Шпаргалка по "Биохимии"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1. Двигательный аппарат – микрофиламенты и белки, ассоциированные с микротрубочками.

К опорным или скелетным  внутриклеточным структурам относят  микрофибриллы и микротрубочки.

Микрофиламенты представляют собой тонкие белковые нити, встречающиеся в различных участках клеток, и являются элементарными структурами, обеспечивающими движение.

Микрофибриллы, или промежуточные  филаменты, являются более тонкими структурами, представляют собой пестрый класс белков. Они связываются с многочисленными местами на поверхности цитоплазматической мембраны и являются скелетными структурами, обеспечивающими механическую прочность клеток, постоянно подвергающихся большим деформирующим нагрузкам. Промежуточные филаменты участвуют в заякоривании ядра в объеме цитоплазмы.

Микротрубочки – самые  тонкие опорно-двигательные структуры, состоят из белков и не имеют мембранного строения, встречаются в цитоплазме всех эукариотических клеток и нет у прокариот. Представляют собой прямые, не ветвящиеся длинные полые цилиндры. Самосборка трубочек идет при наличии двух видов белков тубулинов (α и β), ГТФ, дополнительных белков полимеризации, ионов магния и при отсутствии ионов кальция. В цитоплазме микротрубочки выполняют две функции – скелетную (стабилизируют форму клетки) и двигательную (создание системы упорядоченного движения типа рельс). В живых клетках процесс новообразования микротрубочек связан с так называемыми центрами организации микротрубочек, центриолями.

Центриоли характерны для  клеток животных. В делящихся клетках центриоли принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах. В неделящихся клетках центриоли часто определяют полярность клеток и лежат рядом с ядром.

Основу строения центриолей составляют расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, образующих таким образом полый цилиндр.

2. Трансаминирование – реакция межмолекулярного переноса аминогруппы от аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования свободного аммиака. Механизм реакции является универсальным для всех живых организмов, протекает при участии ферментов аминотрансфераз, использующих пиридоксальфосфат в качестве кофермента.

Аланин под действием аланинтрансаминазы:

    аланин    α-кетоглутарат     пируват      глутамат

Реакции трансаминирования  относятся к амфиболическим процессам, то есть выполняют как катаболическую функцию – отщепление от аминокислоты аминогруппы, так и анаболическую – синтез новой аминокислоты путем аминирования α-кетокислоты. Особую роль трансаминирование играет в процессах непрямого дезаминирования аминокислот. Непрямое дезаминирование протекает в две стадии. На первой стадии происходит трансаминирование аминокислоты с α-кетоглутаратом. При действии аминотрансферазы аминокислота превращается в кетокислоту, а α-кетоглутарат – в глутамат. На второй стадии происходит окислительное дезаминирование глутамата под действием глутаматдегидрогеназы и аминогруппа превращается в аммиак. Глутамат в этом процессе выполнил коллекторную функцию – собрал аминогруппы со всех аминокислот.

3. Фолиевая кислота (флоацин, витамин ВС). Светло-желтые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Объединены общим названием – флоацин. Синтезируется микробными и растительными клетками. Дрожжи, бобовые, салат, капуста. Коферментная форма – 5,6,7,8-тетрагидрофолиевая кислота, большая её часть локализуется в эритроцитах, занимается переносом одноуглеродных фрагментов различных метаболитов. Важная роль в обмене белков и нуклеиновых кислот.

Цианокобаламин (витамин В12). Темно-красные кристаллы хорошо растворимые в воде. Чувствителен к действию солнечного сета: превращается в оксикобаламин. Потребность человека очень мала, в пищевых продуктак содержится мало. Активные формы: метилкобаламин (Мет-К) и дезоксиаденозилкобаламин (ДОАК) – коферменты ряда корбамидных ферментов. Приводит к нарушениям эритропоэза и лейкопоэза с последующим развитием анемии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1 Эти структуры характерны для животных клеток, простейших и некоторых низших растений. Клетки высших растений и высших грибов их не имеют. В основе реснички лежит базальное тельце – альтернативная форма центриоли. Реснички развиваются за счет активации центриоли, которая индуцирует рост тела реснички (аксонемы) и сама становится базальной частью развивающейся реснички. В этом случае центриоль выступает в роли затравки для сборки сложной тубулярной структуры.

Механизм - «скользящих нитей». Динеин является белком, обеспечивающим скольжение трубочек относительно друг друга. Микротрубочкам отводится структурная роль. Спицам и связкам приписывается функция эластических растяжек.

Базальные тельца образуют реснички в клетках органов рецепции: в палочках и колбочках сетчатки, в антеннах обонятельных клеток, в эпителии слухового гребешка. Были обнаружены реснички у клеток хрящей и клеток нервной ткани. Неподвижные реснички могут выполнять сенсорную функцию.

Основная форма движения бактерий с помощью жгутиков, жгутики бактерий принципиально отличны от ресничек и жгутиков эукариот.

Основные части жгутиков: внешняя длинная волнистая нить – собственно жгутик – состоит из белка флагеллина, глобулярные субъединицы флагеллина полимеризуются в спирально закрученные нити, так что образуется трубчатая структура, полая изнутри, нарастание жгутика происходит на дистальном конце, куда флагеллины попадают через полую середину жгутика; крючок – широкий участок из другого белка; базальное тельце – в его состав входит около 12 белков.

Движение бактериальных жгутиков не зависит от АТФ, а осуществляется благодаря разности потенциалов на поверхности цитоплазматической мембраны. Сами флагеллины жгутика не способны к движению. Механизм движения жгутиков заключается во вращении бактериального базального тельца вокруг своей оси, при этом флагеллярная нить описывает конусовидную фигуру.

Другая форма движения встречается  у некоторых Гр+ бактерий и цианобактерий – скольжение по субстрату. Его механизм неясен.

2. Данный тип окисления жирных кислот характерен только для растений и осуществляется по α-углеродному атому. Сначала из жирной кислоты под действием пероксидазы жирных кислот отщепляется карбоксильная группа и по α-углеродному атому образуется альдегид:

пальмитиновая кислота                    пентадециловый альдегид

Далее при помощи альдегиддегидрогеназы  альдегид окисляется до кислоты и  процесс может повторяться дальше:

                  пентадециловая кислота

 

ω-окисление жирных кислот. Данный тип окисления встречается у микроорганизмов. Сначала под действием монооксигеназы возникает ω-гидроксикислота, а затем дикарбоновая высшая жирная кислота. Последняя укорачивается с любого конца посредством реакций β-окисления:

3. Аскорбиновая кислота (витамин С). Часть животных способна её синтезировать, часть только с пищей. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Легко отдает электроны и участвует в восстановительных рекциях, особенно в присутствии аскорбиногеназы. При окислении образуется дегидроаскорбиновая кислота. Процесс обратим и лежит в основе формирования потенциала клеток. Присутствует во многих тканях животного организма, а также в растительных и микробных клетках. Активна в трёх формах: аскорбиновая кислота, дегидроаскорбиновая кислота и аскорбиген. Нарушение белкового обмена, изменения межклеточных взаимодействий, патологическое увеличение проницаемости сосудов, кровоточивость дёсен, выпадение и разрушение зубов. Нарушение углеводного обмена, липидного обмена (снижен синтез желчных кислот из холестерина и увеличение его концентрации в крови).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.1 Двухмембранные органоиды эукариот, имеют общий план строения: отделены от гиалоплазмы двумя мембранами – внешней и внутренней, поэтому у них различают две полости: одну между внешней и внутренней мембранами (межмембранное пространство) и другую, основную, ограниченную внутренней мембраной (матрикс); внутренняя мембрана образует складки, мешки, гребни, глубокие впячивания, направленные внутрь матрикса, на них локализуются активные метаболические центры этих органелл – полиферментные комплексы; в матриксе располагаются элементы авторепродукции (ДНК и рибосомы) и локализованы ферменты некоторых метаболических процессов; главной функцией пластид является синтез АТФ, в хлоропластах также происходит синтез углеводов.

Основной структурой является хлоропласт. У зеленых водорослей может быть по одному хлоропласту на клетку, а у высших растений – 10-30 хлоропластов. Внутренняя мембрана хлоропластов богата складчатыми впячиваниями, называемыми стромами. В зрелом хлоропласте высших растений видны два типа внутренних мембран: мембраны, образующие протяженные ламеллы стромы, и мембраны тилакоидов, плоских дисковидных вакуолей. Обычно ламеллы стромы внутри хлоропласта лежат параллельно друг другу и не образуют связей между собой. Тилакоиды образуют стопки наподобие столбика монет, которые называются гранами. Тилакоиды в каждой гране сближены друг с другом так, что их мембраны тесно соприкасаются. В состав граны кроме замкнутых камер тилакоидов обычно входят и участки ламелл. Ламеллы как бы связывают между собой отдельные граны хлоропласта.

Все пигменты фотосинтеза  и ферменты первичных световых реакций локализованы в гранах; мембраны тилакоидов гран являются местом, где непосредственно улавливается свет. Ферменты, участвующие в темновых реакциях, содержатся в водорастворимой фракции хлоропластов, содержащей компоненты матрикса этих пластид, только фермент, катализирующий включение углекислого газа, расположен на поверхности тилакоидов.

В матриксе хлоропластов находятся молекула ДНК и рибосомы, там же происходит первичное отложение крахмала. ДНК хлоропластов резко отличается от ДНК ядра, она циклическая, не связана с гистонами, существует в нескольких копиях.

Онтогенез пластид: пропластида  → лейкопласт → хлоропласт →  хромопласт → амилопласт

Лейкопласты представляют собой малодифференцированные пластиды, которые в зависимости от условий среды могут превратиться в хлоропласты или амилопласты. Лейкопласты не содержат хлорофилла, из внутренних мембран развиты только ламеллы, в матриксе встречаются одиночные крахмальные зерна.

Амилопласты представляют собой пластиды, полностью набитые  крахмальными зернами, мембранные структуры не видны.

Хлоропласты и амилопласты  могут преобразоваться в хромопласты – пластиды, под внутренней мембраной которых расположены многочисленные липидные пятна с пигментами.

2. Многие жирные кислоты в тканях принадлежат к ненасыщенным. Эти двойные связи имеют цис-конфигурацию и их не может атаковать еноил-СоА-гидратаза. Есть два дополнительных фермента для β-окисления ненасыщенных жирных кислот: еноил-СоА-изомераза и эпимераза.

Олеиновая кислота подвергается тем же превращениям, что и пальмитиновая. После трех циклов окисления получается три молекулы ацетил-СоА и 12-углеродная ненасыщенная жирная кислота с цис-двойной связью между 3-м и 4-м атомами. На этот продукт еноил-СоА-гидратаза подействовать не может, так как она присоединяет воду ко 2-3-му, а не к 3-4-му атому углерода и в цис-положении, а не в транс.

Поэтому в действие вступает дополнительный фермент еноил-СоА-изомераза, который катализирует реакцию изомеризации цис-Δ3-еноил-СоА в транс-Δ2-еноил-СоА, на который дальше действует еноил-СоА-гидратаза и далее все идет по обычному пути.

 

              Действие еноил-СоА-изомеразы         Действие эпимеразы

Эпимераза требуется для окисления полиненасыщенных жирных кислот. Например, при окислении линолевой кислоты с двумя цис-двойными связями Δ9 и Δ12. Связь Δ9 изомеризуется как в предыдущем случае еноил-СоА-изомеразой, а дальше при расщеплении образуется СоА-эфир 8-углеродной ненасыщенной кислоты с цис-Δ2-двойной связью. На него еноил-СоА-гидратаза способна действовать, но продуктом этой реакции является D-изомер 3-гидрокси-ацил-СоА, а не L-изомер. 3-гидроксиацил-СоА-эпимераза превращает D-3-гидроксиацил-СоА в L-3-гидроксиацил-СоА, который участвует затем в обычных реакциях.

?3. Контроль мембранной проницаемости предполагает поддержание структуры как фосфолипидного бислоя мембраны с необходимым обменом и ресинтезом, так и соответствующих белковых каналов.

Важная роль в осуществлении  этого контроля принадлежит гликокаликсу и взаимодействию мембранных белков с цитоскелетом, а также гормонам, взаимодействующим с мембранными рецепторами.