АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Влияние экологических факторов на белковый обмен

С пищей человеку необходимо поступление 10 незаменимых аминокислот. При их отсутствии формируется дефицит определенных белков. Для синтеза ряда важных белков (в том числе гемоглобина) кроме аминокислот необходимо железо. В некоторых регионах Африки при изобилии железа в почвах и растениях у населения распространена анемия (малокровие), обусловленная дефицитом белков в питании. При попадании живых организмов в среды с экстремальными условиями – кислотности, концентрации тяжелых металлов в воде или пище, происходит денатурация некоторых белков и нарушение их функций.

2.2.6 Белки – показатели состояния здоровья

Концентрация гемоглобина в крови – показатель состояния кроветворной системы и организма в целом. Присутствие белков в моче свидетельствует о нарушении фильтрующей функции почек. Реакции Пирке и Манту основаны на взаимодействии антигенов с белками-антителами. Формирование иммунитета (естественного и искусственного) основано на синтезе белков-антител.

2.3 НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Нуклеиновые кислоты – макромолекулы с молекулярной массой от 10000 до нескольких миллионов. Они являются чрезвычайно важными функциональными элементами: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – носитель генетической информации – находится в хромосомах клеточного ядра эукариотических организмов и в эквивалентных структурах митохондрий, хлоропластов, прокариотических организмов и многих вирусов, например, в плазмидах; РНК (рибонуклеиновая кислота) служит для передачи и реализации генетической информации в большинстве клеточных систем. У многих вирусов РНК (вместо ДНК) выполняет функцию первичного носителя генетической информации.

2.3.1 Мононуклеотиды

Строительными блоками нуклеиновых кислот служат мононуклеотиды. Каждый мононуклеотид состоит из одного пуринового или пиримидинового основания, пентозы (сахара с пятью атомами углерода) и остатка фосфата. Каждое пуриновое или пиримидиновое основание связано своим атомом 9-N или 1-N с атомом 1¢-C пентозы, образуя нуклеозид. В мононуклеотиде атом 5'-C пентозы нуклеозида этерифицирован фосфатом (рис. 2.5, табл. 2.1).

Схематическое обозначение:

	– азотистое основание
	– 5-углеродный сахар (пентоза)
	– фосфорный остаток
	– нуклеозид
	– мононуклеотид

Таблица 2.1 – Компоненты мононуклеотидов

Гидроксильная группа (ОН) у атома 3'-С пентозы одного мононуклеотида может этерифицироваться фосфатом другого нуклеотида, и в результате образуется динуклеотид (рис. 2.5). Таким образом примерно от 70 до >10⁸ мононуклеотидов связываются в полинуклеотидную цепь. Осевой скелет такой молекулы состоит из чередующихся остатков фосфата и пентозы, тогда как основания присоединены сбоку.

Все пентозные остатки одной цепи ориентированы атомом 5'-С в одном направлении, а атомом 3'-С – в противоположном. Таким образом, каждая цепь полярна: она имеет 5'-конец (фосфатный конец) и 3'-конец (гидроксильный конец) (рис. 2.6, 2.7).

2.3.2 ДНК

Молекулы ДНК состоят примерно из 2000–10⁸ и более мононуклеотидов. В каждой молекуле две полинуклеотидные цепи объединены в одну двойную цепь. Основания расположены парами друг против друга и соединены водородными связями. По стерео химическим причинам к образованию пар способны только комплементарные («подходящие друг к другу») основания: аденин и тимин соединяются между собой двумя, а гуанин и цитозин – тремя водородными связями (рис. 2.7, 2.8).

Две цепи располагаются антипараллельно: 5'-конец одной цепи лежит против 3'-конца другой. Цепи комплементарны по азотистым основаниям: например, последовательности G-А-C-G-Т-G противостоит в другой цепи последовательность C-T-G-C-А-C.

А
Б
В
АМР	UMP
Г

Рис. 2.5 – Структурные блоки нуклеиновых кислот. А. Пуриновые основания: аденин, гуанин. Б. Пиримидиновые основания: урацил, цитозин, и тимин. В. Пентозы: рибоза и дезоксирибоза. Г. Мононуклеотиды: аденозинмонофосфат (AMP), уридинмонофосфат (UMP)

А	Б	В

Рис. 2.6 – Структура РНК. А. Динуклеотид из аденозин- и гуанозинмонофосфатов. Б, В, Отрезок молекулы РНК с четырьмя мононуклеотидными остатками; слева направо – все более упрощенные схемы (на схеме В сокращениями A, G и С обозначены соответственно рибонуклеозиды и рибонуклеотиды)

А	Б	В

Рис. 2.7 – Структура ДНК. А. Отрезок двойной спирали ДНК с двумя мононуклеотидными остатками в каждой из цепей. Б. Отрезок двойной спирали ДНК с четырьмя мононуклеотидными остатками в каждой цепи. В. Схема двойной спирали ДНК с 4-мя мононуклеотидными остатками.

Молекула ДНК содержит информативные и неинформативные участки. В информативных участках последовательность оснований ( первичная структура) представляет собой материальный эквивалент генетической информации. Каждое сообщение закодировано специфической последовательностью из четырех знаков – A, G, С и Т, подобно тому, как письменные сообщения кодируются знаками (буквами) алфавита или азбуки Морзе.

Вторичная структура ДНК – это двойная спираль: две полинуклеотидные цепи закручены вокруг общей воображаемой оси, и между ними образуются две спиральные бороздки неодинаковой глубины (рис. 2.7, 2.8). Двойная спираль стабилизирована водородными связями и гидрофобными взаимодействиями. Ее диаметр 2 нм, шаг спирали 3,4 нм; каждый виток содержит 10 пар нуклеотидов, так что каждая пара занимает 0,34 нм по оси спирали (рис. 2.8).

В хромосомах двойные спирали образуют тяжи с двумя концами. Двойные спирали ДНК, имеющиеся в цитоплазматических органеллах и у безъядерных (прокариотических) организмов, замкнуты в кольцо (рис. 2.8), которое может быть «скомкано» в клубок. В хромосомах двойные спирали соединены с белками (в основном ионными связями) и образуют вместе с ними третичную структуру(суперспираль в нуклеосомах), а также структуры более высокого порядка.

Повышение температуры (приблизительно до 90°С) или изменение рН приводит к денатурации ДНК. Полинуклеотидные цепи разъединяются («плавление» ДНК) и в предельном случае переходят в полностью неупорядоченное состояние, так называемый «статистический клубок».

А	Б	В

Рис. 2.8 – Конформация ДНК. А. Схема двойной спирали (атомная модель) (по Sitte, с изменениями.) Б. Упрощенное изображение двойной спирали. В. Кольцевая двойная спираль (внехромосомная)

Дата добавления: 2014-09-29 | Просмотры: 783 | Нарушение авторских прав