Пуриндік мононуклеотид синтезі

Пиримидиндік мононуклеотидтер биосинтезінің бастапқы заты карбомоилфосфат және аспарагин қышқылы болып табылады. Олардан УМФ (уридинмонофосфат) және басқа пиримидиндік мононуклеотидтер синтезделеді.

Дезоксирибонуклеотидтердің синтезі дайын нуклеотид құрамындағы рибозаның 2-дезоксирибозаға тотықсыздануы арқылы жүзеге асырылады. Тотықсыздандырғыш қызыметін ерекше екі сульфогидрильдік топтары бар белок-тиоредоксин атқарады.

4. Уотсон.мен Крик моделінің айрықша ерекшелігі - репликация проблемасың, яғни.тұқым қуалаушылықтың ерекше белгісін өте нәзік сипаттай білді..ДНҚ қос тізбегінің әрбір тізбегі, жаңа түзілетін тізбекке арқау болып табылады да, әрбір ДНҚ молекуласынан екі дәл сол аралық ДНҚ-ындай молекула түзіледі. Жаңадан түзілген әрбір молекуланың бір тізбегі аналық ДНҚ тізбегінің бірі болып табылады. Сондықтан ДНҚ-ның осындай жолмен синтезделуін жартылай консервативті жол деп атайды. ДНҚ синтезін көрсететін реакцияның қысқаша түрде:

ДНҚ синтезіне қатысатын негізгі фермент - ДНҚ-на. тәуелді ДНҚ-полимераэасы.

ДНҚ - ның биосинтезі үш кезеннен тұрады.

I. Инициация ДНҚ-на тәуелді РНҚ-полимеразасы жұмыс істейді, синтездің басы. Корнберг пек оның эріптестері ДНҚ -і екі түрлі қызмет атқаратындығын анықтаған:

I. матрицалық /арқаулық/, 2/ түрткі /затравка/.

ДНҚ-полимеразасы ДНҚ-ның басы болып табылатын тізбектің 3^/-ОН нуклеотидтердің қосылуына мүмкіндік береді, сондықтан синтеэдің бағыты 5-3-ке қарай бағытталған болады.

Е.СоІі клеткаларында ДНҚ-полимеразаның үш түрі болады: I, ІІ,ІІІ.

I және ІІІ ДНҚ-полимераза ферменттері полинкулөотидтік тізбектің өсуіне ғана жағдай жасайды. Олар өз бетінше синтезді бастай алмайды. ІІ ДНҚ-полимеразаның ролі әлі белгісіз.

П. Элонгация. Комплементарлы жүптардың репликациясы, жеке жеке фрагменттердің 5—3 бағытында түзілуі, осы фрагментердің ДНҚ-лигаза ферменттерінің қатысуымен бірімен-бірінің қосылуы.

Ш. Терминация. Синтезді аяқталуы. Арқаулық ДНҚ-ның толық жүмсалуына сәйкес полимерлік реакцияның аяқталуы.

Ё.Соlі клеткаларында ІНҚ синтезі көэінде жіберілетін қателіктерөте аз, әрбір 10⁹ -10¹⁰ нуклеотидке бір қате жіберіледі өэі де жөнделіп отырады.: Реакция жылдамдығы өте жылдам, секун-дына 50-ден 500 нуклеотйдке дейін жөнделеді.

ДНҚ синтезі РНҚ матрицасында да болуы мумкін. 1974 жылы америка ғалымдары Бальтимор мен Темин реөертаза деген ферменттің бар екенін ашып, Нобельдік сыйлықтың лауреаттары болды. Ревертаза ферменті. ДНҚ синтезін РНҚ-матрицада жүргізетін фермент, демек РНҚ-нан информацияның ДНҚ-ға етуі қамтымды процесе болғаны. Олай болса, белок синтеэі бойынша РНҚ-ны синтездеуге болады деп болжауға болады. Ревертаэа ферменті рак.ауруын туғызатын вирустардан табылғандықтан, қайтымды транскрипция мен рак проблемасын шешудің арасы бір-ақ қадам деп қуанғандар көп болды. Бірақ біраз жыл өткеннен соң, ревертаза басқа ферменттердің арасынан қарапайым ғана орын алды.

Кайтымды ииформацияға клеткаларда орын жоқ, тек қана кейбір вирустарда генетикалық материал ееебінде ДНҚ-ның орнына РНҚ жүреді, Мундай вируетар да ревертаза ферменті, олар клеткаға өткен соң вирустық ДНҚ синтездеу үшін қажет. ДНҚ-ңың РНҚ матрицасында синтезделуі үш кезеңнен түрады деген болжам бар:

І-ші кезенде ревертаза ферменті. вирустық РНҚ матрицасында ДНҚ-ның комплемектарлы тізбегін синтездеп, РНҚ жэне ДНҚ-ның гибридті молекуласын қүрайды.

2-ші кезеңде РНК-аза ферментінің әсерімен бастапқы РНҚ-ңың тізбегі бұзылады.

3-ші кезеңде ДНҚ-ның жалғыз тізбегі өзіне комплементарлы тізбек қүрайды.

РНҚ-ның биосинтезі немесе белок синтезінің бірінші кезеңі, яғни ДНҚ- -дағы генетикалық информацияны оқу әдісі, мүнда да нуклеотидтердің комплементарлы принцип маңызда роль атқарады. Транскрипция өте дәл жүруі керек, себебі клеткаға генетикалық калыпты,амин қышқылдары дүрыс орналасқан белоктар керек. Транскипция кезінде РНҚ-ның үш түрі түзіледі

и-РНҚ рибосомаларға түсіп бір немесе бірнеше белоктың синтезін бағыттайды.Е.соІі.хромосомаларының _;90-95% и-РНҚ; қалгандары транспорттық жэңе рибосомалық РНҚ-ның информацияларын сақтайды.

Репликация мең транскрипцияның арасында ерекшеліктері бар:

I.Репликация қезінде хромосома түгелімен көшіріліп, аналық ДНҚ-ға сәйкес балалық-ДНҚ-ның молекуласы түзіледі

2. Транскрипция кезінде жекелеген гендер немесе гендердің белгілі бір топтарынан ғана информация оқылады.

З.Тек қана информациялық РНК ғана-ДНҚ-нан алынған информацияны рибосомаларға жеткізеді. Бүл туралы 1961 жылы Жакоб пен Моно айтқан болатын.

4. и-РНҚ-ның синтезі үшін ДНҚ-на. Тәуелді РНҚ-полимераза ферменті

қажет.

6. РНҚ-ның полимеразаеы өзінің жүмысы үшін арқаулық ДНҚ-ның болуын қажет етеді.

7. ДНҚ-ның екі тізбегінен біреуі ғана жазылып алынады. Арқаулық ДНҚ-нан тиминнің қалдығы бар жерге аденин, аденин бар жерге урацилдің қалдықтары тіркеледі.

Транскрипция кезінде уақытша ғана қысқа ДНҚ-РНҚ гибридті қос спираль түзіледі, ерекше.белоктың арқасыңда тез бірінен-бірі ыдырап кетеді.

Кептеген физикалық және химиялық факторлар ДНҚ молекуласын зақымдауы мүмкін, сондықтан клеткаларда оны жөндеудің арнаулы екі тізбегінде де жазылғандықтан жөндеуге келеді, яғни бір тізбекте жойылған информацияны, екінші тізбектен жазып алуға болады. Жоғарыда көрсетілгенфакторлардың әсерінен төмендегідей зақымдар келуі мүмкін:

1_. Депуринизация - сыртқы ортада организмге түсетін кейбір химиялық заттардың әсерінен, немесе фондық сеуленің әсерінен нуклеин ққышқылдарының қүрамынан пуриндік негіздердің гидролиттік ыдырауы мүмкін. Тәулігіне адам клеткалары 5000~ға жуық пуриндерді жоғалтады. 2. Тимидинге УК-тың әсері. Нуклеин қышқылдарының қүрамындағы тимидин' УК сәулесінің әсерінен ковалентті қосақталуы мүмкін.

Мүндай тимидиндік димер қос спиралға симайды, сондықтан репликация

және гендердің экспрессиясы зақымдалған жерден димерді алып тастағанша жүрмейді.

3. Дезаминделу. ДНҚ қүрамындағы. цитозин дезаминделуі урацил түзілуі

мүмкін.

1. Егерде азоттық негіздер заңымдалган болса, сонда ДНҚ-гликозидаза ферменті урацилдің -рибозамен байланысңан жеріндегі гликозидтік байланысын үзіледі, сөйтіп ДНҚ молекуласында апуринді немесе апиримидиндік участок пайда болады..

2. Эндонуклеаза фермеңті бүл жерді тауып азоттық негізді алып тастайды. Ал кейде эндонуклеаза өзі-ақ зақымдалган жерді тауып алып, сонан соң экэонуклеаза азоттық негізі бар жерді алып тастайды.

3. ДНҚ-полимераза I дезоксирибоэафосфатты алып тастап, цитозинді орналастырады.

4. ДНҚ-лигаза үзілген жерді бір-біріне қосады.

.УК сөуле ДНҚ-ның қүрамында химиялық өзгерістер енгізуі мүмкін йондық сәулелердің әсерінен бір немесе бірнеше электрон босап шығып, бос радикалдар да түзуіне әкеп ыдтыруы мүмкін /космостық және рентген сэулелері/.

Пиримидиндік димердің түзілуі тек УК сэулесінен емес, күн сәулесінен де болуы мүмкін, одан пигменттік ксеродерма ауруы пайда болады. Мүндай кісілерде ДНҚ зақымдалган жерін жөндеу механизмінің қалыпты жағдайдан ауытқуы байқалады.

Өзіндік бақылау сұрақтары:

1. Нуклеин қышқылдарының бос нуклеотидтерге дейін ыдыраунақатысатын ферменттерді ата?

2. Нуклеозидфосфаттардың алмасу өнімдері қандай?

3. Нуклеозид-,нуклеозидди-, нуклеозидтрифосфаттардың биосинтезі қалай жүзеге асады?

4. ДНҚ биосинтезі кезеңдерін сипатта

Әдебиеттер:

1. Сейтов З. Биологиялық химия. Алматы: Қайнар, 1992

2. А.Ж.Сейтембетова, С.С. Лиходий “Биологиялық химия”

Алматы “Білім “ 1994

3. Қайырханов К.К. Жануарлар биохимиясы Алматы Ана тілі 1993

Дәріс №, 17,18 Белоктар алмасуы

Мақсаты:

Негізгі сұрақтары:

1. Белоктардың ыдырау жолдары

2. Аминқышқылдарының метаболизмі

3. Организмде аммиакты байланыстыру жолдары

4. Белок биосинтезінің матрицалық теориясы

5. Белок биосинтезінің матрицалық емес теориясы

Белоктар ауыз куысында ұсакталады, қорытылмайды, себебі сілекейдің қүрамында белоктарды қорытатын ферменттер жок. Ас қазан сөлінің қүрамындағы түз қышқьшының әсерінен: а) белоктар ісінеді, б) пепсиноген белсенді пепсинге айналады, в) ортаның белсенді реакциясы РН 1,5-2,2 қалыптасады. Пепсин ферменті белок молекуласының пептидтік байланыстарын үзіп, белок молекуласының ірі жарқыншақтары -альбумозалар мен пептондарға айналдырады.

Он екі елі ішекке қүйылатын үйқы безінің сөліндегі трипсиноген энтерокиназа ферментінің әсерінен белсендіріліп трипсинге айналады. Он екі елі ішекке түскен белок трипсиннің және химотрипсиннің әсерінен полипептидтерге дейін ыдырайды. Ішек сөлінің қүрамындағы карбоксипептидаза, аминопептидазалардың әсерінен дипептидтерге дейін,одан соң дипептидазаның әсерінен α- аминқышқылдарына ыдырайды. Қорытылған өнімдердің 95% пайызы қанға, 5% пайызы лимфаға сіңеді. Қорытылмаған белоктар мен сіңірілмеген аминқышқылдары ток ішектегі микрожасушылардың әсерінен шіріп, бірнеше түрлі улы заттар пайда болады. Мысалы, аминқышқыл тирозиннен фенол, триптофаннан индол және скатол пайда болады. Бұл улы заттардың жартысы нәжіспен сыртка шығарылса, бір бөлімі қаңға сіңіп, бауырда бейтараптанады. Ал белоксыз топтардың ары қарай айналымы олардың химиялық табиғатына байланысты.

Тағамдағы белоктардың қорытылуы арқылы сырттан келетін «экзогенді» аминқышқылдары және ұлпалардағы белоктардың ыдырауынан түзілген «эндогенді» аминқышкылдарынан ағзадағы аминқышқылдардың қоры пайда болады. Осы қордың қайда жұмсалатынын төмендегі 30-кестеден көре аламыз.

Қазіргі кездегі зерттеулер бойынша белок түзілуінің төрт түрін атап көрсетуге болады: 1) өсу мен даму кезінде; 2) диссимиляция кезіндс жоғалтқан белокты қалпына келтіру; 3) қан жоғалтқанда, белокқа мұктаждыктан кейінгі қалпына келтіру «регенерациялык түзілу»; 4) гормондар, ферменттер, гемоглобин және т.б. заттардың пайда болуы кезіндегі «функционалдық түзілуі».