Лабораторно-практическое занятие №21

Тема: Биосинтез нуклеиновых кислот и белков. Энзимопатии.

Цель: Выработать современные представления о путях биосинтеза нуклеиновых кислот и белка в организме.

Значение: Структура ДНК и РНК – способ «записи информации», обеспечивающий формирование в организме двух информационных потоков. Один из них осуществляет воспроизведение информации, заключенной в молекулах ДНК. Удвоение ДНК называют «репликацией». В результате этого процесса и последующего деления дочерние клетки наследуют геном родительской, в котором содержится полный набор генов, или «инструкций» о строении РНК и всех белках организма. Второй поток информации реализуется в процессе жизнедеятельности клетки. В этом случае происходит «считывание», или транскрипция, генов в форме мРНК и использование их в качестве матриц для синтеза соответствующих протеинов. В последнем случае осуществляется «перевод» (трансляция) информации, заключенной в мРНК, на «язык» аминокислот.

Исходный уровень:

1. Строение, комплементарность азотистых оснований. Правила Чаргаффа.

2. Классификация и роль нуклеотидов.

3. Строение и уровни организации нуклеиновых кислот.

4. Типы РНК: рибосомные, транспортные, матричные (цитоплазматические и митохондриальные).

5. ДНК (ядерная, митохондриальная), строение, функциональные участки.

6. Строение аминокислот, образование полипептидной цепи. Уровни организации белковой молекулы.

7. Структура и функции рибосом, ядра, митохондрий.

8. Мутации, их классификация. Понятие об энзимопатиях.

Вопросы для самоподготовки:

9. Классификация и номенклатура ферментов.

1. Репликация ДНК. Полуконсервативная схема репликации. Роль ферментов в этом процессе. Этапы репликации.

2. Особенности синтеза ведущей и отстающей нитей. Фрагменты Оказаки.

3. Синтез ДНК и фазы клеточного деления. Роль циклинов и циклинзависимых протеиназ в продвижении клетки по клеточному циклу. Понятие о теломерах, их роли.

4. Повреждения (спонтанные и индуцируемые) и репарация ДНК.

5. Структура транскриптона как функционально завершенного фрагмента молекулы ДНК. Понятие о генах – регуляторах, операторах, структурных генах, промоторе.

6. Матричный синтез РНК (транскрипция). Роль РНК-полимеразы в синтезе РНК.

7. Стадии транскипции (инициация, элонгация и терминация). Процессинг РНК. Альтернативный сплайсинг.

8. Принцип кодирования наследственной информации. Понятие о генетическом коде. Представления о смысловых и бессмысленных кодонах.

9. Основные положения генетического кода (триплетность, специфичность, вырожденность, однонаправленность, неперекрываемость и т.д.)

10.Трансляция: основные компоненты белоксинтезирующей системы и этапы.

11.Транспортные РНК как адаптор, осуществляющий перевод информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Антикодон и другие специфические локусы РНК.

12.Активация аминокислот. Роль фермента аминоацил-тРНК – синтетазы, его субстратная специфичность.

13.Взаимодействие т-РНК с рибосомой и с и-РНК. Комплементарность кодона и-РНК антикодону т-РНК. Понятие о транслокации. Роль пептидилтрансферазы.

14.Сущность процесса трансляции.

15.Посттрансляционный процессинг белков. Понятие о прионах; болезнях, вызванных нарушениями в укладке белков.

16.Черты сходства и различий в этапах синтеза азотсодержащих биополимеров.

17.Регуляция экспрессии генов.

18.Причины нарушений синтеза белка (белковое голодание, гормональные расстройства, действие лекарств, ядов, мутации).

19.Механизмы генетической изменчивости. Полиморфизм белков. Наследственные болезни. Принципы диагностики и коррекции молекулярной патологии.

Литература

Основная:

1. Лекции «Биосинтез азотсодержащих соединений».

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник- 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Медицина, 1998.- С.268-273, 277-278, 295-395.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия.- 3-е изд., перераб. и доп М.: ММА, 2004.- С. 380-386, 405-410, 422-432.

4. Ситуационные задачи по биохимии: Учебное пособие для студентов лечебного и педиатрического факультетов // Л.П.Никитина, А.Ц.Гомбоева, Н.В.Соловьева и др. – 2-е изд., испр. И доп. - Чита, 2003.- С. 19-20.

5. Патохимия наследственных болезней. Учебное пособие для студентов лечебного и педиатрического факультетов // Никитина Л.П., Гомбоева А.Ц., Соловьева Н.В. – Чита, 2008. – С.9-18.

Дополнительная:

1.Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина.- М.: ГЭОТАР-МЕД, 2005.-С.140 – 212.

2. Биохимия. Тесты и задачи: Учеб. пособие для студентов мед. вузов / Под ред. Е.С.Северина. – 2-е изд., перераб. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.67-109.

3. Биологическая химия: Учебное пособие для студ. высших учебн. заведений / Под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – С. 144-160.

4. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. член-корр. Е.С.Северина, А.Я.Николаева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – С.59-90; 352-362.

5. Щербак И.Г. Биохимия: Учебник. – СПб.: СПбГМУ, 2005. – С.54 -87.

6. Схема синтеза азотсодержащих биополимеров (в помощь студенту).

7. Механизмы генетической изменчивости. Полиморфизм белков. Генные мутации. Наследственные болезни. Применение технологий рекомбинантных и комплементарных ДНК для выявления и идентификации «минорных» белков и картирование генов. (Методичка для самостоятельной работы).

8. Наследственные болезни – результаты дефектов в генотипе; многообразие и распространенность. Биохимические основы наследственной предрасположенности к некоторым болезням. Технология рекомбинантных ДНК, конструирование химерных молекул ДНК и их клонирование. (Методичка для самостоятельной работы).

Темы рефератов:

1. Ингибиторы матричных биосинтезов.

2. Генотипическая гетерогенность – причина полиморфизма белков в популяции человека (варианты гемоглобина, группоспецифические вещества крови и т.д.).

3. Происхождение разнообразия антител.

4. Генная терапия.

5. Технология рекомбинантных ДНК, конструирование химерных молекул ДНК и их клонирование.

6. Митохондриальные болезни, причины, симптомы.