матричные биосинтезы

Формат документа: pdf
Размер документа: 0.4 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.

Ми нистерство здраhhojZg_gbyJhkkbckdhcN_^_jZpbb
Государст_ggh_[x^`_lgh_h[jZah\Zl_evgh_mqj_`^_gb_\ukr_]h
профессионального образования
«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра химии и биохимии




Ясько М.В., БахтаироZ В.И., Его роZ И. Э.

МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ
Учебное пособие для студентов









Иркутск
ИГМУ
20 14

2
УДК 577.15.07 (075.8)
ББК 28.902.я73
Я 87

Рекомендовано ФМС фармацевтического факультета ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России
в качестве учебного пособия для студентов, о бучающихся по программам ukr_]h
профессионального образования группы Здравоохранения и изучающих дисциплину
«Биохимия»
(протокол № от 2014 г)
Авторы :
М.В. Ясько – канд. мед. наук, доцент кафедры химии и биохимии ГБОУ ВПО ИГМУ
МинздраZJhkkbb
В. И. Б ахтаироZ – за кафедрой химии и биохимии ГБОУ ВПО ИГМУ МинздраZ России,
доцент, канд. мед. наук,
И. Э. ЕгороZ – канд. мед. наук, доцент кафедры химии и биохимии ГБОУ ВПО ИГМУ
МинздраZJhkkbb

Рецензенты:
Гуцол Л.О. – канд. б. наук, доцент кафедры пат ологической физиологии с курсом клинической
им мунологии ГБОУ ВПО ИГМУ МинздраZJhkkbb
ТалалаеZ<:. – канд. мед. наук, доцент кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО ИГМУ
МинздраZJhkkbb


Ясько, М. В.
Я 87 Матричные биосинтезы : учебное пособие для сту денто / М.В. Ясько, В. И. БахтаироZ И. Э.
Егорова : ГБОУ ВПО ИГМУ МинздраZ России, Кафедра химии и биохим ии. – Иркутск :
ИГМУ, 2014. – 38 с.

Матричные биосинтезы – один из наиболее важных вопросов биологической химии. В
настоящем методическом пособии рассмотрены процессы матричных синтезов с их регуляцией и
биологическим значением, механизмы реализации генетической информации, а также наиболее важные
мутагенные и канцерогенные факторы. Оно поможет студентам при изучении соответствующих
раздело[bhobfb и.
Учебное пособие «Матричные биосинтезы» предназначено для подготовки студентов,
обучающихся по основным профессиональным программам высшего образования и изучающих
дисциплину «Биохимия».


УДК 577.15.07 (075.8)
ББК 28.902.я73

© Ясько М.В., Бахтаиров а В.И., ЕгороZBW.
© ГБОУ ВПО ИГМУ МинздраZJhkkbb, 2014

3
СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений .......................................................................... 4
1. Общая характеристика матричных биосинтезов .................... 5
2. Репликация .... .................................................................................. 6
2.1. Механизм репликации ..................................................................... 6
2.2. Регуляция репликации и матричного цикла ............................. ..... 7
3. Стабильность наследст_gguok\hckl. Поj_`^_gbyb
репарация ДНК
8
3.1. Механизмы изменчиhklb]_ghfZ .................................................. 9
3.2. Негенетические мутагенные и канцерогенные факторы .............. 9
3.3. Репарация ДНК ................................................................................. 10
4. Клонирование млекопитающих .................................................. 12
5. Транскрипция и процессинг РНК ............................................... 12
5.1. Механизм транскрипции и процессинга про -РНК ........................ 13
5.2. Регуляция транскрипции ................................................................. 15
5.3. Регуляция процессинга и транспорта мРНК ................................. 19
5.4. Регуляция стабильности мРНК ........................................................ 21
6. Обратная транскрипция ................................................................ 22
7. Биосинтез белка .............................................. ................................. 23
7.1. Характеристика этапо[bhkbgl_aZ[_edZ ....................................... 24
7.2. Регуляция трансляции ....................................................................... 29
7.3. Регуляция стабильности бе лка ......................................................... 29
Тестоu_aZ^Zgby ........................................................................... 31
Эталоны от_lh к тестоufaZ^Zgbyf ...................................... 36
Рекомендуемая литература ........................................................... 37

4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АДФ – Аденозиндифосфат
АК Аминокислота
ГАМК Гамма -аминомасляная кислота
ГТФ Гуанозинтрифосфат
ДНК ДезоксирибонуклеиноZydbkehlZ
кДНК Комплимент арная ДНК
НТФ Нуклеозидтрифосфат
дНТФ ДезоксиНТФ
рНТФ РибоНТФ
РНК РибонуклеиноZydbkehlZ
мРНК Матричная РНК
про -РНК Предшедственник РНК
рРНК Рибосомальная РНК
тРНК Транспортная РНК
мяРНК Малая ядерная РНК
ФРК Факторы роста клеток

5
1. ОБЩАЯ ХА РАКТЕРИСТИКА МАТРИЧНЫХ СИНТЕЗОВ
Существует 5 типо матричных биосинтезов: реплик ация, транскрипция,
трансляция, обратная транскрипция, репликация РНК. Для каждого процесса
имеется матриц а, комплементарный партнер, продукт.
Таблица 1
Особенн ости различных типоfZljbqguo[bhkbgl_ah\

N ПРОЦЕСС МАТРИЦА КОМПЛЕМЕНТАРНЫЙ
ПАРТНЁР
ПРОДУКТ
1 РЕПЛИКАЦИЯ ДНК ДНК ДНК
2 ТРАНСКРИПЦИЯ ДНК РНК РНК
3 ТРАНСЛЯЦИЯ мРНК тРНК БЕЛОК
4 ОБРАТНАЯ
ТРАНСКРИПЦИЯ
РНК ДНК ДНК
5 РЕПЛИКАЦИЯ
РНК
РНК РНК РНК

Репликаци я РНК возможна только для некоторых РНКоuo bjmkh; k_
другие матричные биосинтезы характерны для k_o живых сущест Дл я k_o
матричных биосинтезо необходима матрица (нуклеиноZy кислота ),
активироZggu_ мономеры (нуклеозидтрифосфаты (НТФ) или аминоаци л-тРНК ),
биокатализаторы (ферменты, рибозимы ) и белкоu_nZdlhju.

6
2. РЕПЛИКАЦИЯ
2.1.Механизм репликации

В процесс е репликации ДНК матрицей, продуктом и комплементарным
партнером яey_lky ДНК. При этом матрицами яeyxlky обе цепи материнской
ДНК на kzf протяжении. Субстратом для ферменто репликации яeyxlky
дезоксинуклеозидтрифосфаты (дНТФ). Начинают репликацию ферменты
топоизомераза и хеликаза. Топоизомераза снимает суперспирализацию, а
хеликаза "раскручиZ_l дhcgmx спираль ДНК. Для инициации синтеза ДНК
требуются короткие (10 -200 нуклеотидо последоZl_evghklb РНК,
uihegyxsb_ функции затраhd (праймеро  их синтезирует праймаза. Затем
происходит синтез дочерних ДНК по принципу комплементарности  результате
дейстby фермента ДНК -полимеразы (на одн ой цепи непрерывно, на другой – 
b^_njZ]f_glh Оказаки). Фрагменты соединяются ДНК -лигазой.
На концах хромосом имеются многократные поlhju назыZ_fu_
теломерами. Теломеры предупреждают слияние хромосом и стабилизируют их.
ДНК -полимераза неспособна пол ностью реплицироZlv концы хромосом из -за
использоZgby праймера, что приводит к укорочению теломеров при каждом
делении клетки. Для большинстZ соматических клеток есть предельное
количество делений (предел Хейфлика, для новорожденного ребёнка он
примерно ра_g 80-90 ), т.к. ke_^ за теломерами начинают укорачиZlvky
функциональные участки ДНК. Поэтому долго жиml только неделящиеся или
редко делящиеся клетки (нейроны, яйцеклетки и др.).
В клетках имеется фермент теломераза, яeyxsZyky обратной
транскриптаз ой. Теломераза hkklZgZлиZ_l утраченные теломеры по РНК -
матрице  своей структуре и  результате поддержиZ_l целостность генома и
длительное u`bание пролиферирующих клеток. Теломераза сохраняется 
быстро делящихся клетках (эмбриональные, стволовые, л имфоциты, клетки

7
семенников) и актиgZ  большинст_ злокачест_gguo опухолях, поэтому их
клоны бессмертны. Но khfZlbq_kdbode_ldZo раннем эмбриогенезе теломераза
репрессируется. В результате теломеры не восстанаeb\Zxlky и их длина и
количество остаr ихся делений снижается с hajZklhf. Для 70 -летнего чело_dZ
количество остаrb хся делений состаey_l k_]h 20 –30. Этот процесс яey_lky
одним из самых важных механизмоklZj_gby.
В_^_gb_ теломеразы  соматическую клетку у_ebqbает количестh её
делений б ез нарушения клеточного цикла, дестабилизации хромосом и
неупраey_fh]h роста, что, возможно, при_^zl к замедлению старения, а
ингибироZgb_l_ehf_jZaufh`_lklZlvgh\uff_lh^hfe_q_gbyaehdZq_klенных
процессо.

2.2 . Регуляция репликаци и, репарации и кл еточного цикла

 Циклины и циклин -зависимые протеинкиназы. Сущестm_l сyav
репликации с клеточным циклом. Биосинтез ДНК происходит в
синтетическую фазу . В конце фазы G 1 есть точка рестрикции (задержки ), 
которой снимается ингибироZgb_ и наступает переход фазы G 1  фазу S,
т.е. начинается цикл. В конце S-фазы клетка получает сигнал для перехода в
фазу G 2. В конце фазы G 2 есть точка, dhlhjhcaZimkdZ_lkyfblha В S-фазу
происходит синтез ДНК и гистоно а  G 2 – деление митохондрий и синтез
АТФ.
 Продукты протоонкоген ов и антионкоген ов . П ротоонкогены – это гены,
способстmxsb_ пролиферации и тормозящие дифференцировку;
антионкогены – это гены, способстmxsb_^bnn_j_gpbjhке и тормозящие
пролиферацию. Соотношение экспрессии этих гено определяет одну из
дmo глаguode_lhqguoijh]jZff.

8
 Факторы роста клеток (ФРК ) с рецепторами, ретиноат (ретиноеZydbkehlZ
и кальцитриол . Ретиноат и кальцитриол (активные формы blZfbgh А и Д,
соответственно) снижа ю т процессы пролиферации и у_ebqbает
дифференцироdm (ретиноа т – в большинст_ клеток организма,
кальцитриол –  гемопоэтических клетках и клетках некоторых опухолей).
Большинстh ФРК через свои рецепторы актиbjmxl процессы
пролиферации и снижают дифференцироdm Соотношение между
ретиноатом и ФРК с рецепторами так же eby_l на u[hj одной из дmo
глаguode_lhqguoijh]jZff
 G -белки (белок Ran и др.), регулирующие процессы транспорта белков
между ядром и цитоплазмой.

3. СТАБИЛЬНОСТЬ НАСЛЕДСТВЕННЫХ СВОЙСТВ. ПОВРЕЖДЕНИЯ И
РЕПАРАЦИЯ ДНК

К молекулярным механизмам, ста билизирующим наследст_ggu_ сhcklа,
относятся:
а) точность матричных синтезо (_jhylghklvhrb[dbijbkbgl_a_ ДНК =
10 -9 , РНК и белка = 10 -4 , обратной транскрипции – 10 -3);
б) труднодоступность для химических мутагенов: "отгороженность"
плазматической и ядерной мембранами, экранироZgb_[_edZfb хроматина;
в) контроль генома и системы репарации ДНК;
г) система иммунитета, uyляющая и устраняющая чужие белки (на
по_joghklbde_lhdb\f_`de_lhqguo`b^dhklyo .
Результаты этих механизмо
а) ограничение мутаций;
б) снижение риска злокачест_gghcljZgknhjfZpbb
в) предупреждение межb^hых скрещиZgbc;

9
г) устойчивость к инZabb.

3.1. М еханизмы изменчиhklb]_ghfZ

1. Мутации.
Мутации, как праbehijbодят к патологии, снижают жизнеспособность.
2. Одино чные и олигонуклеотидные генетические полиморфизмы.
О ни обнаружены  большинст_ гено и определяют большинство
фенотипических ZjbZglh, многообразие организмо О собенно много их ]_gZo
иммунной системы и меньше k_]h  половых хромосомах. Они сyaZgu с
этносом, климато -географическими услоbyfb питанием, могут при_klb к
болезням (гены предрасположенности) и определять реакции на л екарства.
3. Перестройки (реорганизации):
3.1. транспозиции;
3.2. рекомбинации;
3.3. интеграция ]_ghfd>GD:
– клеточных, что приводит к амплификации генов (особенно при
эмбриональном развитии);
– bjmkguo.
Нестабильность хромосом у_ebqbается с hajZklhf особенно при
преждеj_f_gghfklZj_gbb kbg^jhf<_jg_jZ .

3.2. Негенетические мут агенные и канцерогенные факторы

Имее тся множестh негенетически х мутагенны х и канцерогенны х фактор ов .
К физическим факторам относятся ионизирующие излучения , ультрафиолетовые
лучи и ukhdZy температура. Химические факторы подразделяют по механизму
дейстby на алкиляторы и прооксиданты; прямы е, способные самостоятельно

10
uauать поj_`^_gby ДНК, и непрямые (проканцерогены), которые сами не
uauают поj_`^_gbc ДНК, но актиbjmxlky  организме и переходят в
канцерогены (примеры: бенз(а)пирен → окисленный бенз(а)пирен  результате
реакций гидрокс илироZgby и эпоксидироZgby ; нитраты → нитриты →
нитрозамины ). П реjZs_gb_ проканцерогено  канцерогены часто происходит
под действием цитохрома Р -450, вызывающего химическую модификацию (чаще
k_]h гидроксилироZgb_ а также эпоксидироZgb_ ) многих кс енобиотико и
эндогенных _s_kl (более 7000 субстратов ). Курение у_ebqbает частоту рака
легких , так как при окислении бенз(а)пирена образуется сильны й канцероген.
Курение сигарет более опасно по сравнению с папиросами , т.к. они горят при
более ukhd ой температур е. Окисление бенз(а)пирена осущестey_lky под
дейстb_f цитохрома Р -450, который имеет максимальную активность  пече ни,
лёгких и тонком кишечнике. Биологические факторы, uauающие канцерогенез,
можно подразделить на bjmku (uauающие гепатит ы В, С, приводящие к
развитию рака печени; вирус папилломы, вызыZxsbc рак шейки матки ),
бактерии (Helicobacter pylori ), глисты (шистосомоз – бильгарциоз ). Способстm_l
канцерогенезу также неправильное питание (избыток копченостей, жира,
маринадо солений, д ефицит пищевых hehdhg каротино blZfbgh С, Е, А ),
хроническое воспаление и гиперплазия (усиленное деление клеток ) и стресс.

3.3.. Репарация ДНК

ДНК яey_lky_^bgkl\_gghcfhe_dmehcj_iZjbjm_fhc\de_ld_.
В клетках имеется особый ген -"редактор", на к отором при его экспрессии
синтезируются белки, следящие за правильностью структуры ДНК и реагирующие
на поj_`^_gbybgZjmr_gbykljmdlmju.
Стадии репарации ДНК:

11
1) прямая репарация: устранение некоторых мутаций, особенно
hkklZghление пероксидо и деалкил ироZgb_ гуанина, а также воссоединение
концо при одноцепочечных разрыZo Существуют ферменты антиоксидативной
защиты: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза,
глутатионтрансфераза. Роль глутатионредуктазы заключается  hkklZghлении
окислен ного глутатиона; таким образом, глутатионредуктаза яey_lky
kihfh]Zl_evguf ферментом антиоксидативной защиты клетки.
Низкомолекулярными антиоксидантами яeyxlkyZkdhj[Zl]emlZlbhg\blZfbg:
fZeuo^haZodZjhlbguитамин Е , карнозин, билирубин, ураты .
2) uj_aZgb_ihрежденных осноZgbcbebgmde_hlb^h;
3) репарация непраbevgh]h спариZgby – узнаZgb_ ещё неметилированной
дочерней цепи и uj_aZgb_bag_zmqZkldZ>GDkhrb[dhc;
4) ресинтез ДНК (« заполнение бреши») ДНК -полимеразами и лигазами.
Репараци я ДНК имеет Z`gh_ значение (кроме hkklZghления
повреждений, т.е. собственно репарации, предупреждаются некоторые
хромосомные перестройки, что снижает риск возникновения рака и некоторых
наследст_gguo болезней, и межвидоu_ скрещиZgby ). Особенно важна
репарация ДНК для чело_dZ  сyab с большой продолжительностью жизни. В
митохондриях репарации ДНК нет. Н аследст_ggu_ нарушения репарирующих
систем приh^yl к пигментной ксеродерме, следстb_f чего яey_lky резчайшее
у_ebq_gb_ ( 1500 раз) частоты рака к ожи у людей, бывающих на солнце, т.к.
репарирующие системы не могут испраblv нарушенную структуру ДНК.
Функция репарирующих систем нарушена также при наследст_gghf
неполипозном раке толстой кишки.

12
4. КЛОНИРОВАНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

В настоящее время осущ естeyxlky эксперименты по клонироZgbx
млекопитающих. Клоном назыZ_lky совокупность идентичных и имеющих
одинакоh_ происхождение клеток или организмо. Осноgu_ этапы
клонироZgby удаление ядра ( энуклеация ) из стимулироZgghc гормонами
яйцеклетки (от п ервого животного), пересадка  неё ядра от генетической матери
(lhjh]h жиhlgh]h и пересадка этой яйцеклетки  матку приёмной, или
суррогатной матери (третьего животного). В 2001 г. удалось получить перh]h
клонироZggh]hkZfpZY^jh[ueh\aylhbanb[jh[ ласта.
Возможности клонироZgby точное воспроизведение генетической матери
или отца – клонироZgb_ организма; потенциальное бессмертие клона; решение
многих Z`guo проблем (дифференцировка клеток; точное измерение роли
наследст_gghklbbkj_^u^eyex[hck труктуры или функции); получение любого
эмбрионального материала для аутоклеточной и аутотканеhc терапии. Однако
клонироZgb_ млекопитающих сопряжено с очень серьёзными этическими и
социальными проблемами. Последнее не относится к о чень перспектиg ому
мет од у – терапеlbq_kdh му клонироZgb ю . В этом методе на ранних этапах к
развиZxsbfky in vitro эмбриональным стheh\uf клеткам добаeyxl факторы
дифференциации, что uau\Z_l их переход  специализироZggu_ типы клеток.
Их можно использоZlv^eyde_lhqghcl_j апии.

5. ТРАНСКРИПЦИЯ И ПРОЦЕССИНГ ПРО -РНК

Существует 4 b^Z РНК. Ф ункция матричной РНК ( мРНК ) – передача
информации от ДНК на белок, рибосомальная РНК (рРНК ) oh^bl  состав
рибосом, синтезирующих белок, функция транспортной РНК ( тРНК ) – узнаZgb_
и акт ивироZgb_ аминокислот, их передача  рибосомы , а ос ноgu_ функци и

13
мал ых некодирующих РНК – регуляция и катализ. Последний вид по локализации
подразделяют на малые ядерные РНК, малые ядрышкоu_ РНК и малые РНК
цитозоля. Малые ядерные РНК – рибозимы, необхо димые для сплайсинга и
процессинга мРНК. Они состоят из 90 -300 нуклеотидоFZeu_y^jurdhые РНК
нужны для процессинга про -рРНК jJGDF алые РНК цитозоля состоят из 19 –27
(чаще – из 19 –23) нуклеотидо Малые РНК цитозоля подразделяют на 3 группы:
малые вр еменные РНК, микроРНК и короткие интерферирующие РНК. Малые
j_f_ggu_ РНК регулируют эмбриональное развитие на уроg_ РНК. МикроРНК
участвуют  регуляции гено и контроле дифференцироdb клеток – они
сyauают и репрессируют мРНК, ингибируют их транскрипци ю и трансляцию.
Короткие интерферирующие РНК, образующиеся из дmkibjZevguo РНК,
сyauают комплементарные мРНК и вызыZxl их деградацию (РНК -
интерференция) и молчание генов . Это яey_lky природным механизмом защиты
от инZabb чужеродных (особенно bjmkguo ) гено В эксперименте короткие
интерферирующие РНК используются для изучения функции гено На их осно_
hafh`ghkha^Zgb_gh\uoe_dZjkl.

5.1. Механизм транскрипции и процессинга про -РНК

П роцесс синтеза РНК на матрице ДНК назыZ_lkyljZgkdjbipb_c (мат рицей
яey_lky>GDijh^mdlhfbdhfie_f_glZjgufiZjlg_jhf – РНК ). Субстратом для
ферменто транскрипции яeyxlky нуклеозидтрифосфаты (НТФ) . Транскрипция,
 отличие от репликации, происходит только на одной цепи ДНК и происходит
только  пределах гена (от п ромотора до терминатора ). Глаguf ферментом
транскрипции яey_lky ДНК -зависимая РНК -полимераза (транскриптаза ).
Существует более 200 0 факторов транскрипции, играющих регуляторную и
пускоmx роль. В процессе транскрипции образуются про -РНК, которые, как и
ДНК, состоят из экзоно и интронов (экзоны несут информацию ). Про -РНК 

14
результате процессинга (созреZgby ) преjZsZxlky  РНК. Ключеuf процессом
при этом яey_lky сплайсинг (uj_aZgb_ интроно и сшиZgb_ экзоно "конец в
конец" ). В результате остаются тол ько экзоны, т.е. участки, несущие информацию.
Таблица 2
Различия нуклеиноuodbkehl\ijhp_kkZokbgl_aZj_iZjZpbb

П РОЦЕСС ДНК РНК
1. СИНТЕЗ.
Матрица

обе цепи ДНК целиком

один ген в одной цепи
Праймер необходим Н ет
Субстраты дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ А ТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ
Катализа торы топоизомераз а, хеликаза,
праймаза, ДНК -полимера -
за, ДНК -лигаза, теломе -
раза
РНК -полимераза; в сплай -
синге – мяРНК + белки
(сплайсосома)
2. РЕПАРАЦИЯ Необходима и разнообразна Н ет
3. ПЕРЕСТРОЙКИ Происходят Н ет

Сплайсин г катализируется сплайсосомой, состоящей из рибозимов
(катализаторо не белковой, а РНКовой природы) и белко Интроны не oh^yl 
соста зрелой РНК, но необходимы для образоZgby малых РНК и для
функционироZgby рибозимо Некоторые формы талассемии (забо левание,
характеризующееся нарушением формы эритроцито и системная красная
heqZgdZ возникают  результате нарушенного сплайсинга. Процесс сплайсинга
катализируется малыми ядерными РНК (мяРНК). В ядрах эукариот мяРНК
специфически сyauаются с определенн ыми белкоufb факторами. Антитела

15
против белкового комплекса, сyaZggh]h с мяРНК, блокируют сплайсинг (такие
антитела обнаружены у пациенто с аутоиммунным заболеZgb_f – системной
красной волчанкой). Существуют значительные различия нуклеиноuo кислот
(ДН К и РНК) в процессах синтеза, репарации и перестроек (табл. 2).

5.2 . Р егуляция транскрипции

Регуляция транскрипции делится на 2 группы: общая и специфическая
регуляция. Общая регуляция dexqZ_l метилироZgb_ гено и изменение
структуры хроматина ( гистон оucf_oZgbaf ).
 МетилироZgb_ гено приводит к тому, что ген не под_j]Z_lky
прочитыванию, и его экспрессия тормозится. Этот механизм характерен
для гено рРНК. (Кроме снижения экспрессии, метилироZgb_ генов
снижает транспозицию, у_ebqbает их устойчивос ть к ДНКазам и может
uaать мутации).
 Изменение структуры хроматина (г истоноuc механизм ). ДНК - это
полианион. ДНК экранироZgZ гистоноufb белками, имеющими
положительный заряд. Пока ДНК находится  комплексе с белками,
информация не реализуется. Для ре ализации информации, содержащейся в
ДНК, необходимо удалить гистоноu_ белки. Это осущестey_lky ,
например, с помощью остатко уксусной или фосфорной кислоты (ацетата
или фосфата) , имеющ их отрицательный заряд . Отрицательно заряженный
остаток этих кислот, в заимодействуя с положительно заряженными
гистоноufb белками, образуют незаряженный комплекс, после чего он
отходит от ДНК. В результате информаци я, содержащ ая ся >GD , доступна
для транскрипции.
Специфическая регуляция осущестey_lky с помощью амплификац ии
(умножения) гено aZbfh^_cklия белкоuo транскрипционных факторов с

16
регуляторными участками ДНК и белками (основной механизм) ;
фосфорилироZgby протеинкиназами транскрипци онных факторо регуляция
под действием G -белко( Ras и других) и ионоKZ 2+.
 А мплификация (умножение) гено  результате поlhjgh]h синтеза ДНК
или обратной транскрипции. Амплификация гено приводит к у_ebq_gbx
количестZ одного и того же гена, что приh^bl к у скорению его
экспрессии. Например, при лечении злокачественных процессов
метатрексатом амплифицируются гены фолатредуктазы, что снижает
эффектиghklvl_jZibb.
 Взаимодействие белкоuo транскрипционных факторо с регуляторными
участками ДНК , другими транскрипционными факторами и белками
(основной механизм).
Перед каждым геном на ходится промотор, состоящий из дmo участко
Один из участкоijhfhlhjZhij_^_ey_lf_klhgZqZeZljZgkdjbipbbторой – её
частоту. К регуляторным элементам относятся энхансеры (регуляторные участки
ДНК, у_ebqbающие экспрессию гена ), сайленсеры (снижаю т экспрессию ) и
участки ДНК, реагирующие на гормоны, белки клеточного (теплового ) шока
(шапе роны) , металлы, другие органические молекулы (ксенобиотики) , а также
участки определения тканеhc специфичности . Взаимодейстb_
транскрипционных факторо,  том числе некоторых гормон -рецепторных
комплексов , с регуляторными элементами ДНК изменяет конформацию ДНК
(происходит образоZgb_ петли). При этом k_ транскрипционные факторы и
гормон -рецепторные комплексы сyaZgu с белкоuf комплексом –
коактиZlhj ом . Он приход ит  активное состояние и актиbjm_l базальный
транскрипционный комплекс, также состоящий из комплекса белков (РНК -
полимеразы и регуляторных белко) . В соста базального транскрипционного
комплекса входит фермент РНК -полимераза, который при актиZpbbih^o одит»
к промотору, aZbfh^_cklует с ним и далее идёт процесс транскрипции:

17
образоZgb_ про -РНК на матрице ДНК. Необходимо отметить, что
aZbfh^_ckl\b_ljZgkdjbipbhgguonZdlhjh и гормон -рецепторного комплекса с
коактиZlhjhf а также активация базального транскрипционного комплекса под
дейстb_f коактиZlhjZ – это механизм «белок -белок». Гены могут
экспрессироZlvky не одновременно, а последовательно. Транскрипционные
факторы входят y^jhb ha^_cklуют на регуляторный участок раннего гена. В
результате р анний ген экспрессируется: происходит транскрипция и образуется
мРНК; зрелая мРНК uoh^bl из ядра  цитоплазму, на рибосомах синтезируется
белок, который  сhx очередь яey_lky транскрипционным фактором для ряда
поздних гено Этот белок заходит  ядро и ha^_cklует на регуляторные
участки поздних гено Поздние гены экспрессируются: на них  процессе
транскрипции образуются про -мРНК, затем  результате сплайсинга образуются
м-РНК, которые uoh^yl  цитоплазму; с мРНК на рибосомах будут
синтезироZlvky бе лки. Таким образом, схему можно представить следующим
образом: Транскрипционный фактор N 1 → регуляторный участок "раннего" гена
→ экспрессия "раннего" гена → транскрипционный фактор N 2 → регуляторный
участок "поздних" генов → экспрессия "поздних" гено → функционирующие
белки. Функционирующие белки осущестeyxl "поздние ответы": экспрессию,
пролиферацию, дифференцироdm клеточный шок, злокачест_ggmx
трансформацию.
 ИнгибироZgb_fZeufbJGD.
 Ф осфорилироZgb_ протеинкиназами транскрипционных факторо и РНК -
полимеразы.
 Ras -белок. Это – малый G -белок, актиZpby которого осущестey_lky под
дейстb_f фермента тирозинкиназы. Этот фермент осущестey_l
фосфорилироZgb_ белко по гидроксильной группе тирозина. АктиZpby
тирозинкиназы происходит под дейстb_fke_^mx щих гормонов: инсулина,
факторо роста клеток, цитокино лептина, пролактина, соматотропина, а

18
также антигено (Тирозинкиназа бывает дmo b^h: состаghc частью
рецептороdwlbf]hjfhgZfbeb самостоятельным белком, сопряжённым с
рецепторами к гормонам). Тирозинкиназа актиbjm_l Ras -белок; он, kою
очередь, активирует каскад протеинкиназ, которые, вызыZy
фосфорилироZgb_[_edh, изменяют их активность. В числе других белков
могут фосфорилироZlvkyljZgkdjbi ционные факторы и РНК -полимераза.
 Ионы Са 2+. В цитоплазме ионы Са 2+ находятся в концентрации 10 -7 моль в
состоянии покоя, а при актиZpbb концентрация ионо Са 2+ hajZklZ_l^h
10 -6 -10 -5 моль. Концентрация ионо Са 2+ ur_  межклеточной жидкости
(10 -3 моль) и  эндоплазматическом ретикулюме (3·10 -5 моль). Из
межклеточной жидкости и эндоплазматического ретикулюма ионы Са 2+
поступают  цитоплазму через Са 2+-каналы. Эти каналы открыZxlky
инозитолтрисфосфатом, который образуется из
фосфатидилинозитидбисфо сфата под дейстb_f фосфолипаз ы С. При
повышении концентрации ионо Са 2+  цитоплазме, они сyauаются с
белком кальмодулином. Образующийся комплекс может дейстhать дmfy
путями: либо самостоятельно изменяет актиghklv белко что приводит к
соответству ющим эффектам, либо актиbjm_l кальмодулинпротеинкиназу,
которая фосфорилирует белки, изменяя их актиghklv.
Передача сигнала из цитоплазмы  ядро может осущестeylvky с помощью
одного из трёх механизмо:
1) основной механизм: активироZggZy протеинкиназа из цитоплазмы
транспортируется в ядро, где фосфорилирует транскрипционные факторы, что
приh^bldbaf_g_gbxboZdlb\ghklb;
2) актиbjhанная протеинкиназа А расщепляется  цитоплазме на
регуляторные и каталитические субъединицы. Регуляторные субъединицы
ос таются  цитоплазме, а каталитические транспортируются  ядро, uauая

19
фосфорилироZgb_ транскрипционных факторо и (или) РНК -полимеразы.
(Далее – аналогично варианту N 1);
3) актиbjh\ZggZy протеинкиназа  цитоплазме фосфорилирует
цитозольные транскрипцио нные факторы , которы е проника ю т y^jh.
Следует отметить, что при фосфорилироZgbb может произойти как
актиZpbylZdbbg]b[bjhание белков -ферменто.
Концентрация ионо Са 2+  цитоплазме находится под гормональным
контролем. ПоurZxl концентрацию ионо Са2+ в цитоплазме: α 1-агонисты,
Zahij_kkbg ангиотензин, лейкотриены С 4, D 4, тромбоксаны, простагландины
F2α, либерины, тропины, холецистокинин, факторы роста клеток, цитокины.
Снижа ют концентрацию ионо Са 2+ в цитоплазме: α 2-агонисты, агонисты М 2-
холиноре цепторо ГАМК В-рецепторо дофамин через D 2-рецепторы,
соматостатин, опиаты.
Обратный транспорт ионо Са 2+ из цитоплазмы  межклеточную жидкость
и в эндоплазматическую сеть осущес твляется с помощью Са 2+-АТФаз.
В настоящее j_fy антисмыслоu е олиго дезокси рибо нуклеотид ы
используются в лечении злокачест_gguo болезней. Антисмыслоu_
олиго дезоксирибо нуклеотиды комплементарны фрагменту исходной
нуклеиновой кислот ы. Перед транскрипцией происходит "раскручиZgb_
дhcghc спирали ДНК,  результате чего образуются 2 одиночные спирали.
Транскрипция hafh`gZ только с одной цепи ДНК. Если на эту нуклеиновую
кислоту "надеть" комплементарный дезоксирибо олигонуклеотид, транскрипции
не будет. Однако антисмыслоu_ олиго дезоксирибо нуклеотиды – это не
эндогенный механизм рег уляции, а лекарст_ggucf_lh^.

5.3. Регуляция процессинга и транспорта мРНК
Изменение скорости сплайсинга. Сплайсинг – это процесс превращения про -
РНК  РНК (вырезание интроно и сшиZgb_ экзоно "конец  конец" ).

20
Катализируется сплайсинг сплайсосомой ( ри бозимы + белок ). Скорость
сплайсинга может у_ebqbаться и замедляться. При ускорении сплайсинга
будет у_ebqbаться экспрессия гена, при замедлении сплайсинга экспрессия
гена снижается.
 Альтернатиguc сплайсинг. Один ген может кодироZlv несколько разных
белко Это происходит при hagbdghении нескольких разных мРНК на
одной про -РНК  результате неодинакоh]h сплайсинга. Альтернатиguc
сплайсинг может осущестeylvkykihfhsvxke_^mxsbo\ZjbZglh:
1) вырезание интроноg_iheghklvxijbwlhfqZklvbgljhgZ сохраняется в
зрелой РНК;
2) сохранение одного или нескольких интроно полностью  зрелой РНК;
3) удаление f_kl_ с интронами одного из экзоно  процессе сплайсинга.
Этот процесс описан, например, для иммуноглобулинов и гормонов . Также
 процессе альтерн атиgh]h сплайсинга образуются конститутиgu_
рецепторы гормоно (актиgu_ даже при отсутствии гормона), что часто
приh^bl к развитию онкологической патологии. Количестh гено у
чело_dZ меньше, чем у некоторых видо жиuo организмо но благодаря
альтер натиghfmkieZckbg]m[_ed ов ый спектр очень разнообразен.
 Редактирование мРНК. Это процесс изменения перbqghc структуры мРНК
после транскрипции j_amevlZl_ihyления fhe_dme_aZf_gставок или
uiZ^_gbc нуклеотидо В качест_ примера можно при_klb об разоZgb_
белка – апопротеина В – de_ldZoi_q_gbblhgdh]hdbr_qgbdZWlhl[_ehd
яey_lky осноguf компонентом липопротеино В печени процесс
трансляции осущестey_lky со k_c мРНК, а  клетках кишечника  одном
из триплето (ЦАА) происходит дезаминиров ание цитозина. При этом
цитозин превращается  урацил, а кодон ЦАА превращается  стоп -кодон
УАА. Поэтому синтез белка идёт не со k_c молекулы мРНК. В результате

21
белок, синтезируемый  клетках кишечника,  2 раза короче, чем белок,
синтезируем ый i_q_gb.
 Изменение транспорта РНК  гиалоплазму. У эукариот процессы
транскрипции и трансляции разобщены: транскрипция происходит  ядре
клетки, а трансляция – на рибосомах pblhieZaf_IjhgbpZ_fhklvy^_jghc
мембраны для про -РНК может изменяться. При снижении про ницаемости
ядерной мембраны для про -РНК экспрессия гена снижается, при
повышении проницаемости – поurZ_lky экспрессия гена. Важная роль 
этом процессе принадлежит малому ядерному G -белку Ran .

5.4 . Регуляция стабильности мРНК

При катаболизме мРНК распад ается до мононуклеотидо. Чем ur_
стабильность мРНК, тем больше на ней синтезируется белка. Например, глюкоза
стабилизирует мРНК инсулина, j_amevlZl_wnn_dlubgkmebgZmkbebаются. При
раке и зажиe_gbb ран, траf и др. стабильность мРНК у_ebqbается, ч то
приh^bl к у_ebq_gbx синтеза белка на этих мРНК. В результате у_ebqbается
синтез онкобелко у_ebqbающих тяжесть онкологического процесса или
ускоряется зажиe_gb_jZgbljZм, соответственно.
Существует гипотеза, согласно которой первоначальный жи вой мир
сущестhал  b^_ РНК. В пользу этой гипотезы сb^_l_evkl\mxl следующие
данные:
1. ДНК не могла сущестhать самостоятельно, т.к. она яey_lky только
матрицей – "хранителем" наследст_gghc информации, но реализоZlv ее не
может , т.к. почти всегда лишена каталитических свойст.
2. Белок также не мог сущестhать самостоятельно, т.к. он uihegy_l
очень многие функции, но не яey_lkyojZgbl_e_f (матрицей) наследст_gghc
информации.

22
3. РНК может яeylvky и хранителем наследст_gghc информации
(послед оZl_evghklv нуклеотидо и выполнять некоторые функции  качест_
катализаторо (  процессе сплайсинг а и синтез а полипептидной цепи РНК
uihegy_ldZlZeblbq_kdmxjhev – рибозим ы).
4. На молекуле РНК может синтезироZlvky как белок (трансляция), так и
ДНК ( обратная транскрипция).
5. Репликация ДНК неhafh`gZ без РНК -праймера ; стабилизация ДНК –
без РНК -матрицы в теломеразе.
6. Физиологические изменения мРНК модифицируют ДНК -закодироZggmx
наследст_ggmx информацию (альтернатиguc сплайсинг, редактироZgb_
мР НК).
7. РНК -катализаторы рибозимы есть у k_o организмов и у bjmkh и
необходимы для сплайсинга и образоZgbyi_ilb^ghck\yab.
8. Функционально активные сh[h^gu_ мононуклеотиды – только
рибонуклеотиды: макроэрги, коферменты, регуляторы (dexqZy
циклонукл еотиды и ГТФ).

6. Обратная транскрипция

В процесс е обратной транскрипции матрицей яey_lky РНК,
комплементарным партнером – ДНК, продуктом – ДНК. Субстратом для
ферменто обратной транскрипции яeyxlky дезоксинуклеозидтрифосфаты
(дНТФ). Возможны дZари анта обратной транскрипции – клеточная и вирусная.
Клеточная обратная транскрипция участm_l  амплификации гено. На
первом этапе на ген е синтезируется мРНК (процесс транскрипции ). На lhjhf
этапе на мРНК под действием фермента обратной транскриптазы синт езируется
комплементарная ДНК (кДНК) (обратная транскрипция ). На третьем этапе кДНК
достраиZ_lky до дhcghc спирали, являющейся точной копией перhgZqZevgh]h

23
гена. Этот процесс тоже катализирует обратная транскриптаза. На чет_jlhfwlZi_
образоZ\rZyky ко пия гена внедряется  геном. В результате образуется дZ
одинакоuo гена – удh_gb_ гена. При поlhj_gbb этого процесса несколько раз
образуются много копий одного и того же гена – умножение гена или
амплификация. Этот процесс особенно Z`_g  эмбриогенезе . Другой и более
частый механизм амплификации – поlhjgZyj_iebdZpby.
Вирусная обратная транскрипция характерна для РНКоuo bjmkh –
онкогенных и некоторых инфекционных (например, ВИЧ ). Вирусы, имеющие
фермент обратную транскриптазу, назыZxlky ретровирус ами. При g_^j_gbb
таких bjmkh hj]ZgbafgZi_jом этапе под действием обратной транскриптазы
на bjmkghcJGDkbgl_abjm_lkyирусная копия ДНК (комплементарная ДНК или
кДНК). На lhjhf этапе под действием ферментов ДНК -полимераза и обратная
транскриптаз а происходит достраиZgb_ вирусной копии ДНК до двойной
спирали с образоZgb_f bjmkgh]h гена. На третьем этапе происходит g_^j_gb_
bjmkgh]h гена (проbjmkZ  геном, что может при_klb к развитию заболеZgby
(обычно через большой срок).

7. БИОСИНТЕЗ БЕ ЛКА

Биосинтез белка состоит из следующих этапов :
1) рекогниция и активация аминокислот;
2) инициация ;
3) элонгация ;
4) терминация ;
5) посттрансляционная модификация (процессинг) .
Трансляция dexqZ_l\k_[y со второго по четzjluc этапы биосинтеза
белка.

24
А ктиZpby аминокислот приводит к образоZgbx аминоацил -тРНК.
Катализирует процесс фермент аминоацил -тРНК -синтетаза и расходуется
молекула АТФ. Для каждой аминокислоты есть сhb тРНК. Процесс узнаZgby
тРНК сh_c аминокислоты назыZ_lky рекогницией (распозна Zgb_f) . Три
последоZl_evgh расположенные нуклеотида в мРНК образуют кодон,
определяющий конкретную аминокислоту. Сущестm_l 64 кодона, из которых 1 -
инициатор, 3 яeyxlky терминаторами, а 61 соответствует определенной
аминокислоте (инициатор соответствует аминокислоте метионин).
Сhckl\Z]_g_lbq_kdh]hdh^Z
1. уни_jkZevghklv (у всех жиuohj]Zgbafh один и тот же кодон кодирует
только одну аминокислоту );
2. триплетность (кодон состоит из 3 нуклеотидов );
3. ujh`^_gghklv но однозначность (одну аминокислоту могут кодироZlv
несколько кодоноghdZ`^ucdh^hgdh^bjm_llhevdhh^gmZfbghdbkehlm );
4. неперекрыZ_fhklv (один и тот же нуклеотид не может принадлежать
дmfdh^hgZf );
5. непрерыghklv (между кодонами нет нуклеотидоg_ijbgZ^e_`Zsbogb
одному кодону ).

7.1 . Характеристика этапо[bhkbgl_aZ[_edZ

Биосинтез белка осущестey_lkyjb[hkhfZfbJb[hkhfZkhklhblba[hevrhc
и малой субъединиц; в соста[hevrhckm[t_^bgbpu\oh^blp_gljZ: -центр
(аминоацильный ) и Р -центр (пептидный ).
Для самого Z`gh]h (и ме дленного) – 2-го этапа биосинтеза белка ( 1-го этапа
трансляции) – инициации – нужно объединение субъединиц рибосом, мРНК,
метионил -тРНК, белкоu х фактор ов , ГТФ (у эукариот инициация начинается с
аминокислоты метионин , у прокариот – с формилметионина ).

25
3-й этап биосинтеза белка (2 -й этап трансляции) – элонгация – это удлинение
полипептидной цепи. Аминоацил -тРНК подходит к А -центру большой
субъединицы рибосомы. Происходит сyauание кодона с антикодоном (если они
комплементарны ). При этом пептид перебрасывает ся на аминокислоту, и _kv
комплекс (тРНК с прикрепленным к ней пептидом ) перебрасыZ_lky  Р -центр.
Рибосома передвигается на 1 кодон и k_ihторяется сначала.
Рибосома uihegy_l 3 глаgu_ функции: 1) генетическую; 2)
каталитическую; 3) механическую.
Мал ая субъединица рибосомы uihegy_l генетическую функцию:
принимает закодироZggmx информацию  виде мРНК и её расшифровывает.
Малая субъединица сyauает мРНК, аминоацил -тРНК и факторы инициации,
расплетает и сканирует мРНК и обеспечиZ_l комплементарное a аимодейстb_
кодона с антикодоном.
Большая субъединица выполняет каталитическую функцию – гидролиз ГТФ
и образоZgb_i_ilb^ghc сyab между аминоацилами с синтезом полипептидной
цепи.
Рибосома  целом uihegy_l механическую функцию – передвигает цепь
мРНК и тРНК.
4-й этап биосинтеза белка (3 -й, последний этап трансляции) – терминация –
окончание синтеза белка. Терминация возникает, когда проти: -центра большой
субъединицы рибосомы klZg_ll_jfbgbjmxsbcdh^hgIhebi_ilb^gZyp_ivijb
этом уходит из рибосомы, рибосома разъединяется на большую и малую
субъединицы и весь комплекс распадается.
5-й этап биосинтеза белка – посттрансляционная модификация и фолдинг
белка .
Известны основные ZjbZgluihklljZgkeypbhgghcfh^bnbdZpbb:
а) ограниченный протеолиз . Происходит отщепление пептида от белка -
предшест_ggbdZ  результате образуется более актиguc белок меньшей

26
молекулярной массы или активный пептид. Осноgu_ ZjbZglu проферменты
превращаются в ферменты (претрипсин → трипсин, препепсин → пепсин и др. ),
белкоh -пепти дные прогормоны - в гормоны (например, проинсулин →
инсулин ), отщепление лидерной последоZl_evghklb (N -сигнальной
последоZl_evghklb ) после прохождения мембраны (белки субклеточных частиц
и секреторные ). Па тогенез болезни Альцхаймера: непраbevguc протеол из
белка -предшест_ggbdZ и патологический фолдинг (сhjZqbание) с
образоZgb_fg_jZkl\hjbfh]hZfbehb^Z головном мозге (g_de_lhqgu_[eyrdb
и нейрофибриллярные клубки  нейронах) , приh^ysb е к старческому
слабоумию. (Болезнь Альцхаймера - основная причин а старческого слабоумия).
При други х вид ах амилоидоза происходит образоZgb_ и накопление
нерастhjbfuo белко и их агрегато  печени, почках, сердце, сосудах, коже и
других органах).
б) химическая модификация. Может происходить в виде многих варианто:
 взаимопреjZs_gb_ SH -групп и -S-S- мостико с участием глутатиона и
тиоредоксина . Этот процесс характерен для иммуноглобулино инсулина и
др.
 гидроксилирование. Происходит внедрение кислорода fhe_dmemkm[kljZlZ
под дейстb_f гидроксилаз (например, при со зреZgbb коллагена). В
качест_ кофермента при биосинтезе коллагена используется аскорбат. П ри
недостатке аскорбата hagbdZ_l болезнь цинга, одной из характерных
признаков которой яey_lky нарушение функции соединительной ткани
(кроhbaebygbyi_l_obbjZk шатыZgb_bыпадение зубоb^j. ).
 иодироZgb_OZjZdl_jgh^ey[_edh щитовидной железы -
тиреоглобулино.
 фосфорилироZgb_ Характерно для многих белко  т.ч. ферментов и
транскрипционных факторов . Для этого процесса требуются АТФ и

27
ферменты протеинки назы. Ф осфорилироZgb_ – самый частый случай
регуляции активности белко.
 АДФ -рибозилироZgb_ Для этого процесса необходим НАД. При этом от
НАД отщепляетс я никотинамид, а k_hklZevgh_( аде нин - рибоза - фосфат -
фосфат - рибоза) перебрасыZ_lkygZ[_ehd.
 карбоксилироZgb_ В это м процесс е участm_l blZfbg К. О н необходим
для γ-карбоксилироZgby глутамата, находящегося  соста_ белко что
приh^bldmеличению свертываемости кроb.
 гликозилироZgb_ – соединение белка с углеh^hf  частности, с
глюкозой . ГликозилироZgb_ может быть ферментатиgh_ и
нефер ментатиgh_ При ферментатиghf гликозилировании образуются
углеh^ -белкоu_ комплексы – гликопротеи ны и протеогликаны.
Гликопротеи ны от протеогликаноhlebqZxlkyihke_^mxsbfijbagZdZf:
1) гликопротеи ны содержат примерно 95% белкоh]hdhfihg_glZijbf_jgh
5% углеh^gh]hdhfihg_glZZijhl_h]ebdZgu – наоборот;
2) углеh^guc компонент гликопротеи но состаeyxl нейтральные
гетерополисахариды, состаgufb частями которых яeyxlky гексозамины,
гексозы, сиалоu_ кислоты и фукоза, а углеh^guc компонент
протеогликанов состаeyxl кислые гетерополисахариды
(гликозаминогликаны), состаgufb частями которых яeyxlky
гексозамины, гексозы, глюкуроноZy кислота с присоединёнными к ним
сульфатными группами.
Гликопротеи ны к аждая клетка (кроме эритроцитов ) может
синтезироZlvkZfZ^eyk_[ygh[hevrbgklо гликопротеи ноieZafudjhи
образуются  печени. Углеh^guc компонент часто яey_lky "адресом",
который способствует поступлению б елка  ту или другую органеллу.
Ф ерментатив ное гликозилироZgb_ijhbkoh^bl аппарате Гольджи.

28
Основным сигналом для транспорта белко через мембраны яeyxlky
специфические пептидные участки на конце молекулы белка (лидеры).
липидироZgb_ – присоединение липидных компоненто (ацило или
изопреноидо  .
 ацетилироZgb_ ijbkh_^bg_gb_hklZldZmdkmkghcdbkehlu .
в) образоZgb_q_l\_jlbqguokljmdlmjbkeh`guo[_edh\ .
Чет_jlbqgZy структура белка – это ассоциация субъединиц (например,
гемоглобин, протеинкиназа А ), а сложные белки – это комплекс белко с
не белковым компонентом (липопротеиды, нуклеопротеиды, металлопротеиды,
флавопротеиды и др. ).
Фолдинг белков . Термин «фолдинг» (сhjZqbание) означает приобретение
ghь синтезированным белком пра вильной трёхмерной конфигурации,
осущестey_lkyijbmqZklbbrZi еронов.
Ш апероны – это белки, необходимые для быстрого образоZgby правильной ,
стабильной и функционально актиghc конформации других белко (фолдинга
белко) и "испраeyxsb_ ошибки" при ее формироZgbb Их количестh
у_ebqbается при клеточном шоке (терм ические воздейстby облучение и т.д.).
Ш апероны необходимы при транспорте белко через мембраны клетки. По обе
стороны мембраны находятся шапероны. При выходе белка из клетки 
межклеточную жидкость шапероны, находящиеся gmljbde_ldbjZkdjmqbают»
бело к до перbqghc структуры. В таком b^_[_ehd проходит через мембрану, а с
наружной стороны мембраны находятся шапероны, которые формируют
правильную третичную структуру белка ; таким образом, белок приобретает
первоначальную структуру.
Существу ю т болезн и не праbevgh]h фолдинга белко Для этих болезней
характерно изменение конформации белко с образоZgb_f патологических
фибриллярных структур и бляшек, иногда – амилоидных агрегато Эти
образоZgby могут быть локализоZgu g_de_lhqgh (например, при болезнях

29
Альцхаймера и Дауна, прионоuobgn_dpbyo beb\gmljbde_lhqgh – в цитоплазме
(например, при паркинсонизме) и  ядре (например, при болезни Хантингтона,
спинально -мозжечкоhc атаксии). Непраbevguc фолдинг особенно характерен
для нейродегенератиguo заболеZ ний, но klj_qZ_lky и при сахарном диабете
lhjh]h типа (инсулиннезаbkbfhf сахарном диабете), длительном гемодиализе,
lhjbqghfZfbehb^ha_b^jm]bo[he_agyo.

7.2. Регуляция трансляции

1) трансляционная репрессия или маскировка мРНК;
2) фосфорилироZgb_ протеинкиназам и, например, факторо инициации ;
белка рибосомы;
3) Н екоторые белки aZbfh^_cklуют с ГТФ ( G -белки), (например, фактор ы
инициации и элонгации).
Трансляция у_ebqbается при повреждении белко и замедляется при
старении.
Регуляция посттрансляц ионной модификации осущестey_lky путём
регуляции ферментоihklljZgkeypbhgghcfh^bnbdZpbb.

7.3. Регуляция стабильности белка

Белки распадаются до аминокислот под действием ферменто пептидаз.
Стабильность белка может изменяться под действием внешних фак торо П ри
голодании тормозится распад фермента аргиназы, а наличие триптофана  пище
тормозит распад триптофаноксигеназы. То, что при голодании тормозится распад
аргиназы, имеет Z`guc[bheh]bq_kdbckfukeIjb]heh^Zgbbijhbkoh^bljZkiZ^
эндогенных белков . Образующиеся аминокислоты под_j]Zxlky
дезаминироZgbx при этом образуется аммиак и кетокислоты. Кетокислоты

30
сгорают pbde_Dj_[kZbebb^mlgZkbgl_a]exdhau реакциях глюконеогенеза и
на синтез кетоноuo тел. Аммиак идёт на синтез мочевины. Аргиназа яey_lky
ферментом синтеза мочевины, поэтому препятстm_lgZdhie_gbxZffbZdZ.

31
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Выбрать один праbevguchl\_l
1. ПРАЙМЕР НЕОБХОДИМ ПРИ
1) репликации
2) транскрипции
3) обратной транскрипции
4) трансляции
2. В ЯДРЕ ГОРМОН -РЕЦЕПТОРНЫЙ КОМ ПЛЕКС ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ С
1) РНК -полимеразой
2) ДНК -полимеразой
3) энхансером
3. ПРОЦЕСС УДВОЕНИЯ ДНК НАЗЫЫВАЕТСЯ
1) трансрипцией
2) репликацией
3) репарацией
4. ПРОЦЕСС, В РЕЗУЛЬТАТЕ КОТОРОГО ПРОИСХОДИТ СЧИТЫВАНИЕ
ИНФОРМАЦИИ С МОЛЕКУЛЫ , ДНК НАЗЫВАЕТСЯ
1) тр ансляция
2) транскрипция
3) трансформация
5. ОДИН ТРИПЛЕТ КОДИРУЕТ
1) одну аминокислоту
2) несколько аминокислот
3) один признак организма
6. АНТИКОДОН т -РНК СОСТОИТ ИЗ НУКЛЕОТИДОВ УЦГ. ЕМУ
КОМПЛЕМЕНТАРЕНЫМ БУДЕТ ТРИПЛЕТ ДНК
1) УУГ
2) ТТЦ
3) ТЦГ
7. ФУНКЦИ Я м -РНК В ПРОЦЕССЕ БИОСИНТЕЗА БЕЛКА
1) хранение наследственной информации
2) транспорт АК на рибосомы
3) пере дача информации на рибосомы
8. ПРИ КАЖДОМ КЛЕТОЧНОМ ДЕЛЕНИИ УМЕНЬШАЕТСЯ ДЛИНА

32
1) праймера
2) теломера
3) мРНК
9. РЕПАРИРОВАТЬСЯ МОГУТ
1) любые по j_`^_gby>GD
2) поj_`^_gbyaZljZ]bающие одну цепь ДНК
3) поj_`^_gbyaZljZ]bающие обе цепи ДНК
10. НАСЛЕДСТВЕННЫЙ НЕПОЛИПОЗНЫЙ РАК ТОЛСТОЙ КИШКИ МОЖЕТ
БЫТЬ СЛЕДСТВИЕМ НАРУШЕНИЯ РЕПАРАЦИИ
1) непраbevgh]hkiZjb\Zgby
2) поj_`^_gguogmde_hlb^h\
3) мети лироZgby>GD
11. СПЛАЙСИНГ ПРОТЕКАЕТ ПРИ УЧАСТИИ
1) малой субчастицы рибосомы
2) тРНК
3) сплайсосомы
12. МАЛАЯ СУБЧАСТИЦА РИБОСОМЫ ВЫПЛНЯЕТ ФУНКЦИЮ
1) каталитическую
2) генетическую
3) механическую
13. В ФОЛДИНГЕ БЕЛКОВ УЧАСТВУЮТ
1) мРНК
2) праймеры
3) шапероны
4) теломеры
14. ТРАНСКРИПЦИЮ УСИЛИВАЮТ
1) сайленсеры
2) энхансеры
3) промоторы
4) терминаторы
15. ВЫРОЖДЕННОСТЬ ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА – ЭТО
1) изменяемость
2) уникальность
3) триплетность
4) избыточность
16. НА МОЛЕКУЛЕ тРНК ИМЕЕТСЯ УЧАСТОК

33
1) промот ор
2) оперон
3) антикодон
4) цистрон
17. В ОБРАЗОВАНИИ НУКЛЕОСОМЫ ПРИНИМАЕТ УЧАСТИЕ
1) только ДНК
2) ДНК, РНК и белки
3) только белки
4)ДНК и белки
18. ФРАГМЕНТЫ ОКАЗАКИ ОБРАЗУЮТСЯ ПРИ
1) сплайсинге
2) обратной транскрипции
3) репликации
4)транскрипции
19 ФЕРМЕНТ ТОПОИЗОМЕРАЗА УЧАСТВУЕТ В
1) репликации
2) сплайсинге
3) трансляции
4) пострансляционной модификации
20. СУБСТРАТАМИ ДЛЯ ПРОЦЕССА ТРАНСКРИПЦИИ ЯВЛЯЮТСЯ
1) дНТФ
2) рНТФ
3) мононуклеотиды
4) асинокислоты
21. ДЛЯ ТРАНСРИПЦИИ ХАРАКТЕРНО
1) процесс ну ждается ijZcf_j_
2) процесс не нуждается ijZcf_j_
3) происходит полуконсерZlb\gufkihkh[hf
4) синтез идет в напраe_gbb 3΄ -5΄
22. ТРАНСКРИПЦИЯ НАЧИНАЕТСЯ ПРИ СВЯЗЫВАНИИ РНК -ПОЛИМЕРАЗЫ
С
1) опероном
2) теломером
3) сплайсосомой
4) промотором

34
23. ОБРАЗО ВАНИЕ ИНСУЛИНА ИЗ ПРОИНСУЛИНА ПРОИСХОДИТ В
РЕЗУЛЬТАТЕ
1) фосфорилироZgby
2) ограниченного протеолиза
3) АДФ -рибозилироZgby
4) йодирования
24. НАРУШЕНИЕ ФОЛДИНГА ВСТРЕЧАЕТСЯ ПРИ
1) анемии
2) цинге
3) альбинизме
4) паркинсонизме
25. СПЛАЙСИНГ ПРЕДСТАВЛЯЕТ :
1) удаление интроноbkrbание экзонов
2) удаление поj_`^zggh]hmqZkldZ>GD
3) удаление экзонов и сшиZgb_bgljhgh\
4) удаление лидерной последоZl_evghklbihebi_ilb^ghcp_ib
26. К РЕГУ ЛЯТОРНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ ДНК ОТНОСЯТ
1) гены
2) теломеры
3) праймеры
4) э нхансеры
27. ПРИЧИНОЙ НАРУШЕНИЯ ФОЛДИНГА МОЖЕТ СТАТЬ
1) нарушение работы шаперонов
2) нарушение вырезания интронов
3) снижение актиghklbi_ilb^Za
4) нарушение гликозилироZgby[_edZ
28. В АКТИВАЦИИ АМИНОКИСЛОТ ПРИНИМАЕТ УЧАСТИЕ ФЕРМЕНТ
1) праймаза
2) амин отрансфераза
3) аминоацил -тРНК -синтетаза
4) декарбоксилаза аминокислот
29. ОБРАЗОВАНИЕ ПЕПТИДНОЙ СВЯЗИ В ПРОЦЕССЕ ТРАНСЛЯЦИИ
КАТАЛИЗИРУЕТ
1) пептидаза
2) большая субчастица рибосомы
3) малая субчастица рибосомы
30. ТЕЛОМЕРАЗА АКТИВНА В

35
1) соединительной т кани
2) сердце
3) скелетных мышцах
4) опухолеuo клетках

36
ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ НА ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1 –=1= 2=–=3= 3=–=2= 4=–=2= 5=–=1= 6=–=3= 7 –=2=
8 –=2= 9 –=2= 10= –=1= 11= –=3= 12 =–=2= 13 =–=3= 14 =–=2=
15 =–=4= 16 =–=3= 17 =–=4= 18 =–=3= 19 =–=1= 20 =–=2= 21 =–=2=
22 =–=4= 23 =–=2= 24 =–=4= 25 =–=1= 26 =–=4= 27 =–=1= 28 =–=3=
29 =–=2= 30 =–=4= = = = = =
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=

37
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ОсноgZyebl_jZlmjZ
1. В. А^__а Л. Е. Биохимия : учебник / Т. Л. АлейникоZ Л. АндрианоZ [и
др.] : под ред. Е.С. Севе рина – М.:, ГЭОТА Р-Медиа. 2014 – 768 с.
2. Се_jbg Е. С. Биохимия с упражнениями и задачами : учебник / Е. С.
Се _jbg. –- М. : ГЭОТАР -Медиа, 2013. – 62 4 с.
3. Кониче:K . Биохимия и молекулярная б иология : слоZjvl_jfbgh / А. С.
Кониче=:K_остьяноZ – М. : Дрофа, 20 08. – 359 с.

Дополнительная литература
1. Дориан Дж. Притчард. Наглядная медицинская генетика / Дориан Дж.
Притчард , Брюс Р. Корф / М.: ГЭОТАР -Медиа. 2009 – 200 с.
2. Эллиот В. Би охимия и молекулярная биология / В. Эллиот, Д. Эллиот. – М.:
ИздательстhGBB биом едицинской химии РАМН, 2000 – 372 с.
3. Кольман Я. Наглядная биохимия / Я. Кольман, К. -Г. Рём / М.: Мир, 2000, –
469 с.
4. Сингер М. Гены и геномы: В 2 -х т. Т. 1. / М. Сингер, П. Берг / М. : Мир, 1998
– 373.с
5. Сингер М. Гены и геномы: В 2 -х т. Т. 2. / М. Сингер , П. Берг / М. : Мир,
1998 – 391.с

38

Учебное издание





Ясько Михаил Владимирович .
Бахтаирова Вера Ильинична
ЕгороZ Ирина Эдуардовна

МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ

Учебное пособие для студентов
X