Тема: ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И НУКЛЕОТИДОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА.
Обмен нуклеотидов в организме включает процессы анаболизма (биосинтез пуриновых — основной и резервный путь — и пиримидиновых нуклеотидов) и катаболизма (распад нуклеиновых кислот (НК), пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов до конечных продуктов). Переваривание НК протекает в двенадцатиперстной кишке под влиянием ДНК-азы и РНК-азы, выделяемых поджелудочной железой, и в тонком кишечнике под действием ферментов: 3', 5'-фосфодиэстеразы, нуклеозидазы, нуклеотидазы, фосфатазы.
Продукты переваривания: пуриновые и пиримидиновые азотистые основания, пентозы и фосфорная кислота — всасываются в кровь.
В норме 90% продуктов переваривания превращаются в конечные продукты: пуриновые основания — в мочевую кислоту и мочевину, пиримидиновые основания — в мочевину, b-аланин и b-кетомасляную кислоту.
Основной путь биосинтеза пуриновых нуклеотидов «заново» протекает в две стадии через образование инозиновой кислоты.
Для биосинтеза пуриновых нуклеотидов необходимы: рибозо-5-фосфат. 5 молекул АТФ, 2 молекулы глутамина, 1 молекула глицина, 1 молекула аспартата, N5, N10-метенил-ТГФК, Mg2+, СО2, N10-формил-ТГФК.
В молекуле пурина 4-й и 5-й атомы углерода и 7-й атом азота имеют своим источником глицин, 3-й и 9-й атомы азота происходят из амидной группы глутамина, 1-й атом азота — из аспарагиновой кислоты, 2-й углеродный атом — из N10-формил-ТГФК, 8-й атом углерода — из N5, N10-метенил-ТГФК, 6-й атом углерода — из СО2.
Резервный путь регенерации пуриновых нуклеотидов (10 — 20%) идет из свободных пуриновых оснований: из аденина и 5-фосфорибозил-1-пирофосфата (ФРПФ) (фермент аденинфосфорибозилтрансфераза) и из гипоксантина, гуанина и ФРПФ — под действием фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы (ГГФТ).
Резервный путь усилен при беременности, опухолевом росте, регенерации обширных ран, при усилении кроветворения. У детей встречается генетический дефект, при котором фермент ГГФТ отсутствует (синдром Леша—Нихана), что приводит к гиперурикемии, образованию камней из мочевой кислоты и сопровождается умственной отсталостью, агрессивностью, нарушением координации движений, судорогами, попытками нанесения себе ран.
Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов идет в цитоплазме из NH3 (из ГЛН), СО2 с участием АТФ через образование карбамоилфосфата под действием карбамоил-фосфатсинтетазы II.
В биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов участвуют также 1 молекула АСП, ФРПФ и ферменты: аспартат-карбамоилтрансфераза, дигидрооротаза, дигидрооротат-дегидрогеназа (НАД+), оротат-фосфорибозил-трансфераза, декарбоксилаза.
Мочевая кислота относится к небелковым азотистым веществам крови. В норме концентрация мочевой кислоты в цельной крови 0,2—0,50 ммоль/л (3—4 мг/100 мл), в сыворотке крови 0,2—0,56 ммоль/л (5 мг/100 мл). В суточном количестве мочи содержание мочевой кислоты в норме составляет 270—600 мг.
При подагре наблюдается повышение в 2—3 раза содержания мочевой кислоты в сыворотке крови (гиперурикемия). Причиной повышения биосинтеза мочевой кислоты при подагре является активация фермента ксантиноксидазы, окисляющего гипоксантин в ксантин и далее в мочевую кислоту.
Приступы подагрического артрита обусловлены обложением уратов в суставах. Применение аллопуринола при подагре основано на конкурентном ингибировании ксантиноксидазы.
Повышение уровня мочевой кислоты в крови может наблюдаться при заболеваниях почек, сердечной декомпенсации, диабетической коме, при лейкозах, гемолитической анемии, множественной миеломе, сопровождающихся усиленным распадом нуклеотидов («вторичная подагра»).
Матричные биосинтезы включают:
- Репликацию (снятие «копии» с ДНК),
- Репарацию («ремонт» ДНК),
- Транскрипцию (биосинтез м-РНК, т-РНК, и-РНК),
- Трансляцию (биосинтез белка).
Основная схема передачи генетической информации
ДНК РНК белок
репликация транскрипция репликация
Репликация (в ядре клетки) — синтез дочерней молекулы ДНК на матрице материнской молекулы ДНК, основанный на принципе комплементарности азотистых оснований (А=Т, ГºЦ), происходит в S-фазу клеточного цикла.
Механизм репликации — полуконсервативный. В результате репликации образуются 2 новые молекулы ДНК, в каждой из них — 1-я цепь «материнская», 2-я — «дочерняя».
Этапы репликации:
1) инициация,
2) элонгация,
3) терминация.
Субстратами и источниками энергии, необходимыми для репликации, являются д-АТФ, д-ГТФ, д-ЦТФ, д-ТТФ, матрицей — двухспиральная молекула ДНК.
Ферментами репликативного комплекса являются ДНК-полимераза, ДНК-лигаза, эндонуклеаза, ДНК-раскручивающие белки.
Кофакторами служат Mg2+.
Репарация (в ядре клетки) — устранение повреждений молекулы ДНК, вызванных эндогенными и экзогенными факторами. Для репарации необходима одна неповрежденная цепь ДНК. Этапами репарации являются:
1) узнавание места повреждения и разрыв 3'-5'-фосфодиэфирных связей,
2) удаление поврежденных мононуклеотидов,
3) биосинтез нового фрагмента по принципу комплементарности,
4) связывание нового участка ДНК со старой цепью.
Ферменты репарации: эндонуклеаза, экзонуклеаза, ДНК-полимераза репарирующая, ДНК-лигаза.
Субстратами и источниками энергии являются д-АТФ, д-ГТФ, д-ТТФ, д-ЦТФ.
Репарация не происходит, если:
1) отсутствуют ферменты репарации или имеются в недостаточном количестве,
2) повреждаются комплементарные азотистые основания во второй цепи ДНК.
При нарушении репарации возникают наследственные заболевания, онкозаболевания, происходит преждевременное старение клетки.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 497 | Нарушение авторских прав
|