Интез пиримидиновых оснований.

Основной путь.

Особенностью синтеза пиримидиновых нуклеатидов является предварительный синтез пиримидинового кольца и включение его в нуклеатид только на завершающих стадиях.

При дефекте оротат-фосфорибозил-трансферазы– оротат-ацид-урия. ОМФ предшественник: уридилового, цитидилового и тимидилового нуклеатида

Синтез уридилового нуклеатида:

Синтез цитидилового нуклеатида:

Синтез тимидинового нуклеатида:

Многие противоопухолевые препараты ингибиторы димидилат-синтетазы.

Авторегуляция:

Ферментами:

Ø Карбомаил-фосфат-синтетаза

Ø Карбомаи-аспартат-трансфераза

Это аллостерические ферменты угнетаются высокими концентрациями, готовых пиримидиновых нуклеотидов.

Дополнительный путь синтеза.

Из готовых оснований.

СИНТЕЗ ДНК.

Возможно 2 пути биосинтеза ДНК в организме:

Ø Репликация

Ø Репарация

Репликация:

Самовоспроизведение молекулы ДНК с целью передачи генетической информации. В репликации ДНК участвует сложный репликационный комплекс, который включает в себя:

1. нуклеотиды в виде трифосфатов (АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ). Они одновременно и структурный материал и источники энергии.
2. ДНК-матрица – программа по которой ДНК будет синтезироваться
3. Праймер (затравка-маленькая РНК, к которой присоединяются нуклеотиды)
4. Ферменты:

Ø ДНК-полимеразы, которые соединяют нуклеотиды в полинуклеотидную цепь.

Ø ДНК-рестриктазы – разрывают полинуклеатидную цепь ДНК.

Ø ДНК-лигазы – они соединяющие фрагменты ДНК

Ø Хеликазы – ферменты раскручивающие молекулы ДНК

Ø Топоизомеразы – они осуществляют кратковременные разрывы ДНК в процессе синтеза и контролируют конформацию вновь синтезированной ДНК.

Ø Праймазы – они осуществлют синтез затравки

1. Белковые факторы
2. Металлы

Репликация ДНК происходит в S-фазу клеточного цикла и важную роль в чередовании циклов выполняют белки-циклины.

Сущность репликации сводится к соединению нуклеатидов в комплиментарную анти-параллельную-комплиментарную-дочернюю цепь ДНК. В репликации выделяют 3 стадии:

1. Инициация
2. Элонгация
3. Терминация

Матрицей для синтеза ДНК являются обе ПНЦ материнской ДНК, репликация начинается в нескольких участках материнской ДНК (точки репликации, точки Ориджины). В этих точках происходит частичный разрыв водородных связей с формированием репликационных утолщений (узелков). В последующем при участии ферментов ДНК-рестриктаз происходит разрезание молекулы ДНК,. Поддействием ферментов хеликаз происходит расплетание двух ПНЦ и при участии топоизомераз формируется репликационная вилка верхняя 5-3, нижняя 3-5. Затем на каждой из ПНЦ синтезируются дочерние нити ДНК, поскольку ДНК полимераза замыкает связь только в направлении 5’-3’ на одной цепи ДНК идет синтез непрерывной (лидирующей) нити ДНК в направлении 5→3. При синтезе лидирующей цепи праймазы синтезируют праймер, а затем ДНК полимераза присоединяет к праймеру 1 ДНК-овый нуклеотид и затем по принципу комплиментрности удлинение ПНЦ.

На второй материнской нити ДНК синхронно синтезируется отстающая нить ДНК, которая синтезируется в виде небольших фрагментов в направлении 5-3. В последующем эти фрагменты (оказаки) соединяются между собой ДНК-лигазами. Праймеры расщепляются.

Таким образом биосинтез ДНК проходит по полуконсервативному типу при котором в новой ДНК одна цепь материнская, а другая дочерняя.

Репарация:

Происходит при появлении в молекуле ДНК, повреждений, искажений, чаще всего репарация ферментами распознается место повреждения, Затем ферменты рестриктазы вырезают участок, затем ДНК-полимеразы синтезируют отсутствующий участок, по принципу комплиментарности, затем ДНК-лигазы прикрепляют его к сохранившемся участкам.

БИОСИНТЕЗ РНК (ТРАНСКРИПЦИЯ)

Транскрипция – синтез молекулы РНК по матрице ДНК, протекает в зависимости от репликации. Биологическая роль: перенос генетической информации с ДНК на РНК. Для транскрипции необходимы:

Ø Матрица (программа) – кодирующая нить ДНК

Ø Субстраты – АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ

Ø Ферменты – РНК-полимеразы

Ø Белковые факторы

Ø Ионы магния, марганца

Выделяют 3 стадии:

1. Инициация

2. Элонгация

3. Терминация

На молекуле ДНК есть особый участок промотер, с которым связывается РНК-полимераза. Промотер иногда называют ТАТА участком ( преобладает тимин, аденин между которыми 2 Н-связи). Рядом с промотером имеются сигнальные участки определяющие скорость транскрипции, далее идут кодирующие (экзоны) и не кодирующие (интроны) участки. Участок сальт-терминации свидетельствует об окончании синтеза.

РНК-полимераза это олигомерный фермент состоящий из нескольких субъединиц.

Инициация заключается в воздействии иницирущих белков на промотер расхождения нитей ДНК, раскручивание их и формирование транскрипционной вилки. РНК-полимераза связывается с промотерным участком и по принципу комплиментарности соединяет нуклеотиды цепи РНК в направлении от 5 конца к 3. РНК-полимераза не требует затравки. При достижении участка терминации этот участок связывается с белками терминации, что сопровождается отсоединением РНК-полимеразы от ДНК и диссоциации ее на суб. единицы это приводит к окончанию транскрипции. Синтезированная РНК переписывает с кодирующей нити ДНК как кодирующие участки так и не кодирующие участки гена и поэтому является про-РНК не зрелой.

Про-РНК в последующем подвергается созреванию процессингу. Существует несколько механизмов процессинга: