Исходный уровень знаний и навыков. 1 Строение, свойства и функции азотистых оснований и нуклеотидов
Студент должен знать:
1 Строение, свойства и функции азотистых оснований и нуклеотидов.
2 Правила Э. Чаргаффа.
3 Структуру, классификацию, свойства и функции нуклеиновых кислот.
4 Молекулярные механизмы переваривания и всасывания пищи в ЖКТ.
5 Энзимопатии (общая характеристика).
Студент должен уметь:
1 Проводить качественные реакции на белки и углеводы.
Структура занятия
Теоретическая часть
1.1 Переваривание и всасывание нуклеопротеидов в желудочно–кишечном тракте. Характеристика и функции “ядерных” белков.
1.2 Мононуклеотиды как структурные компоненты нуклеиновых кислот (НК), их основные функции:
1.2.1 переносчики энергии – АТФ, ГТФ.
1.2.2 коферменты – NAD, NADP, FAD, FMN.
1.2.3 мессенджеры гормональных и др. сигналов – цАМФ, цГМФ.
1.3 Метаболизм (синтез и распад) пуринов и пиримидинов. Реакции, ферменты, регуляция.
1.4 Биосинтез АМФ и ГМФ. Реакции, ферменты, регуляция.
1.5 Структура и функции НК. Особенности строения и роль различных видов ДНК (ядерная, митохондриальная, рибосомальная, сателлитная и др.). Особенности структуры ДНК вирусов и фагов.
1.6 Особенности строения и роль различных видов РНК – информационной, рибосомальной, транспортной, вирусной.
1.7 Роль минорных оснований в структуре НК. Коэффициент видовой специфичности.
1.8 Полиморфизм вторичной структуры ДНК – А-, В- и Z-формы.
1.9 Механизмы хранения и передачи наследственной информации – репарация, репликация (строение репликативной вилки), транскрипция, трансляция, характеристика основных ферментов и кофакторов.
1.10 Этапы биосинтеза ДНК – инициация, элонгация, терминация, роль ДНК-полимераз.
1.11 Биосинтез РНК, его регуляция, роль РНК-полимераз. Процессинг РНК, его биологическое значение. Альтернативный сплайсинг. Регуляция экспрессии генов иммуноглобулинов.
1.12 Патология обмена азотистых оснований и НК. Нарушения процессов репарации ДНК и их последствия. Причины возникновения и основные клинические проявления оротацидурии, ксантинурии, синдрома Леша–Нихана и подагры.
Практическая часть
2.1 Решение задач.
2.2 Лабораторная работа.
Задачи
1 Общим метаболитом синтеза пиримидинов, мочевины и цитруллина является:
а) ацетат; б) карбамоилфосфат; в) формилтетрагидрофолат; г) пропионат; д) пируват; е) аргинино-сукцинат?
2 Гистоны богаты аминокислотами:
а) цис и про; б) фен и тир; в) трп и мет; г) лей и вал; д) лиз и арг; е) глу и асп?
3 Какой триплет находится на аминокислотном конце молекулы тРНК:
а) ЦЦА; б) ЦАА; в) ЦЦЦ; г) АЦЦ; д) ААА; е) ТТА; ж) ГУГ; з) АУГ; и) УГА?
4 Субъединицы рибосом эукариот имеют коэффициенты седиментации:
а) 40S; б) 70S; в) 30S; г) 80S; д) 60S; е) 45S?
5 Какие субстраты утилизирует РНК-полимераза:
| а) АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ; | г) АМФ, ГМФ, УМФ, ЦМФ; |
| б) АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ; | д) дАМФ, дГМФ, дУМФ, дЦМФ; |
| в) АДФ, ГДФ, ТДФ, ЦДФ; | е) дАМФ, дГМФ, дТМФ, дЦМФ? |
6 Назовите короткоживущую нуклеиновую кислоту животных клеток:
а) рРНК; б) гяРНК; в) тРНК; г) рДНК; д) 5S-РНК; е) иРНК?
7 Какие субстраты утилизирует ДНК-полимераза:
| а) ГТФ, УТФ, ЦТФ, АТФ; | г)ГМФ, УМФ, ЦМФ, АМФ; |
| б) ЦТФ, ТТФ, ГТФ, АТФ; | д) дЦМФ, дУМФ, дГМФ, дАМФ; |
| в) дАТФ, дЦТФ, дТТФ, дГТФ; | е) дАДФ, дЦДФ, дТДФ, дГДФ? |
8 Фрагменты Оказаки являются:
а) инициирующим сигналом для репликации ДНК;
б) инициирующим сигналом для транскрипции РНК;
в) сайтом, связывающим гистон;
г) сайтом, связывающим рибосому;
д) сайтом, метилирующим ДНК;
е) отрезками молекулы ДНК, образующимися на отстающей цепи ДНК?
9 Кор-нуклеосомы содержат:
а) одну копию каждого гистона H2a, H2b, H3, H4;
б) две копии каждого гистонаH2a, H2b, H3, H4;
в) ДНК, ковалентно сшитую с гистонами;
г) комплекс гистон-негистоновые белки;
д) РНК-полимеразу?
10 Основные этапы процессингагяРНК эукариот включают:
а) 3’-полиаденилирование; б) совместный сплайсинг экзонов; в) деградацию; г) 5’-кэпирование; д) совместный сплайсинг интронов; е) трансляцию?
11. Какие из следующих факторов не свойственны для транскрипции эукариот:
а) необходимость трех отдельных РНК-полимераз;
б) осуществляется в ядрах;
в) нуждается в факторах транскрипции;
г) осуществляется в направлении 5¢ ® 3¢;
д) осуществляется в цитоплазме?
12 В каком из процессов используется ДНК-полимераза:
а) транскрипция; б) трансляция; в) полуконсервативная репликация; г) аминоацилирование; д) сплайсинг?
13 Метотрексат – эффективное антилейкозное средство – ингибирует:
а) гексокиназу; б) дегидрофолатредуктазу; в) глюкозо-6-ФДГ; г) РНК-полимеразу; д) ДНК-полимеразу; е) ревертазу?
14 Одним из механизмов мутагенеза является образование димеров тимина, которые характеризуются тем, что:
а) удаляются из генома ферментативным путем;
б) образуются при ультрафиолетовом облучении;
в) сшивают два комплементарных участка молекулы РНК;
г) сшивают две комплементарные цепи ДНК;
д) образуются на одной из цепей ДНК?
15 ДНК-лигаза:
а) соединяет фрагменты Оказаки в процессе синтеза ДНК;
б) устраняет разрывы одной из цепей ДНК;
в) является ревертазой;
г) важный фермент в рекомбинации структуры ДНК;
д) катализирует конденсацию 5` ® 3`связи;
е) основной фермент репарации?
Лабораторная работа Качественные реакции на продукты гидролиза нуклеопротеидов (белки, углеводы, пуриновые основания, фосфат).
Принцип метода. Основан на проведении специфических реакций на компоненты нуклеопротеидов дрожжей, получаемых путем их гидролиза: полипептиды, пуриновые основания, углеводы и фосфат.
ВНИМАНИЕ! Соблюдать меры безопасности при работе с концентрированной серной кислотой и кипячением на водяной бане.
Ход работы.
а) Биуретовая реакция на полипептиды.
К 5 каплям гидролизата добавляют 10 капель 10 %-го раствора NaOH, затем 2 капли 1 %-го раствора CuSO4. Образуется комплекс фиолетового цвета.
б) Серебряная проба на пуриновые основания.
 |
К 10 каплям гидролизата приливают 10 капель концентрированного (!) аммиака, затем добавляют 10 капель 2 %-го аммиачного раствора нитрата серебра. При стоянии через 3–5 мин образуется светло-коричневый осадок серебряных солей пуриновых оснований (см. уравнение).
в) Качественная реакция на пентозу (Молиша).
 |
К 5 каплям гидролизата добавляют 3 капли 1 %-го спиртового раствора тимола, перемешивают и по стенке пробирки осторожно наслаивают 20 капель концентрированной (!) серной кислоты. При встряхивании на дне пробирки образуется продукт конденсации фурфурола с тимолом красного цвета (см. уравнение).
г) Качественная реакция на углеводы.
К 5 каплям гидролизата дрожжей приливают 3 капли 0,2 %-го спиртового раствора альфа-нафтола и 20 капель концентрированной (!) серной кислоты. Наблюдают появление розово-фиолетового окрашивания.
д) Реакция на дезоксирибозу и рибозу.
К 5 каплям гидролизата дрожжей добавляют 20 капель 1%-го раствора дифениламина и кипятят на водяной бане в течение 15 мин, при этом образуется сине-зеленое окрашивание, поскольку дифениламин с дезоксирибозой дает синее окрашивание, а с рибозой – зеленое.
е) Молибденовая проба на фосфорную кислоту.
К 10 каплям гидролизата дрожжей приливают 20 капель молибденового реактива и кипятят несколько минут на открытом огне спиртовки. При этом жидкость окрашивается в желтый цвет. Пробирку сразу охлаждают в струе холодной воды. На дне пробирки появляется кристаллический лимонно-желтый осадок фосфорномолибденовокислого аммония.
Порядок оформления работы. Результаты лабораторной работы записывают в тетрадь в виде таблицы:
| Открываемое соединение | Используемые реактивы | Продукты реакции | Чем обусловлена реакция? |
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
Основная
1 Материал лекций.
2 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 354–364, 369–394; 1998. С. 96–113, 469–503.
3 Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 323–327, 331–338.
Дополнительная
4 Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 1993. Т. 2, С. 5–34, 53–92.
5 Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М.: Высшая школа, 1993. С. 186–254.
6 Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 2. С. 93–126.
7 Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985. Т. 2. С. 665–674.
8 Врожденные и приобретенные энзимопатии / Под ред. Т. Ташева. М.: Медицина, 1980. С. 136–141.
Занятие 22
Биосинтез белка. Регуляция биосинтеза. Патология белкового обмена
Цель занятия: сформировать представления об этапах биосинтеза белка, механизмах его регуляции и молекулярных аспектах основных нарушений азотистого обмена. Освоить рефрактометрический метод определения концентрации белка в сыворотке крови.