацил, 4-тиоурацил), которые способны к неклассическому  спариванию. Это ускоряет белковый синтез. Т.о., т-РНК «метит» аминокислоту, придавая ей специфичность и способствует установлению аминокислоты на определенный участок м-РНК.

 

 

 

Online Tinochka Egorova

23.

Рибосома — важнейший органоид живой клетки сферической или  слегка эллипсоидной формы, диаметром 100—200 ангстрем, состоящий из большой  и малой субъединиц. Рибосомы служат для биосинтеза белка из аминокислот  по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной  РНК, или мРНК. Этот процесс называется трансляцией.

 

В эукариотических клетках рибосомы располагаются на мембранах эндоплазматического  ретикулума, хотя могут быть локализованы и в неприкрепленной форме  в цитоплазме. Нередко с одной  молекулой мРНК ассоциировано несколько  рибосом, такая структура называется полирибосомой. Синтез рибосом у  эукариот происходит в специальной  внутриядерной структуре — ядрышке.

Схема синтеза рибосом в клетках  эукариот.

1. Синтез мРНК рибосомных белков  РНК полимеразой II. 2. Экспорт мРНК  из ядра. 3. Узнавание мРНК рибосомой  и 4. синтез рибосомных белков. 5. Синтез предшественника рРНК (45S — предшественник) РНК полимеразой  I. 6. Синтез 5S pРНК РНК полимеразой  III. 7. Сборка большой рибонуклеопротеидной  частицы, включающей 45S-предшественник, импортированные из цитоплазмы  рибосомные белки, а также специальные  ядрышковые белки и РНК, принимающие  участие в созревании рибосомных  субчастиц. 8. Присоединение 5S рРНК, нарезание предшественника и  отделение малой рибосомной субчастицы. 9. Дозревание большой субчастицы, высвобождение ядрышковых белков  и РНК. 10. Выход рибосомных субчастиц  из ядра. 11. Вовлечение их в  трансляцию.

 

Рибосомы представляют собой нуклеопротеид, в составе которого отношение  РНК/белок составляет 1:1 у высших животных и 60-65:35-40 у бактерий. Рибосомная РНК составляет около 70 % всей РНК  клетки. Рибосомы эукариот включают четыре молекулы рРНК, из них 18S, 5.8S и 28S рРНК синтезируются  в ядрышке РНК полимеразой I в  виде единого предшественника (45S), который  затем подвергается модификациям и  нарезанию. 5S рРНК синтезируется РНК  полимеразой III в другой части генома и не нуждаются в дополнительных модификациях. Почти вся рРНК находится  в виде магниевой соли, что необходимо для поддержания структуры; при  удалении ионов магния рибосома подвергается диссоциации на субъединицы.

 

Константа седиментации (скорость оседания в ультрацентрифуге) рибосом эукариотических  клеток равняется 80S (большая и малая  субъединицы 60S и 40S, соответственно), бактериальных  клеток (а так же митохондрий и  пластид) — 70S (большая и малая  субъединицы 50S и 30S, соответственно).

 

 

24-27)))

Рибосомный  этап биосинтеза белка. Трансляция мРНК в полипептидную цепь происходит на рибосомах. В клетках орга-низма  человека большая часть рибосом  связана с мембранами эндоплазматического  ретикулума. В процессе трансляции можно выделить три этапа: 1) инициация;2) элонгация (удлинение поли-пептидной  цепи);3) терминация синтеза. Инициация  синтеза белка. Для начала синтеза  полипептидной цепи необходимы: рибосома, мРНК, инициирующая N-формил-метионил-тРНКмет, белковые факторы инициации, гуанозинтрифосфорная кислота (ГТФ). Во всех синтезируемых  белках первой аминокислотой является N-формилметионин, кодируемый кодоном  мРНК-АУГ, названным инициирующим кодоном. Радикал формил защищает аминогруппу (N-конец) метионина растущей полипептидной  цепи. На этапе инициации принимают  участие белковые факторы инициации, отвечающие за присоединение мРНК к  рибосоме и за закрепление N-формилметионил-тРНК на кодоне АУТ. тРНКмет закрепляется на кодоне АУТ с помощью комплементарного тринуклеотида УАЦ, который называется антикодоном. В результате согласованного действия всех участников этапа инициации  происходит сборка транслирующей рибосомы - комплекса, состоящего из рибосомы, мРНК и N-формилметионил-тРНК. В транслирующей  рибосоме выделяют два центра: пептидный (Р) и аминоацильный (А). На этапе инициации N-формилметионил-тРНК присоединяется к мРНК в пептидильном центре, все  последующие аминоацил-тРНК присоединяются к мРНК в аминоацильном центре. Элонгация полипептидной цепи. На этапе элонгации происходит постепенное  наращивание полипептидной цепи. Для осуществления этапа элонгации  необходимы: транслирующая рибосома, аминоацил-тРНК, соот-ветствующая кодону мРНК, следующему за кодоном АУГ, фермент  пептидилтрансфераза, белковые факторы  элонгации, две молекулы ГТФ на каждую вновь образующуюся пептидную связь. Белковые факторы элонгации обеспечивают связывание аминоацил-тРНК с соответствующим  кодоном мРНК, а также продвижение  рибосомы вдоль мРНК. Пептидилтрансфераза - это фермент, обеспечивающий рост полипептидной цепи. Он является одним  из белков большой субчастицы рибосомы. Этап элонгации условно можно  разбить на три стадии. Первая стадия отвечает за правильное закрепление  аминоацил-тРНК на соответствующем  кодоне мРНК в аминоацильном центре рибосомы. Этому способствуют белковые факторы элонгации. На второй стадии происходит образование пептидной  связи между двумя аминокислотными  остатками; катализирует этот процесс  пептидилтрансфераза. Сначала происходит разрыв сложно-эфирной связи между N-формилметионил-тРНКмет; затем пептидилтрансфераза  осуществляет перенос N-формилметионила  к аминогруппе аминоацила, закрепленного  посредством тРНК в аминоацильном  центре рибосомы и образует пепсидную  связь. В результате действия пептидилтрансферазы  в пептидильном центре остается свободная  тРНКмет, а в ами-ноацильном - дипептидил-тРНК. На третьей стадии элонгации происходят три перемещения. Рибосома передвигается  вдоль мРНК на расстояние одного кодона. В результате такого перемещения  кодон АУГ и тРНКмет оказываются  за пределами рибосомы, в пептидильном центре располагается дипептидил-тРНК, а аминоацильный центр освобождается  для новой аминоацил-тРНК. Третья стадия элонгации представляет собой  пример направленного биологического движения, энергию для которого обеспечивает гидролиз ГТФ, называемого транслока-цией. После транслокации рибосома готова к новому этапу элонгации. Этап терминации обеспечивают белковые факторы терминации и фермент пептидилэстераза, локализованный в большой субчастице рибосомы. Энергию  для осуществления этапа терминации обеспечивает гидролиз ГТФ. В структуре  мРНК есть кодоны, не несущие информации ни об одной протеиногенной аминокислоте. Они называются бессмысленными или  терминаторными. Таковыми являются кодоны УАА, УАГ, УГА. Эти кодоны (либо один из них) расположены сразу за последним  смысловым кодоном мРНК. Ни одна тРНК не способна распознать терминаторные  кодоны, их опознают белковые факторы  терминации. Как только рибосома достигает  одного из них, факторы терминации присоединяются к терминаторному кодону. В этот момент происходит активирование пептидилэстеразы, которая гидролизует сложноэфирную  связь между полипептидом и последней  тРНК. Заключительной фазой терминации, а следова-тельно, и всего процесса трансляции, является диссоциация комплекса, в который входят рибосома, мРНК, тРНК, вновь синтезированный пептид и белковые факторы терминации.

 

В)))))Посттрансляционная модификация — это ковалентная  химическая модификация белка после  его синтеза на рибосоме. Для многих белков посттрансляционная модификация  оказывается завершающим этапом биосинтеза, который является частью процесса экспрессии генов. Наряду с  альтернативным сплайсингом посттрансляционные модификации увеличивают разнообразие белков в клетке.

На сегодняшний  день известно более двухсот вариантов  посттрансляционной модификации белков, и, по всей видимости, модификациям подвергается подавляющее большинство белков[2], более того, один и тот же белок  может подвергаться нескольким различным  модификациям. Посттрансляционные модификации  оказывают различные эффекты  на белки: регулируют продолжительность  их существования в клетке, ферментативную активность, взаимодействия с другими  белками. В ряде случаев посттрансляционные модификации являются обязательным этапом созревания белка, в противном  случае он оказывается функционально  неактивным. Например, при созревании инсулина и некоторых других гормонов необходим ограниченный протеолиз  полипептидной цепи, а при созревании белков плазматической мембраны —  гликозилирование.

Посттрансляционные  модификации могут быть как широко распространёнными, так и редкими, вплоть до уникальных. Так гликозилирование является одной из наиболее часто  встречающихся модификаций —  считается, что около половины белков человека гликозилировано, а 1—2 % генов  человека кодируют белки, связанные  с гликозилированием[3]. К редким модификациям относят тирозинирование/детирозинирование  и полиглицилирование тубулина[4].

Исключительное  значение посттрансляционных модификаций  для нормального функционирования организма подтверждается тем, что  существуют заболевания, в основе которых  лежит нарушение системы посттрансляционной модификации белков (муколипидоз, болезнь  Альцгеймера, различные виды рака). На сегодняшний день для изучения Посттрансляционной модификации применяют  методы масс-спектрометрии и истерн-блоттинга.

 

29.   Генетический код, способ сохранения наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот.

Свойства: Триплетность —единицей кода 3 нуклеотидов (триплет, или кодон).Непрерывность  —информация считывается непрерывно. Неперекрываемость — один и тот  же нуклеотид не может входить  одновременно в состав двух или более  триплетов. Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует  только одной . Вырожденность (избыточность) — одной и той же АКе может  соответствовать несколько кодонов. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека.