Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов:

В регуляции синтеза пуриновых нуклеотидов можно выделить несколько уровней. Управление синтезом в целом происходит на этапе фосфорибозиламидотрансферазы. Основную роль в регуляции на этом уровне играет ингибирующее влияние мононуклеотидов по механизму обратной связи и -или концентрация ФРПФ. Второй уровень регуляции связан с контролем за поддержанием соответствующего равновесия между ATФ и ГТФ. АТФ, являясь источником энергии для синтеза ГМФ, стимулирует образование ГМФ. В свою очередь ГТФ, как источник энергии для синтеза АМФ, стимулирует образование АМФ. Кроме того, каждый их нуклеотидов тормозит свое образование по принципу обратной связи, действуя на ферменты своего синтеза. ГМФ тормозит преобразование ИМФ в КсMФ, а AMФ тормозит преобразование ИМФ в аденилсукцинат. Такое многоуровневое и согласованное действие регуляторов позволяет поддерживать соотношение мононуклеотидов на уровне, обеспечивающем потребности в них в клетке. Наиболее частые проявления нарушений обмена пуринов - гиперурикемия и подагра. Подагра - группа патологических состояний, связанных с заметно повышенными уровнями урата в крови (в норме 3-7 мг/100 мл). Гиперурикемия не всегда проявляется какими-либо симптомами но, у некоторых людей, способствует осаждению кристаллов урата натрия в суставах и тканях. В дополнение к выраженной боли сопровождающей обострение, повторные приступы приводят к деструкции тканей и тяжелых артритоподобных нарушений. Термин подагра должен быть ограничен гиперурикемией с присутствием таких подагрических отложений. Причинамиповышения могут быть нарушения функции трех основных ферментов обмена пуринов:  ФРПФ –синтетазы, ФРПФ амидотрансферазы и Гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы (ГГФРТ). Мочевая кислота может быть образована только под действием фермента ксантин оксидазы. у человека этот фермент имеется лишь в печени и энтероцитах, где и идет переработка ксантина в мочевую кислоту. Увеличение уровня мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) отмечается при патологических состояниях, связанных с усилением распада клеток (в особенности содержащих ядра), нарушением выделения мочевой кислоты с мочой, изменением эндокринной регуляции обмена пуриновых оснований (вторичные гиперурикемии), а также при подагре – заболевании, обусловленном первичным (вызванным врожденными ферментативными сдвигами метаболизма) нарушением обмена этого метаболита. Гипоурикемия (уменьшение концентрации этого метаболита) наблюдается при гепатоцеребральной дистрофии (болезни Вильсона-Коновалова), некоторых злокачественных новообразованиях (лимфогранулематозе, бронхогенном раке), у больных после приема пиперазина, атофана, салицилатов и кортикотропина (АКТГ).

27. Существует два типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Мономерами в нуклеиновых кислотах служат нуклеотиды. Каждый из них содержит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза — в ДНК, рибоза — в РНК) и остаток фосфорной кислоты. В ДНК входят четыре вида нуклеотидов, отличающихся по азотистому основанию в их составе, — аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В молекуле РНК также имеется 4 вида нуклеотидов с одним из азотистых оснований — аденином, гуанином, цитозином и урацилом (У). Таким образом, ДНК и РНК различаются как по содержанию сахара в нуклеотидах, так и по одному из азотистых оснований. Молекула ДНК может включать огромное количество нуклеотидов — от нескольких тысяч до сотен миллионов. В структурном отношении она представляет собой двойную спираль из полинуклеотидных цепей, соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниями нуклеотидов. Благодаря этому полинуклеотидные цепи прочно удерживаются одна возле другой. Конфигурация двойной спирали ДНК сильно меняется в зависимости от количественного содержания воды и ионной силы окружающей среды. Методами рентгеноструктурного анализа доказано существование по крайней мере 6 форм ДНК, названных А-, В-, С-, D-, Е- и Z-формами.

28. Относительно структуры тРНК наиболее вероятной представляется модель, предложенная Р. Холли, плоское изображение которой напоминает клеверный лист.  Во всех тРНК есть участки, взаимодействующие с рибосомами, места для связывания с аминокислотами и ферментами, а также специфическая последовательность трех нуклеотидов (триплет), называемая антикодоном, которая оказывается комплементарной тринуклеотидной последовательности мРНК (кодону), кодирующей включение в белковую молекулу определенной аминокислоты. Аминокислота взаимодействует с АТФ и активируется, образуя аминоациладенилат, который, не освобождаясь из связи с ферментом (Е), отдаёт активированную аминокислоту тРНК с образованием аминоацил-тРНК. Для каждой аминокислоты существует свой фермент - своя аминоацил тРНК синтетаза: для глутамата - глутамил-тРНК синтетаза, гистидина - гистидил-тРНК синтетаза и т.д. Энергия, заключённая в макроэргической сложноэфирной связи аминоацил-тРНК, впоследствии используется на образование пептидной связи в ходе синтеза белка.

29. Матричный синтез ДНК выполняет две основные функции: репликацию (удвоение) ДНК, т.е. синтез новых дочерних цепей, комплементарных исходным матриксным цепям, и репарацию (восстановление) ДНК, если одна из цепей имеет повреждения.При расхождении двунитевой ДНК каждая из цепей может воспроизвести другую цепь - это процесс репликации. Он реализуется при участии ферментов ДНК-полимераз. ДНК-полимеразы катализируют перенос дезоксирибонуклеотидных фрагментов от АТФ, ГТФ, ЦДФ, ТДФ на гидроксигруппу растущей или подлежащей регенерации цепи ДНК. Т. е. ДНК-полимеразы относятся к классу трансфераз. Раскручивание двунитевой спирали  ДНК для доступа к ней ДНК-полимераз осуществляется двумя ферментами: геликазой и ДНК-топоизомеразой. ДНК программирует работу ферментов РНК-полимераз, которые катализируют синтез новых молекул РНК из нуклеотидов с последовательностью, комплементарной одной из цепей программирующей ДНК. Этот процесс называют транскрипцией (считывание). Конечным итогом является образование информационных, рибосомных и транспортных РНК. p53 (белок p53) — это транскрипционный фактор, регулирующий клеточный цикл. p53 выполняет функцию супрессора образования злокачественных опухолей, соответственно ген TP53 является антионкогеном. Человеческий белок p53 состоит из 393 аминокислотных остатков и имеет 5 доменов: N-концевой домен, активирующий транскрипцию, богатый пролином домен, важный для апоптотической активности p53, ДНК-связывающий домен, домен, отвечающий за олигомеризацию, C-концевой домен, задействованный в отсоединении ДНК-связывающего домена от ДНК. Белок р53 является продуктом гена-супрессора опухоли TP53 и экспрессируется во всех клетках организма. При отсутствии повреждений генетического аппарата белок р53 находится в неактивном состоянии, а при появлении повреждений ДНК активируется

30. Процессинг РНК (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта РНК в зрелую РНК. Наиболее известен процессинг матричных РНК, которые во время своего синтеза подвергаются модификациям: кэпированию, сплайсингу и полиаденилированию. Кэпирование представляет собой присоединение к 5'-концу транскрипта 7-метилгуанозина через необычный для РНК 5',5'-трифосфатный мостик, а также метилирование остатков рибозы двух первых нуклеотидов. Процесс кэпирования происходит во время синтеза молекулы пре-мРНК. Кэпирование защищает 5'-конец первичного транскрипта от действия рибонуклеаз, специфически разрезающих фосфодиэфирные связи в направлении 5’→3'. Сплайсинг — процесс вырезания определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и соединения последовательностей, сохраняющихся в «зрелой» молекуле, в ходе процессинга РНК. Наиболее часто этот процесс встречается при созревании информационной РНК (мРНК) у эукариот, при этом путём биохимических реакций с участием РНК и белков из мРНК удаляются участки, не кодирующие белок (интроны) и соединяются друг с другом кодирующие аминокислотную последовательность участки — экзоны. Таким образом незрелая пре-мРНК превращается в зрелую мРНК, с которой считываются (транслируются) белки клетки. Сплайсома — структура, состоящая из молекул РНК и белков и осуществляющая удаление некодирующих последовательностей (интронов) из предшественников мРНК. Сплайсому составляют пять малых ядерных рибонуклеопротеинов (мяРНП) и некоторое количество дополнительных белковых факторов. Содержащиеся в сплайсоме мяРНП называются U1, U2, U4, U5 и U6. Они участвуют во многих взаимодействиях между молекулами РНК, а также между РНК и белками. Альтернативный сплайсинг — процесс, в ходе которого экзоны, вырезаемые из пре-мРНК, объединяются в различных комбинациях, что порождает различные формы зрелой мРНК. В результате один ген может порождать не одну, а множество форм белка. В основе переключения классов иммуноглобулинов у B-лимфоцитов лежит механизм альтернативного сплайсинга. На любой стадии дифференцировки B-лимфоцитов синтезируются транскрипты генов иммуноглобулинов, в состав которых входят экзоны вариабельных частей иммуноглобулинов, а также их константных частей, как мю, так и дельта, определяющих класс иммуноглобулинов (IgM или IgD соответственно). В результате альтернативного сплайсинга с последовательностями экзонов вариабельных частей в зрелой мРНК соединяются последовательности экзонов мю или дельта, что и определяет класс иммуноглобулинов, образующихся в результате трансляции этих мРНК рибосомами.