3. Биосинтез эластина.

Синтез и созревание белка эластина состоит из двух этапов: внутриклеточный и внеклеточный.

I. Внутриклеточный этап. Мономерная форма эластина синтезируется на рибосомах, связанных с ЭПР, и называется тропоэластином. В ЭПР происходит ограниченное гидроксилирование пролина.

II. Внеклеточный этап. Молекулы эластина связываются в волокнистые тяжи с помощью поперечных сшивок - десмозина и изодесмозина. После образования поперечных сшивок эластин приобретает свою конечную внеклеточную форму, которая характеризуется нерастворимостью, высокой стабильностью и очень низкой скоростью обмена.

4. Синтез пуриновых нуклеотидов.

Синтез пуриновых оснований происходит во всех клетках организма, главным образом в печени. Исключение составляют эритроциты, полиморфноядерные лейкоциты, лимфоциты.

Условно все реакции синтеза можно разделить на 4 этапа:

1. Синтез 5'-фосфорибозиламина.

2. Синтез инозинмонофосфата (ИМФ).

3. Синтез аденозинмонофосфата (АМФ) и гуанозинмонофосфата (ГМФ).

4. Образование нуклеозидтрифосфатов АТФ и ГТФ.

5. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Метаболические нарушения при подагре и синдроме Леша-Найхана.

При участии нуклеотидаз от нуклеотидов отщепляется остаток фосфорной кислоты с образованием нуклеозидов – аденозина и гуанозина, которые в ходе дальнейших превращений распадаются до мочевой кислоты – конечного продукта пуринового обмена у человека.

Подагра – приобретенное нарушение пуринового обмена. Заболевание, сопровождающиеся повышением уровня мочевой кислоты в крови и отложением уратов в тканях Гиперурикемия и подагра в более молодом или детском возрасте в большинстве случаев ассоциированы с наследственными дефектами ферментов пуринового обмена.

Тяжелое нарушение метаболизма пуринов – синдром Леша – Нихана (абсолютный дефицит гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы), который наследуется совместно с Х-хромосомой и проявляется тяжелыми неврологическими нарушениями, задержкой психомоторного развития, церебральным параличом, аутоагрессивным поведением и уратной нефропатией. Симптомы заболевания чаще становятся заметными в возрасте 3-12 месяцев. При данной патологии в биологических жидкостях возрастает концентрация мочевой кислоты и гипоксантина

6. Репликация: схема процесса, ферменты.

Репликация – воспроизведение информации, заключенной в молекулах ДНК

Этапы:

• Инициация – образование репликативной вилки

Ферменты: 1. ДНК – топоизомеразы разрывают 3՛-5՛-фосфодиэфирную связь одной из цепей ДНК и присоединяется к 5՛ в точке разрыва

2. ДНК-хеликазы – присоединяются в области разрыва двух цепей, также участвуя в образовании репликативной вилки, т.о. разделяют двойную спираль ДНК.

3. SSB – белки, связываются с одноцепочечными участками ДНК, предотвращая повторное комплементарное скручивание.

• 2. Элонгация – синтез новых цепей.

• 3. Исключение праймеров и завершение формирования отстающей цепи ДНК

• 4. Результатом является образование дочерних цепей комплементарных и антипараллельных нитям материнской ДНК

7. Транскрипция: схема процесса, ферменты. Процессинг.

Транскрипция – это биосинтез РНК на ДНК-матрице, образуются первичные транскрипты мРНК, тРНК, рРНК, комплиментарные матричной цепи ДНК.

1 стадия – инициация

2 стадия – элонгация.

3 стадия – терминация

Ферменты – РНК-полимеразы (I, II, III)

Существует несколько механизмов процессинга:

• сплайсинг – вырезание копий интронов и соединение копий экзонов;

• присоединение к про-РНК добавочных нуклеотидов;

• модификация азотистых оснований в составе про-РНК.

8. Трансляция: схема процесса, регуляция.

Трансляция – перевод генетической информации, закодированной в виде полинуклеотидной последовательности матричной РНК, в аминокислотную последовательность белковой молекулы.

Выделяют три основных стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.

• 1 этап – инициация – характеризуется тем, что 40 S рибосома связывается с 60 S рибосомой, образуя 80 S рибосому – рибосому эукариот с 2 активными центрами: Р – пептидильный, в котором находится мет-тРНК (метионин-тРНК) и А – аминоацильный центр, в область которого поступает первый смысловой кодон (мРНК).

• 2 этап – элонгация – включает три стадии:

· 1 стадия – это связывание аминоацил-тРНК (аатРНК) с другим участком связывания

· 2 стадия – это пептидилтрансферазная реакция

· 3 стадия – перемещение рибосомы по мРНК.

• 3 этап - терминация– заключительный этап синтеза белка.

9. Теломеры. Строение теломеразного комплекса.

Теломеры – концевые участки хромосом, которые не несут генетической информации.

В теломерных участках хромосом ДНК вместе с белками, специфически связывающимися с теломерными повторами, образует нуклеопротеидный комплекс - конститутивный (структурный) теломерный гетерохроматин. На концах хромосом могут образовываться и другие структуры: основания могут быть расположены в одной цепочке или в разных параллельных цепочках. Также теломеры формируют большие петлеобразные структуры, называемые Т-петли или теломерные петли. В них одноцепочечная ДНК располагается в виде широкого кольца, стабилизированного теломерными белками. В конце Т-петли одноцепочечная теломерная ДНК присоединяется к двухцепочечной ДНК. Это трёхцепочечное образование называется Д-петля.

Танкираза – фермент, связанный с белком теломерного комплекса. Белки теломерного комплекса защищают от доступа теломеразы, однако эта защита может нарушаться при помощи танкиразы. Активность танкиразы характерна для раковых клеток. Действие танкиразы аналогично действию дифтерийного токсина, т.е. нарушение функции белков путем их АТФ-рибозилирования.

10. Механизмы индукции и репрессии теломеразной активности.

11. Танкираза: роль в образовании активной теломеразы.

Танкираза – фермент, связанный с белком теломерного комплекса. Белки теломерного комплекса защищают от доступа теломеразы, однако эта защита может нарушаться при помощи танкиразы. Активность танкиразы характерна для раковых клеток. Действие танкиразы аналогично действию дифтерийного токсина, т.е. нарушение функции белков путем их АТФ-рибозилирования.

12. Понятие о рекомбинантных днк.

Рекомбинантными ДНК называются молекулы ДНК, полученные вне живой клетки, в пробирке (invitro) путем соединенияприродных или синтетических фрагментов ДНК с молекулами, способными реплицироваться в клетке. Основу эксперимента составляет встраивание природной или чужеродной ДНК в вектор, который представляет собой бактериальную плазмиду или геном вируса, затем рекомбинантную молекулу ДНК вводят в клетку, где она реплицируется. Клетка, содержащая такую ДНК, размножается, образуя клон трансформированных клеток. Основная задача не только получить клон, но и добиться, чтобы клетка производила экспрессию продукта, встроенного гена и образовывала чужеродные белки в достаточных количествах

13. Использование рекомбинантных днк в медицине.

Механизм образования рекомбинантных ДНК дает возможность:

· Использовать микроорганизмы в качестве продуцентов необходимых для человека веществ: белковых гормонов (инсулин, гормон роста, соматостатин), биологически активных пептидов, вакцин (например, против гепатита С), факторов, участвующих в свертывании крови (фактор VIII для лечения гемофилии);

· Создавать новые полезные для человека формы растений и животных;

· Предпринимать попытки лечения наследственных болезней путем введения в клетки нормальных копий дефектных генов.

Благодаря использованию методов клонирования ДНК удается решать вопросы генетического картирования (т.е. составления генетической карты организма), установления хромосомной локализации многих генетических нарушений, проводить пренатальную диагностику наследственных заболеваний.

14. Моноклональные антитела, лекарственные средства на их основе для лечения опухолей.

Моноклональные АТ получают к опухоль-ассоциированным антигенам. В основном в качестве донора иммунных спленоцитов используют удаленные миндалины человека, у которых в условиях (invitro – в чашке Петри, в условиях специальной питательной среды вызывают иммунную реакцию в ответ на введенный антиген).

В настоящее время в клинике применяются 4 препарата на основе МоАТ для лечения рака:

1. Мавтера (Ритуксимаб) химерные МоАТ мышь/человек против СД 20 – при острой миелоидной лейкемии.

2. Минтузумаб – МоАТ против СД 33 антигена – лейкемии.

3. Трастузумаб (Герцептин) – моноклональные антитела против HER2/пеле – при раке молочной железы.

4. Милотарг – конъюгат рекомбинантных человеческих антител к СД 33 с калихемицином.

15. Вектор иммуноконъюгата. Вещества, используемые в качестве векторов адресной доставки.

Иммуноконъюгаты–это бифункциональные молекулы, которые состоят из адресующего домена (вектора), мишень для которого локализована в опухоли, и терапевтического компонента (например, антибиотика).

В качестве векторов могут выступать как антитела МоАТ к отдельным антигенам опухоли, так и белки-гормоны, пептиды, ростовые факторы – т.е. лиганды рецепторов, которые являются для опухоли специфическими или выступают в качестве антигенов.

16. Состав и функции семейства клеточных рецепторов.

Семейство клеточных рецепторов включает три подсемейства:

• Интегрины– трансмембранные белки, связывающие коллаген, фибронектин, ламинин.

Функции – участвуют в передаче информации в клетку и в обратном направлении, определяя направление ее дифференцировки, форму, митотическую активность (например: лейкоцитарные белки адгезии).

• Кадгерины и селектины – семейство трансмембранных Ca2+ - зависимых гликопротеинов, участвующих в межклеточной адгезии. В отсутствие Са2+ конформация кадгеринов меняется, и они становятся доступными для протеолитических ферментов.

Функции– важная роль при адгезии на стадии морфо- и органогенеза. Обеспечивает структурную целостность и померность тканей.

• Селектины – 4, Р, Е. Внеклеточная часть селектинов состоит из трех доменов: первый домен представлен 2-9 блоками повторяющихся аминокислотных остатков (комплемент регуляторный белок), второй домен – селектинов – домен эпидермального фактора роста (ЭФР) – именно этот рецептор является мишенью для адресной доставки противоопухолевых лекарственных средств с помощью самого эпидермального фактора роста; третий – N концевой лектиновый домен, который отвечает за связь с углеводами.

• Лектины – это отдельное семейство белков – рецепторов, специфически взаимодействующих с определенными последовательностями углеводных остатков в составе гликопротеинов, протеогликанов и гликолипидов.

25. Механизмы действия наркотических веществ. Роль дофаминовой системы.

Есть два механизма действия наркотиков ионотропный и метаботропный.

Ионотропный – это лигандзависимые ионные каналы. Наркотик присоединяется к рецептору, в результате конформационных изменений открывается канал, ионы входят в цитоплазму и активируют белки.

Метаботропный – связан с G-белками. G-белок активирует аденилатциклазу и фосфолипазу С. Образующиеся цАМФ, ИТФ, ДАГ активируют ионные каналы, опиоиды связываются с рецепторами µ, затем активируется G-белок.

Роль дофаминовой системы:

Высвобождение дофамина из нейронов вызывает радость. Во время синдрома отмены после приема опиоидов, гашиша, этанола, психостимуляторов и никотина уровень дофамина снижается.

Наркотики действуют на этот путь с силой большей, чем естественное состояние радости и повторное стимулирование этих нейронов приводит к усилению сигнала и мотивационного состояния.

Развивается несколько стадий:

- толерантность – т.е. формируется потребность к повышению дозы,

-зависимость – это формирование угнетенного состояния и высокая вероятность рецедива в ранний период воздержания от приема наркотика;

-сенситизация – это формирование повышенного риска рецидива через длительный период воздержания.

26. Метаболические механизмы алкоголизма.

Осуществляется двумя путями: окислительным и неокислительным.

Окислительный путь является главным и сопровождается образованием ацетальдегида и активно протекает в печени, осуществляется 3 главными способами:

1. окисление в гепатоцитах (цитозоль) с помощью фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ) и кофактора НАД+ до 70-80% этанола.

2. окисление микросомальной системой с участием изоформы цитохрома р450. Содержание цитохрома р450 в печени алкоголиков в 10 раз превышает норму. Этот путь играет определяющую роль в развитии метаболической толерантности к алкоголю.

3. окисление с помощью каталазы, оксидаз и пероксидаз. В норме метаболизируется 13%, а при алкоголизме роль пути возрастает.

При неокислительном пути образуются эфиры этанола с жирными кислотами, накапливаясь они обладают повреждающим действием.

27. Понятие о моногенных заболеваний. Примеры моногенных заболеваний.

Моногенные болезни — разнородная по клиническим проявлениям группа заболеваний, обусловленных мутациями на уровне гена.

подразделяются по типу наследования на доминантные и рецессивные. В случае доминантных заболеваний одной копии мутировавшего гена достаточно для проявления заболевания, такие больные как правило знают о наличии у них определенной мутации и предотвратить рождение ребенка с такой же патологией возможно, т.к. известно какую именно мутацию нужно исключить.

При рецессивных мутациях бракованная копия гена не проявляется, такой человек является носителем мутации и также может передать ее потомству, но зачастую не осведомлен о своем носительстве. Если супруги являются носителем одной и той же мутации – риск рождения у них больного ребенка (с двумя копиями данной мутации) значительно возрастает.

Примеры:

- ишемическая болезнь сердца

- сахарный диабет

- галактоземия

- нарушения аминокислотного обмена

- серповидноклеточная анемия

28. Концепция «двууглеродного голода».

Этой концепцией объясняется физиологическая зависимость. Эндогенные этанол и ацетальдегид рассматриваются как незаменимые пластические субстраты. Хроническое употребление этанола ведет к торможению и деградации систем эндогенного синтеза этих метаболитов и к адаптивному усилению их катаболизма. В результате экзогенное поступление их в организм становится необходимым.

29. Сущность молекулярной адаптации к хроническому действию наркотических веществ.

Центральным механизмом молекулярной адаптации к хроническому воздействию наркотика является активация образования цАМФ. При формировании синдрома отмены увеличение уровня цАМФ ответственно за развитие угнетенного состояния за счет усиления активности ГАМК нейронов. Они оказывают тормозное влияние на дофаминовые и серотониновые нейроны.

Наркоман должен увеличить дозу, промежутки сокращаются между приемами – функциональные изменения переходят в органические, формируя сначала психическую, а затем физиологическую зависимость, усиливая абстинентный синдром.

30. Эндотелиальная дисфункция и развитие ибс. Роль no•.

Эндотелиальная дисфункция, возникающая вследствие воздействия повреждающих факторов, приводит к компенсаторному ответу, что изменяет нормальные гомеостатические свойства эндотелия. Эндотелий представляет собой источник многих факторов и модуляторов клеточного роста, действующих преимущественно на ГМК, а также агентов, регулирующих сосудистый тонус, главным образом оксида азота, простациклина и эндотелина. Дисфункция сосудистого тонуса включает сниженное эндотелий-зависимое расслабление и парадоксальную вазоконстрикцию вследствие прямой инактивации оксида азота избыточной продукцией свободных радикалов, сниженной транскрипцией мРНК и снижения активности эндотелиальной NO-синтазы. Снижение доступности оксида азота сопровождается повышением адгезии тромбоцитов, усилением синтеза ингибитора активатора плазминогена и снижением уровня тканевого активатора плазминогена, повышением экспрессии тканевого фактора, снижением уровня тромбомодулина и изменениями в протеогликанах. В патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний и формировании эндотелиальной дисфункции важную роль отводят оксидантному стрессу. Оксидантный стресс играет ключевую роль в патогенезе артериальной гипертензии, кардиомиопатии, атеросклероза, ИБС, клапанных поражений и застойной сердечной недостаточности.

31. Патобиохимия инфаркта миокарда.

Инфаркт миокарда- некроз сердечной мышцы, развивающиеся в результате длительной ишемии Снижение уровня кислорода в миокарде: 1.Анаэробный гликолиз- резкое снижение продукции АТФ 2.Накопление лактата- уменьшение сократимости миокарда, нарушение работа Са2+, Na+ и т.д. 3.Снижение pH(ацидоз)- повышение внутриклеточного уровня Ca2+, Na+ 4. Денатурация внутриклеточных белков- отёк кардиомиоцитов 5.Деструкция кардиомиоцитов

32. Мутации митохондриальных генов. Примеры.

Мутации митохондриального генома можно условно разделить на 2 типа: хромосомные (структурные перестановки - дупликации и делеции, которые обычно являются единичными) и генные (мутации белков, тРНК, рРНК, затрагивающие 1 нуклеотид, в свою очередь подразделяющиеся на микроделеции/инсерции и однонуклеотидные замены).

1. Хромосомные мутации (Непереносимость нагрузок, хронический прогрессивный паралич наружных мышц глазного яблока, миопатия)

2. Генные мутации (Рак желудка, Расстройства слуха, Сахарный диабет типа 2,

Муковисцидоз).