Nukleotidai, DNR, RNR

1Nukleotidų biologinės f-jos ju virskinimas 1)jie yra DNR ir RNR pirmtakai 2)E nešikliai (atlieka ATP ir GTP) 3)kai kuriu kof-tu sud.dalys(NAD+, NADP+, FAD+, FMN, CoA) 4)jie metabolizmo reguliatoriai, atlieka antrinio tarpininko f-jas ląstelėje (cAMP ir cGMP) 5)aktyvina kai kuriuos jung.sudarydami kompl kurių sudetyje vyksta biochem.r-jos(pvz, UDP – Glc virsta UDP-gliukurono r). Virškinimas. Nukleoproteinai skyla į B ir NR rugščioje skran džio terpėje. Žemas skrandžio turinio pH denatūruoja ne tik B,bet ir DNR ir RNR nukleo r skaidymas prasideda plonosiose žarnose, čia kasos fermentai ribonukleazės ir deoksiribonukleazės hidrolizuoja RNR ir DNR iki oligonukleotidų. Oligonukleotidai hidrolizuojami veikiant kasos fosfodiesterazėms. Mononukleotidai hodrolizuojami veikiant mononuleotidazėms. Nukleotidazės ir nukleozidazės pasižymi grupiniu specifiškumu ir skaido ribonukleotidus, deoksiribonukleotidus bei nukleozidus. Žarnyno gleivinės ląst gali rezorbuoti ne tik galutinius nukleor skaidymo produktus, t.y. azotines bazes, ribozės, fosfato r bet ir nukleozidus. Hidrolizės produktų rezorbcija vyksta difuzijos ar palengvintos pernašos būdu. Su maistu gautos purino pirimidino bazės gali būt panaudotos nukleor sintetint, bet šis procesas nėra intensyvus. Žarnyno gleivinės epitelio ląst. purinai daugiausiai paverčiami šlap.r. ir peramininami su šlapimu. Pu rino likučiai metabolizuoja žarnyno mikroflora. 2.Purino ir pirimidino bazių struktūra Azotinės bazės (AB), įeinančios į nukleotidų sudėtį yra purino ir pirimidino dariniai. Aromatinio žiedo atomų padėtis numeruojama. Purino ir pirimidino bazių numeravimas vyksta priešingomis kryptymis, tačiau abiejų molekulių C5 padėtys sutampa. Purino ir pirimidino b-ės turi plokščią struktūrą, kurią lemia π-elektronų debesėlių konjugacija. [formulės] Svarbiausios purino bazės yra adeninas ir guaninas. Kitos dvi – ksantinas ir hipoksantinas – A ir G (-o) metabolizmo tarpiniai junginiai. Pagrindinės eukariotų ir prokariotų pirimidino bazės yra citozinas, uracilas ir timinas. Be pagrindinių bazių, žinomos ir mažiau paplitusios netipiškos, modifikuotos, vadinamos minorinėmis bazėmis. Kai kurias iš jų turi tik bakterijų ir virusų nukleorūgštys, tačiau jos nustatytos ir pro- bei eukariotinių DNR bei tRNR. Pvz., į bakterinę DNR ir žmogaus DNR struktūrą įeina daug 5-metilcitozino. Netipiškos bazės nustatytos ir mRNR – N(6)-metiladenino, N(6),N(6)-dimetiladenino ir N(7)-metilguanino. tRNR molekulės nustatyta apie 60 minorinių bazių, jos sudaro iki 10proc visų tRNR nukleotidų. Bakterijos t.p. turi modifikuoto uracilo, prie kurio N 3 atomo yra prisijungusios alfa-amino, alfa-karboksipropilo grupės. Augalų ląstelėse nustatyta daug purino bazių, turinčių metilo grupių. Kai kurios iš jų yra farmakologiškai aktyvios medžiagos, pvz., kavos pupelių kofeinas, arbatžolių lapų – teofilinas, kakavos pupelių – teobrominas: Laisvosioms AB-ėms būdinga tautomerija. Atsižvelgiant į terpės pH, laisvosios AB-ės, turinčios oksigrupę, gali būti dviejų tautomerinių formų: laktamo (ketoninė) arba laktimo (enolinė), amino arba imino. Esant pH 7,0, džn jos yra laktamo formos, o pH reikšmei mažėjant – laktimo. Fiziologinėmis sąlygomis G ir T-o molekulių vyrauja laktamo forma. Tautomerinės formos (tautomerai), yra struktūros izomerai, besiskiriantys H atomo ir dvigubojo ryšio vieta. Esant neutraliam pH, blogiausiai tirpsta G, po jo – ksantinas. Purinų katabolizmo produktas šlapimo r gana gerai tirpsta, jei pH yra neutralus. Tačiau ji l blogai tirpsta mažo pH tirpaluose, pvz., šlapime. Guanino žm šlapime nėra, o ksantinas ir šlapimo r yra įprastiniai jo komponentai. Pastarieji du purinai įeina į šlapimo takų akmenų sudėtį. Pirimidino bazės vandenyje tirpsta gerai. 3.Nukleozidai. Minoriniai nukleozidai Purino irpirimidino bazės, N-glikozidiniu ryšiu prisijungusios prie β-D-ribozės ar β-D-deoksiribozės, sudaro nukleozidus. Nukleozidų β-D-ribozė ir β-D-deoksi-2(prim)-rubozė yra furanozės formos. Glikozidinis pentozės C1 anglies atomoas susijungęs su pirimidino N1 arba purino bazės N9atomu. Pvz., adenino ribonukleozidas (adenozinas) sudarytas iš adenino ir D-ribozės, prisijungusios prie N9, guanozinas – iš guanino ir D-rubozės, prisijungusios prie N9 atomo, citidinas – iš citozino ir ribozės, prisijungusios prie N1, uridinas – iš U ir ribozės, prisijungusios prie N1 atomo. Glikozidinis nukleozidų centras būna dviejų konfigūracijų – cis- ir trans-. Dviejų stereoizomerų atsiradimą lemia tai, kad ciklinės furanozinės formos D-ribozė, arba D-2(prim)-deoksiribozė, turi papildomą chiralinį C1 atomą. Vienas šių izomerų, būdamas cis-konfigūracijos, vadinamas α-anomeru, kitas, būdamas trans- konfigūracijos – β-anomeru. Jei nukeozidas yra alfa-anomeras, tai heterociklinė bazė bus priešingoje D-ribozės plokštumos pusėje negu jos C 5(prim) anglies atomas, ir atv – jei β-anomeras, tai heterociklinė bazė ir monosacharido C 5(prim) atomas bus toje pačioje monosacharido plokštumos pusėje, gamtiniai nukleozidai džn yra β-anomerai: Nukleozidų pavadinimai sudaromi kaip ir glikozidų, pvz., β – adeninfuranozidas ir t.t. tačiau daugiau paplitę paprasti pavadinimai, sudaromi atitinkamoms ab-ėms pridedant priesagą –idin – pirimidino ir - ozin – purino bazėms, pvz: citozinas +ribozė ->citidinas; guaninas + deoksiribozė -> deoksiguanozinas ir pan. Pagrindiniai nukeorūgščių ribonukleozidai – adenozinas, guanozinas, uridinas ir citidinas. Pagr deoksiribonukleozidai – deoksiadenozinas, deoksiguanozinas, deoksitimindinas ir deoksicitidinas. Deoksiribonukleozidų vietoje U yra jo metilintas analogas – timinas. Jei timino turi RNR molekulė, tai atitinkamas nukleozidas vad riboziltiminu. Nukleozidų konformacija. Tai nukleozidų erdvinės struktūros formos, susidariusios dėl heterociklinių bazių ir monosacharidų sukimosi apie glikozidinį ryšį. Nukleorūgščių savybės ir biologinis jų savitumas priklauso nuo jų struktūrinių elementų erdvinio išsidėstymo. AB-ių aromatinio žiedo struktūra yra plokščia. Ketono, amino-, metilo grupės išlenda už heterociklinių bazių plokštumų mažiau kaip 0,1nm. Nukleozidų monosacharidai yra voko formos. Jei atomai išsidėstę toje pentozės plokštumos pusėje, kurioje yra C5‘ atomas – tai yra endokonformacija, jei priešingoje – egzokonformacija. Heterociklinės bazės, prisijungusios prie monosacharido glikozidinio Catomo, sudaro 1valentinį ryšį, apie kurį bazė gali suktis. Šis sukimasis nėr laisvas. Pirimidinų jį riboja sąveika tarp bazės deguonies prie C2atomo, H prie C6atomo ir pakaitų prie C2‘, C3‘ bei O1‘, esančio monosacharide. Purinų molekulės lasvąjį sukimąsi riboja sąveika tarp N3 bei tų pačių kaip pirimidinų, monosacharidų atomų. Pagal heterociklinių bazių ir monosacharidų išsidėstymą nukleoziduose, nukleozidai skirstomi į sinkonformacijos ir antikonformacijos. Tarp gamtinių nukleozidų džn vyrauja antikonformacija. Įprastai nukleotidai ir nukleozidai daugiausia vaizduojami mažiau išplitusia sinkonformacija. Minoriniai nukleozidai. Be pagrindinių nukleozidų, nukleorūgštyse yra netipiškų, modifikuotų arba dar vad minoriniais nukleozidais. Į jų sudėtį įeina minorinės heterociklinės bazės, kartais 2‘-O-metil-D-ribozė. Minorinių nukleozidų yra DNR, rRNR, eukariotų mRNR. Ypač daug minorinių nukleozidų yra tRNR. Iš t t tRNR išskirta ir identifikuota per 60minorinių nukleozidų. Jie susidaro veikiant fermentams pačią tRNR arba jos pirmtakus. Daugiausia paplitę: pseudouridinas, dihidrouridinas, metilinti, supermodifikuoti nukleozidai ir kt. Taip pat yra lasvųjų nukleozidų. Kai kuriems būdingos gydomosios savybės. Pvz, iš m/o streptomicetų išskirtas puromicinas yra stiprus antibiotikas, veikiantis kaip m/o-ų baltymų sintezės inhibitorius.ryškių antivirusinių savybių turintis azidotimidinas mažina ŽIV viruso dauginimąsi. 4. Nukleotidai. Cikliniai nukeotidai. Nukleozidpolifosfatai Nukleotidais vadinami nukleozidų ir fosforo r. esteriai, kuriuose fosforo r. prisijungusi esterine jungtimi prie 2'-,3'-ar5'-padėčių pentozės laisvosios hidroksilo gr. Atsižvelgiant į pentozės liekanas, nukleotidai skirstomi į ribonukleotidus ir deoksiribonukleotidus, o remiantis fosforo r. liekanų skaičiumi į nukleozid monofosfatus, nukleoziddifosfatus ar nukleozidtrifosfatus.Visų šių tipų nukleotidų randama ląstelese. Nukleotidų nomenklatūra dvejopa. Iš vienos pusės, nukleotidai yra nukleozidų esteriai, iš kitos-nukleotidai yra rūgštys. Sudarant nukleotidų pavadinimus, vietoj ''monofosfatai'' džn.rašoma tik ''fosfatai''. Sutrumpinti žymejimai AMP, GMP. Be pagr. Nukleozidmonofosfatų yra minoriniai nukleozidų fosfatai pvz IMP.Nukl eotidai,kuriuose fosforo r. prisijungusi dv iem esterinėmis jungtimis prie pentozės3' ir5' hidroksilo grupių vad. cikliniais nukl eozidais.Praktiškai visose ląst randami du cikliniai nukleozidai: adenozin3',5' ciklofo sfatas ir guanozin-3',5'ciklofosfatas,jie dar vad. cikline adenino r. ir cikline guanilo r. Cikliniai nukleotidai l.svarb. vidinių ląste linių procesų reguliatoriai.cAMP veikia ka ip f-tų aktyviklis,o cGMPkaip f-tų inhibit orius.Manoma,kad cikliniai nukleotidai yr a hormonų veikimo antriniai mediatoriai. Cikliniai nukleotidai susidaro iš atitinka mų nukleozidtrifosfatų,veikiami f-tų aden ilatciklazės ir guanilatciklazės. Nukleozid polifosfatai Visose organizmų ląst. Yra la isvi ne tik pagr.nukleozidų 5'-monofosfa tai,bet ir5'-difosfatai,5'-trifosfatai.L.svarb yra adenozin-5'-trifosfatasATP ir ADP. ATP yra pagr.cheminės energijos nešiklis ląst. ATPveikia kaip chem.procesų energijos mainų tarpininkas.ATP virsmai Vykstant ATP hidrolizei iki ADP ir neorg fosforo išsiskiria apie30KJ/mol energ ATP+H2O-AMP+Ppi.Padarę pataisas gau sime,kad ATP hidrolizes laisvoji energ.yra epia(-)50 KJ/mol.Energ.kuri išsiskiria atsk eliant galinę fosfatinę gr.yra išsaugoma pe rnešant fosfatines grupes nuo didelės ene rg.fosforilintų junginių ant akceptorinių molekulių.Ląst. randama ir kitų nukleozid difosfatų bei nukleozidtrifosfatų,kurie ne tik perskirsto energ,bet ir yra specifinių gr upiu nešikliai.Pvz:UDP,CDP.Dar viena sv arbi nukleozidtrifosfatų f-ja jie yra nukleo rūgščių DNR ir RNR makroenerginiai pir mtakai. 5.Pirminė,antrinė ir tretinė DNR struktūra. Polinukleotidai sudaryti iš pasikartojančių monomerinių vienetų-mononukleotidų,sujungtų tarpusavy fosfoesteriniais ryšiais.Ilgos grandinės sudarytos iš didelio kiekio deoxiribonukleotidų-DNR, o polinukleotidai sudaryti iš ribonukleotidų-RNR.Pirminė-Kiekv.deoxiribonukleorūgšties –DNR- molekulė sudaryta iš dešimčių ar šimtų tūkstančių monomerinių vienetų-nukleotidų.Visos DNR molekulės sudarytos iš 4 tipų mononukleotidų vienetų dAMP,dGMP,dTMP,dCMP.DNR išskirtos iš įvairių organizmų,skiriasi nuosekliu išsidėstymu polinukleotidinėje grandinėje.Azotinių bazių seka grandinėje lemia nukleorūgšties unikalumą.Pagr.azotinės bazės-adenino,guanino,citozino,timino,taip pat randama minorinių bazių(dažn.metilintų pagrindinių bazių darinių).Visoms DNR molekulėms yra nustatyti bendri dėsningumai-Čargafo taisyklės: 1)molinis adenino kiekis lygus moliniam timino kiekiui,t.y. A/T=1 2)molinis guanino kiekis lygus moliniam citozino kiekiui t.y. G/C=1 3)purino bazių suma lygi pirimidino bazių sumai. A+G/T+C=1 Nustatant iš įvairių išskyrimo šaltinių t.y. skirtingų organizmų DNR sudėtį ,šiuos šaltinius galima apibūdinti –specifiškumo faktoriumi A+G/G+C Antrinė-DNR struktūra sudaryta iš 2 dešiniojo sukinio priešingų krypčių spiralinių polinukleotidinių grandinių.Ši struk.vad.dvigubąja spirale.Abiejų polinukleotidinių grandinių azotinės bazės pasuktos į spiralės vidų ir statmenos menamai ašiai.Tarp vienos grandinės purino bazės ir kitos grandinės pirimidino bazės susidaro vandeniliniai ryšiai,kurie stabilizuoja dvigubosios spiralės struktūrą.Šios bazės sudaro komplementariąją porą. Vandeniliniai ryšiai susidaro tarp vienos bazės amino grupės ,taip pat tarp amidino ir imidino azoto atomų. Tikslią erdvinę tarpusavio azoto bazių orientaciją dvigubojoje spiralėje lemia dviejų polinukleotidų antiparalelinės kryptys.Viena grandinė orientuota 3 5 kryptimi, kita 5 3. Tai lemia didž.vandenilinų ryšių susidarymo skaičių tarp N bazių dvigub.spiralėje. Adeninas visada susijungęs 2 vandenil.ryšiais su timinu, o o guaninas 3 su citozinu. Atstumas tarp Nglikozidinių ryšių 1,085nm, dvig,spiralės diametras 2,0nm, vand,ryšio ilgis 0,3nm, fosfatidinės grupės yra 0,9nm atstumu nuo ašies,DNr spiralės žingsnis 3,4nm,atstumas tarp N bazių plokštumų 0,34.Žinomos 3 panašios dvigarndės DNR spiralės formos:A,B,C.B-įprasta forma randama tirpaluose in vivo,B lengvai virsta A.A skiriasi nuo B tuo ,kad N bazės ne statmenos spiralės ašiai , o pakryopusios 20 kampu.Cforma labai panši į B. Dar 2 DNR formos:tai z forma ir SBS forma.Z yra kairiojo sukinio dvigrandė spiralė,kurios vienam vijos žingsniui tenla 12 N bazių porų.Z formą įgauna angliavandeninis fosfatinis karkasas.SBS neturi spiralinės struktūros.Kampas tarp N bazių ašių yra 36 laipsniai.,bet dėl šiluminio judėjimo pakinta +-5.Perėjimui tarp 2 DNR formų susidaryti užtenka jog kampas pakistų 2,5.Vienos ir tos pačios DNR skirtingos dalys vienu metu gali būti skirtingose konformacijose.Antrinę DNR struktūrą palaiko ir hidrofobinė sąveika tarp vienos ir tos pačios vijos heterociklinių bazių plokštumų.Heterociklinės N bazės yra plokščios ir išsidėsčiusios stulpeliu dvispiralės struktūros viduje.B formos DNR spiralės viduje nėra tuštumos, o A-susidaro apie 0,4 nm kiaurymė.Vienos DNR formos gali virsti kitom,is DNR formomis,in vivo DNR yra tik B formos.Ne visos DNR yra dvigrandės spiralės struktūros,labiausiai paplitusios dvigrandės žiedo formos DNR ,jos yra 2 tipų:atvirosios ir uždarosios.Atvirojo tipo žiedo struktūra sudaroma iš dvigrandės linijinės DNR,kurios galai yra viengubosios grandinės polinukleotidas vad.lipniuoju galu.Susidarabt žiedui galai sulimpa.Uždaroji- randama bakterijose,virusuose,mitochondrijose,chloroplastuose,plazmiodės t.p. yra dvigrandės žiedo formos uždarojo tipo DNR. Tretinė-izoliuotos DNR molekulės g.b. linijinės struktūros,t.y.turėti 2 galus, arba ciklinės (žiedo) struktūros.DNR paprastai yra didelio tankio kompaktiškų struktūrų ląstelės chromosomose ir viruso galvutėje.Uždaroji žiedo formos dvispiralė DNR gali egzistuoti superspiralės fromoje.Superspiralinė struktūta-tai strukt.kai ilgio vienetui tenka daugiau N bazių porų nei standartiniam.Superspir,susidaro,kai uždarasis žiedas susisuka aplink savo ašį arba susisuka linijinis DNR fragmentas,kurio galai yra prisitvirtinę prie baltym,o ar membranos.Jei superspiralizacijos kryptis priešinga nei DNR dvigrandės spiralinės struktūros,tai neigiama superspir.,jei ta pati-teigiama superspir.Daugelis gamtinių DNR-neigiamos.Nutraukus vieną iš 2 žiedo formos DNR plonukleotidinių grandinių DNR praranda superspir.formą-molekulė relaksuojama.Žiedo formos DNR neturinti superspir.vijų –relaksuota.Fermentai katalizuojantys DNR topologinius pokyčius suskirstyti į 2 grupes:topoizomerazesI ir topoizomerazes II.TopoI grup4s 5kerpa tik 1 iš 2 žiedo formos DNR grandinių ir kovalentiškai prisijungia prie 5-galinio fosfato.DNR molekulė relaksuojama,o fermentas trūkį susiuva.II grupės topo. Įkerpa abi DNR grandines ir po relaksacijos susiuva trūkius.Ir I ir II veikia kaip endonukleazės ir ligazės,jiems veikiant susidaro katenanų ir mazgo formos DNR struktūros.Eukariotinių organizmų DNR molekulėse susidaro atvirkštinė kaita-palindromai,šiose vietose DNR susisukant superspirale,kartais susidaro “kryžiai”.Tret.strukt.DNR g.b. superspiralinės,mazgo,katenano ir kryžiaus formos struktūros.Daugelį tokių strukt.katalizuoja f-tai ,todėl jos egzistuoja ir organizme.Superspiralizacija svarbi replikacijai,rekombinacijai ir transkripcijai reguliuoti. 6.DNR denatūravimas. DNR denatūravimas-tai DNR grandinių atskyrimas,nutraukiant vandenilinius ryšiusw.Tirpale esančią dvispiralę DNR molekulę galima išvynioti ,keliant temperatūrą,mažinant druskų konc. Arba į tirpalą pridėjus rūgšių ar šarmų.Dvigubosios DNR spiralės išvyniojimas vad.”išlydymu”,nes jis vyksta staiga ir esant tik tam tikrai temp.DNR lydymosi temp.-™tai temp. ,kuriai esant suyra pusė spiraklinės strukt.Lydymosi metu nutrūksta vandenil.ryšiai ir DNR grandinės išsiskiria.Fosfodiesteriniai išlieka nenutrūkę.Denatūravimo metu padidėja purino ir pirimidino bazių optinė absorbcija.Šis reišk.vad. DNR denatūravimo hiperchrominiu efektu.Denatūravimo metu išnyksta gamtinės DNR tirpalams būdingas did,klampumas,dvispiralė strukt.ir tarp N bazių esantis kmoplementarumas. Lydymosi temp (Tm) reikšmė prikl.nuo DNR nukleotidų sudėties ir tirpalo druskos konc.DNR molekuės turinčios G-C poras lydosi esant aukštesn,temp.nei molekulės turinčios A-T poras.Taigi A-T poras turinčios sritys lydosi anksčiausiai.Jei temp.žemesne už Tm temp.lydymosi išskirtos komplementariosios DNR reasocijuoja,vėl sudarydamos dvigubą spiralę.Šis procesas kartais vad,atkaitinimu. DNR lydymasis arba dvigrandės DNR spiralės grandinių atsiskyrimas vyksta rūgš.ph,11 terpėse.Pirmuoju atveju protonas prijungiamas prie adenino ,guanino ir citozino amino grupių,t.y.vyksta reakcija. NH2 +H NH3 Antruoju atveju DNR spiralinės strukt.nestabilumą lemia G ir timino ketoenolinės tautomerijos hidroxi grupės rūgšt,disociacija. 7.DNR hibridizacija.DNR funkcijos. Įkaitinus dvispiralę DNR labiau nei jos lyd.temp.ji pereina į viengrandę formą,o tirpalą lėtai atšaldant,šios grandinės reasocijuoja ir vėl sudaro dvispiralę struktūrą,turinčią biologinį aktyvumą.Mažinant temp.dvigrandės molekulės susidaro tik tuo atveju ,jei DNR buvo išskirtos iš vienos rūšies organizmų arba panaš.rūš.org.Mišinyje sudarytame iš viengrandės DNR ir RNR turėtų susidaryti DNR-RNR hibridai.Jei šių molekulių nukleotidų sekos yra komplementarios.Buvo atrastas labia svarbus metodas,parodantis genetinės info srauto kryptį. 1)Naudojantis hibridizac.metodu buvo galima įrodyti 2 nukleorūgščių molekulių panašumą. 2)Visos rRNR ir mRNR sudaro hibridus su DNR. 3)Buvo įrodyta,kad genetinė info nuo DNR transkribuoja RNR. 4)DNR-RNR hybrid.med.buvo nustat.genų skaičius DNR molekulėje. 5)Band.įrodė kad iRNR atitinka koduojančią DNR matricą. Analogiškai buvo gauti ir RNR –RNR bei DNR-DNR hibridai ,kurie svarbūs gyvūnų klasifikacijos vertiniom kriterijus. DNR funkcijos-genetinė info užkoduota nukleotidų seka vartojama: 1)baltymų molekulių sintezei . 2)perduoti savo pačios struktūrą kitoms ląstelių ir organizmų kartoms. Abi funkcijos pagrįstos tuo,kad pati DNR molekulė yra kaip matrica.Pirmuoju atveju padeda transkripcijai,t.y.info perkoduoti į RNR molekulės struktūrą,antruoju- replikacijai.t.y.info kopijuoti dukterinėse DNR molekulėse.Pusiau koncervatyvusis DNR replikacijos būdas – abi grandinės išsiskiria ir kiekviena iš jų yra kaip matrica naujai komplementariąjai sekai sudaryti.Susidarę 2spiralės DNR molekulės iš kurių kiekv.sudaryta iš vienos pirminės ir vienos naujai susintetintos komplementariosios grandinės pasiskirsto tarp 2 antrinių ląstelių.Kiekv. iš antrinių ląast.gauna identišką info t.y. tokią pačią heterociklinių bazių porų seką kaip ir pirminė molekulė.Abiejose antrinėse ląstelėse yra išsaugoma viena pirminė DNR grandinė. 8.Pirminė,antrin ir tretinė RNR (mRNR,tRNR,rRNR)struktūra. RNR cheminė prigimtis. RNR yra polimeras sudarytas iš purino ir pirimidino ribonukleotidų sujungtų tarpusavyje 3,5-fosfodiesteriniais ryšiais. Skirtumai nuo DNR: 1.RNR molekulėje angliavandenis prie kurio prijungtos purino bei pirimidino bazės bei fosfatinės gr., yra ribozė. 2. RNR turi kitokius pirimidino komponentus.Į RNR sudėtį įeina A,G,C nukleotidai vietoj T yra U. 3. RNR yra vienvijė molek. Tačiau kai RNRmolek. Yra sričių su komplementariosiomis sekomis vienvij RNR gali susisukti sudaryd. Kilpas turinčias 2spirales charekteristikas. 4. RNR molek. Sudaro tik 1 vija atitinkanti 1 iš 2 DNR grandinių, todėl G kiekis nelygus C kiekiui, o A kiek nebūtinai U kiek. 5. RNR galima hidrolizuoti šarmais iki 2,3- ciklinių mononukleotidų diesterių; hidrolizės metu susidaro tarpiniai produktai- 2,3,5-triesteriai. RNR šarminis nestabilumas naud. Diagnostikai ir analitiniams tyrimams. Info. Esanti viengrandėje RNR molekulėje perduodama atitinkama purino ir pirimidino bazių polimerinės grand. Seka. Ši seka atitinka koduojančią geno grand. Nuo kurios RNR yra nuskaitoma. Komplementarioji RNR molek. Gali hibridizuotis su koduojančia grandine tačiau nesudaro hibridų su nekoduojančia DNR grandine.RNR nukl. seka yra identiška nekoduojančiai geno grandinei, iRNR ,mRNR- info RNR arba matricinė,tRNR –pernašos RNR ,rRNR- ribosominė RNR-visos jos skiriasi dydžiu, funkcijomis ir stabilumu. Pirminė strukt.-tam tikra tvarka išsidėstę nukleotidai RNR grandinėje sudaro jos pirminę struktūrą. Šią struktūrą palaiko fosfodiesteriniai ryšiai ,kuriais visose RNR molekulėse monomukleotidai jungiasi tarpusavyje.Pirminė trukt.lemia RNR makromolekulinę struktūrą,savybes ir funkcijas.Nustačius daugelio tRNR nukletidų seką paaiškėjo kad į jos sudėtį įeina apie 60 minorinių nukelozidų.Nustačius tam tikrų mRNR pirminės nukleotidų seką ir palyginus ją su jų koduojamų baltymų ,amino r.seka.mRNR yra nukleotidų sekų kurios nekoduoja jokios amino.r. Yra sekos,kurios labia svarbios sužadinti baltymų biosintezes bei nutraukti.Eukariotų mRNR 5-gale yra kepurė,o 3 gale-poli-(A)-fragmentas.Kepurę sudaro 7-metilguanozinotrifosfatas prisijungęs prie 5-hidoxilo kito 2-O-metilribonukleozido per trifosfato liekabną. Ištyrus kai kurių 5S rRNR pirminę struktūrą rasta universali CGAA seka.5,8S rRNR rasti 2-0-metiluridinas ir guanozinas,pseudouridinas ir kt.minoriniai nukleozidai.Metilintų nukleozidų ir pseudouridino rasta ir 16S rRNR bei 23S rRNR, jų yra 3-galiniame fragmente,tam tikros 16S rRNR nukleotidų sekos ant ribosomos sąveikauja su mRNR sekomis ir yra svarbios baltymų biosintezei.RNR pirminės struktūros nukleotidų sekos nustatymas yra lb svarbus tiriant tRNR, sąveiką su aminoacil-tRNR sintetazėmis,rRNR sąveiką su ribosomų baltymais aiškinantis nukelorūgščių evoliuciją,organizmų sistematiką ir kt. Antrinė- Daugelis RNR turi po 1 polinukleotidinę grandinę tačiau jos niekada nebūna linijinės formos.Nustačius kad keliant temp.RNR optinis tankis didėja buvo padaryta išvada kad RNR kaip ir baltymai turi antrinę strukt.Temp.kuriai esant denatūruoja 50%RNR molekulių vad.lydymosi temp.RNR netrui griežtos lyd.temp.Tai rodo,kad susisukusi ne visa RNR o tik tam tikri jos fragmentai.rRNR turi spiralinius fragmentus,vad.-segtukais.RNR susisukimą lemia vandenilinės jungtys tarp komplementariųjų heterociklinių bazių ,visada A-U visada 2 vandenil.ryšiai,o G-C 3.RNR spiraliniai fragmentai yra jos antrinė strukt.tRNR antrinė strukt,yra dobilo lapo formos.Beveik pusė tRNR nukl.yra suporuoti ir sudaro dvigubosios spiralės sritis.Nesuporuotos 5 bazių grupės :1.CCA-3galas (akceptorinis stiebas ) sudarytas iš nukleotidų porų ir baigiasi seka CCA.Per adenozilo liekanos 3hidroxi grupę prie jo jungiasi amino r.karboxi grupė.2.TC kilpa-dėl sekos-T-pseudouridinas-C.3.Papildoma kilpa(kintamoji)-įvariose tRNR turi skirtingą nukleotidų skaičių.Ji yra labiausiai kintanti nepastovi strukt.Pagal ją tRNR klasifikuojamos į 2 klases.4.Dihidrouridilo kilpa,turinti kelias hidrouridilo liekanas.5.Antikodono kilpa-atpažįsta nukleotidinį tripletą arba kodoną esantį mRNR.Antikodonu tRNR sąveikauja su mRNR kodonu ribosomose.Tokia antrinė tRNR strukt.būdinga visų tipų tRNR. Atsižvelgiant į tRNR prigimtį molekulėje gali būti 4 ar 5 spiraliniai fragmentai.Visų stiebų susidarymą lemia Votsono-Kriko tipo vandeniliniai ryšiai.Susidarant vandenil.ryšiams dalyvauja ir minorinės heterociklinės bazės.tRNR antrinę strukt.stabilizuoja ir hidrofobinės sąveikos atsirandančios tarp heterociklinių bazių plokštumų.Prokariotų tRNR molek.stabilios, o eukariotų-mažiau.Gamtoje aptinkamos RNR antrinė strukt.yra jos molekulės dvispiraliai fragmentai kuriuos lemia vandenilinės jungtys tarp komplementariųjų heterociklinių bazių ir hidrofobinės sąveikos tarp heterociklinių bazių plokštumų. Tretinė-tai makromolekulėas strukt.kuri formuojasi erdvėje įv.išsidėstant spiraliniams ir nespiraliniams fragmentams.Ji priklauso nuo vandenilinių joninų jungčių ir kt.jėgų jungiančių tam tikrus nukleorūgšties fragmentus tiek vieną su kitu , tiek su kt.organoido ,citoplazmos ar terpės molekulėmis.tRNR yra apverstos L raidės formos.Tret.strukt.ypatinga tuo,kad kilpa(L kampas) sąveikauja su D kilpa ir akceptorinio (AA) ir  stiebų dvispiraliai fragmentai sudaro 1 L briauną, o D ir antikodono(AK) stiebas kitą.Spiraliniai fragmentai yra statmeni vienas kitam tai ir sudaro molekulės L formą.kai kurios bazės sudaro netipiškus vandenil.ryšius.Ak ir akceptorinis galas yra maxiomaliai nutolę vienas nuo kito,tarp jų L formos kampe yra dihidrouridilo ir TC kilpos. JI svarbi tRNR ir 5S rRNR sąveikai ribosomose,,tokią formą lemia vandenil.ryšiai tarp heterociklinių bazių ,tarp heterociklinių bazių ir fosforibozinio karkaso atomų bei tarp kai kurių fosforibozinio karkaso.Tret.strukt.susidarant dalyvauja tik 1 Votsono-Kriko sąveika.Tret.struktūrą lemia netipiškos sąveikos tarp heterociklinių bazių pvz.G-C sudaro tik 2 vandenil. Ryšius, formuojasi trigubieji kompleksai,kai 3 heterociklinės bazės sąveikauja tarpusavyje. t.RNR stabilizuoja hidrofobinmės sąveikos tarp heterociklinių bazių plokštumų.Čia taip pat dalyvauja ir bazės esančios viengrandės tRNR kilpose.Dvigrandžiai fragmentai-svarb L formos tRNR struktūros vienetai.Vandenil.ryšiai ir hidrofobinės sąveikos lemia tRNR tret,struktūrą.Visos tRNR turi universalią L formos tret,struktūrą.tRNR tret.strukt.yra dinamiška. Kitos RNR-nedidels stabilios RNR-eukariotų ląstelėse rastas didelis skaičius diskretinių labai koncervatyvių ,mažų ir stabilų RNR molekulių.Šio tipo RNR įeina į ribonukleoproteinų sudėtį ir yra branduolyje ,citoplazmoje arba vienu metu abiejose dalyse.Mažosios branduolinės nukleoproteino dalelės-snurps-turi svarbią įtaką genų expresijos reguliacijai. 9.RNR biologines funkcijos. Beveik visi RNR tipai tiesiogiai dalyvauja baltymo biosintezei.citoplazmines RNR molekules, atliekancios baltymo biosintezes ma tricos funkcija, vadinamos matricinemis RNR .kitas citoplazmines RNR tipas riboso mine RNR(rRNR)-atlieka ribosomos strukturinio komponento funkcija. Prisitaikancios pernasos RNR(tRNR)molekules padeda perduoti mRNR informacija I aminorugsciu seka baltymo molekuleje.Informacine (iRNR ,mRNR)dydziu ir stabilumu labiausiai hete rogeniska klase.visi sios klases atstovai yra informacijos pernesikliai nuo geno I lasteles baltyma:sintetinancia sistema. Jie yra matrica polipeptido sintezes metu, t.y.lemia am. R. seka.Zinduoliu last. Tarp ju ir zmogaus, subrendusios mRNR molekules yra citoplazmoje. Jos nera visiskai transkribuojamos geno kopija, transkripcijos metu susudares poliribonukleotidas yra citoplazmines mRNR pirmtakas. Pries jam iseinant is branduolio , vyksta jo specifinis brendimas. Brendimo isvenge transkripcijos produktai , randami zinduoliu lasteliu branduoliose, sudaro ketvirtaja RNR molekuliu klase. Tokios branduolines RNR yra labai heterogeniskos ir gali buti labai dideles. Vyksta jos brendimas, kur jos tampa baltymo biosintezes matricomis. Pernasos RNR(tRNR)molekule yra pa prastai sudaryta is 75 nukleotidu. Ji sudaro 10-15 procentu visos vidines last RNR. tRNR t.p. susidaro specifinio brendimo metu is atitinkamu molekuliu-pirmtaku. Pernasos rnr yra tarpininkas mRNR transliacijos metu. Jos pernesa amin r prie ribosomos ir padeda prisitaikyti amin r ir mRNR kodonui. Nei mRNR, nei ribosoma aminorugstie nepazysta. Amonoacil-tRNR savitumas priklauso nuo t RNR antikodono. Sis savitumas padeda tRNR atlikti prisitaikymo funkcija, kiekvienoje last yra ne maziau kaip 20tRNR tipu. Kiekvienas tRNR tipas atitinka viena is 20 amin r butinu baltymo biosintezei. Ribosomine RNR. Ribosoma- tai citoplazmine nukleoproteino struktura, skirta baltymo biosintezei ant mRNR-matricos. Ribosomos padeda sudaryti specifini salyti tarp mRNR ir tRNR. taip ivyksta nukleotidu sekos, transkribuotos nuo atitinkamu genu, transliacija I baltymo amiono r seka. Zinduoliu ribosomos sudarytos is dvieju nukleoproteino subvie netu-didziojo(60S) ir mazojo(40S). 60S sub vienetas turi 5S ribosomine RNR(rRNR), 5.8S rRNR ir 28S rRNR bei 50iv polipeptidu. Mazasis 40S subvienetas turi vievintele 18S rRNR ir apie 30polipept grand. Visos rRNR , isskyrus 5S RNR turi bendra pirm taka-45S RNR, esanti branduolelyje. Ten vyksta labai metilintu ribosominiu RNR jungimasis su baltymais..RNR yra pagrindine tam tikru gyvunu augalu virusu genetine medziaga. Tam tikri RNR turintys vir usai niekada nepasiekia atvirkstines tran kripcijos stadijos- is RNR I DNR. Taciau daugeliui zinomu gyvunu virusu , tokiu kaip retro virusai, yra budinga ju genomo atvirkstine transkripcija, kuria vykdo nuo RNR-priklausoma DNR-polimeraze susidarant dvi spiralei DNR-transkriptai isijungia I genoma ir toliau atlieka viruso geno ekspescija. Susidaro naujas viruso RNR-genomo kopijas. 10.Nukleorūgščių ir baltymų kovalentiniai ir nekovalentiniai kompleksai. Ribosomos. Chromatinas. Nukleorūgščių ir baltymų specifinė sąveika (atpažinimas) NR ir balt kompleksai skirstomi: kovalentiniai, nekov.(nukleoproteinai) Kovalentiniai kompl yra NR ir balt junginiai. Saveika tarp DNR ir balt –ne kovalentine. Baltymai kovak jungiasi prie adenovirusu, hepatitoB. Balt saugo DNR nuo egzonuleaziu. DNR baltyminis fragm svarbus infekcijai: hidrolizavus virusuDNR balt kompl proteazemis, tokiaDNR negali uzkresti last. Balt padeda geriau DNR tilpti virione. Koval prijungtu prieDNRgalu balt f-ja siejama suDNR replikacijos suzadinimu. BaltA relaksuoja(issuka) superspiralines DNR, plazmide ColE 1, kuris atpazysta replikacijos pradzios sriti, ikerpa superspiraline DNR grandine ir po to kovalentiskai fosfodiesteriniu rysiu prisijungia prie 5-galinio adenozin-5-fosfato. Baltymas A yra specifine endonukleaze. Prie RNR baltymai taip pat prisijungia nekovalentiskai, sudarydami ribonukleo proteinus, taciau yra zinoma ir kovalentiskai prisijungusiu baltymu. Geriausiai is tirti virusuRNR-baltymo kovalentiniai junginiai. Jie buvo istirti is polivirusu, snukio ir nagu ligos virusu, kai kuriu augaliniu virusu.(zym.VPg). daugelio RNR 3-gale yra poliadenilatiniu fragmentu. Papr virusiniu RNR baltymo kovalentiniu junginiu baltymai prisijunge prie RNR 5-galo. Rnr 5-gale, prie kurio prisijunges baltymas, susiformuoja segtuko pavidalo fragmentas. Be virusinio RNR-baltymo komplekso baltymo negali susidaryti subrendusios, autonomiskos virusines daleles-virionai. Taigi-baltymo strukturos padeda formuotis virusams. Nekovalentiniai NR ir baltymu junginiai. Nukleoproteinuose baltymai ir NR yra susijunge nekovakentinemis jungtimis , gamtoje yra daug nukleo proteinu:tai virusai ir fagai. Chromatinas, informasomos, ribosomos, reaguliaciniu baltymu ir iv fermentu kompleksai. Saveika tarp nukleinorugsciu ir baltymu yra nesavitoji(chromatinas, informasomos), is dalies savitoji(ribosomos) ir savitoji(NR ir reguliatoriu bei kai kuriu ferm kompleksai ). Nukleinorugsiu ir baltymu savaika vad atpazinimu. Ribosomos- tai l svarbuis ribo nukleoproteinai, kuriouse vyksta baltymu biosinteze. Jos sudarytos is mazosios ir didziosios subdaleliu, susidedanciu is rRNR ir baltymu. Ribosomoms svarbus Mg ir kt katijonai. Prokariotu ribosomu mazosios subdaleles sedimentacijos konstanta 30S, didziosios 50S, o gamtines riboso mos-70S. eukariotu 80s ribosoma sudaryta is 40S ir 60S subdaleliu. Du trecdalius pro kariotu ir eukariotu ribosomu mases sudaro rRNR, viena trecdali baltymai. Nustatyta ribosominiu baltymu pirmine struktura. Juose rasta daug diaminorugsciu. Tai globuliniai baltymai, turintys kompaktiska konformacija. Mitochondriju ribosomas yra panasios į prokariotines ribosomas. Eukariotu didesnes. RRNR yra tarsi ribosomos griauciai. Juos aplimpa ribosominiai baltymai ir susidaro sudetingas ribonukleoproteinas-sibosoma. 65procentai prokariotu ribosomu mases su daro rRNR, o 35 procentai-ribosomoniai baltymai. Ribosomu srtukturai palaikyti sv arbus mG jonai. Mazinant ju koncentraci ja, is pradziu viena nuo kitos atsiskiria abi subdaleles, o paskui pradeda atsiskirti dale iu sudetines dalys. Abi ribosomos subdale les nesimetriskos. 30S subdalele skirstoma I galvute, kuna ir pamatine dali, o 50S sub dalele_I centraini kysuli, ketera ir kota. Abiem subdalelem susiglaudus, lirka plysys , I kuri ir patenka iRNR. Chromati nas- tai genetiskai aktyviosios chromosomos interfaziniame brabduolyje. Zmogaus lastelese yra 46 chromosomos. Chromosoma tai sudetingas nukleoproteinas, sudarytas is DNR, baziniu baltymu histonu, nehistoniniu baltymu ir DNR. Yra svarbi DNr ir histonu saveika, kuri yra nespecifine, taciai kiekvienas histonas yra tam tikroje vietoje. Chromosomoje esanti dvispirale linijine ENR paprastai yra B formos. Chromatino struk tura panasi I karolius. Tokos nulkeopro teino globules, issidesciusios chromatine, buvo pavadintos nukleosomomis. Taip atsirado nukleosomine chromatino srtukturos teorija, kuris remiantis, nukleosoma yra chomatino strukturinis vienetas. Padidinus tirpalo jonine jega , nukleosoma suyra I DNR ir histonu oktamera. Tarp histonu ir DNR egzistuoja nespecifine saveika, kuria lemia joninia ryriai tarp DNR tarp nukleotidu fosfatu ir histonu N-galo fragmentu, turinciu teigiama kruvi. Eukariotu genomo kompaktiska srtuktura susidaro, jam saveikaujant su branduolio matriksu. NR ir baltymu specif saveika. Nukleorugstis specifiskai atpazysta ivairus fermentai :RNR polimeraze, restriktazes, aminoacil-tRNR-sintetazes. Vienos sintetazes yra tetramerai , kitos dimerai, trecios-monomerai. tRNR ir sintetazes saveikauja keliais etapais . pirmo etapo metu tRNR gali prisitvirtinti ir nespecifiskai. Nes sios fazes sintetaze atpazysta keleta bendru vienos tRNR sriciu. Antras etapas yra savitas. Vaikiant substratui t RNR , kinta sintetazes konformacija, todel kinta ir pacios t RNR konformacija. Tokia abipuse fermento ir substrato adaptacija imanoma tik tada, kai sintetaze atpazysta tuos tRNR strukturos elementus , kuriais tRNR skiria si viena nuo kitos . tRNR ir sintetaziu atpazinimas yra dinaminis procesas. 11.Purino nukleotidu sintezes saltiniai. IMP sinteze. IMP (inozinmonofosfato) sintezė Is karto sintetinamas nukleotidas o ne atskira purino baze. Sintetinant purino nukleotidas pirmasis bendras produktas IMP. Kurio azotine baze hipoksantinas. Is IMP sint AMP ir GMP. 1) 2)5`-fosforibozil-1-amino sintezė: Kiekviena is siu sinteziu keliu inhibuoja galuti nis produktai. 12.AMP ir GMP sintezė iš IMP AMP ir GMP sintezė vyksta 2 etapais. Abiem sintezėms reikia E, svarbu, kad sintetinant AMP, E šaltinis – GTP, o sintetinant GMP, E šaltinis – ATP. Be to, kiekvieną iš kelių inhibuoja galutiniai metabolinio kelio produktai. AMP sintezė: [schema] GMP sintezė [schema]: 13.Purino nukleotidų sintezės reguliacija. NDP ir NTP sintezė iš NMP Reguliuojama alosteriškai. Abi pirmos r-jos, kurias katalizuoja ribozės fosfato pirofosfokinazė (1E) ir glutaminofosforibozilpirofosfoamidino transferazė (2E). šie fermentai inhibuojami nukleotidais. IMP – bendra medžiaga GMP, AMP sintezei. AMP inhibuoja IMP vertimą adenilo sukcinatu, t.y. inhibuoja adenilo sukcinato sintetazę, o GMP inhibuoja IMP virtimą ksantinmonofosfatu (KMP). Nukleotid-di ir –tri fosfatų sintezė iš nukleotidmonofosfatų AMP + ATP [adenilatkinazė] 2ADP GMP + ATP [guanilatkinazė] GDP + ADP GDP + ATP [nukleoziddifosfatkinazė] GTP + ADP CDP + ATP CTP + ADP Nukleotiddifosfatai sintetinami iš nukleotidmonofosfatų veikiant t.t. bazėms, nukleozidmonofosfatkinazėms. Šios kinazės katalizuoja reakcijas neprikl nuo to ar į nukleotidų sudėtį įeina ribozė ar deoksiribozė. Fosfato r liekanos šaltinis – ATP, nes jos konc didesnė nei kitų nukleozidtrifosfatų. 14.Purino nukleotidų sintezė iš purino bazių („Tausojimo kelias“) Purino bazės susidariusios nukleo r apykaitos metu ar gautos su maistu, gali būt panaudotos nukleotidų sintezėje, laisvos purino bazės gaunamoshidrolizuojant nukleo r ir nukleotidus. Purino bazės vėl gali būt panaudotos nukleotidų sintezėje veikiant skirtingiems fermentams: Abu fermentai naudoja PRPP. AMP – konkurencinis APRT inhibitorius, o IMP, GMP – konkurenciniai HGPRT inhibitoriai. Šis tausojimo kelias, tausoja ląstelės E, nes sintetinant purino nukleotidus, šiuo būdu reikia mažiau E. Tausojimo kelias – vienintelis būdas sintetint nukleotidus eritrocituose, nes juose nėra fermento glutaminofosforibozilpirofosfatoamidino transferazės. 15. Purino nukleotidų skilimas. Podagra, išsivystymo priežastys, gydymui naudojami vaistai Žmogaus organizme purino nukleotidai skaidomi palaipsniui susidarant šlapimo r. Kai kurių gyvūnų organizme, šlapimo r skaidoma toliau iki alatoino, ureos, ar net NH3. Šlapimo r susidarymas 1.NH3 grupė atskeliama nuo AMP, susidarant IMP ar nuo adenozino, susidarant inozinui. 2.IMP ir GMP verčiami nukleozidais, hidrolizuojant juos fermentams 5` nukleotidazėms. 3.Purino nukleozidų (inozino ir guanozino) fosforilizė, susidarant azotinėms bazėms hipoksantinui, guaninui. Fosforilizės metu atskeliamas ribozės 1 fosfatas. 4.Guanino deamininimas susidarant ksantinui. 5.hipoksantinas oksiduojamas veikiant ksantinoksidazei, susidaro ksantinas. Šis oksiduojamas veikiant tam pačiam ferm iki šlapimo r – galutinis purino bazių metabolizmo produktas žmogaus organizme. Ji pašalinama su šlapimu. Purino nukleotidų apykaitos sutrikimai. Podagra Podagra susergama dėl nukleotidų sintezės padidėjimo. Skylant šiems nukleotidams susidaro didesni nei norma šlapimo r kiekiai. Per daug jos aptinkama kr plazmoje – hiperuremija. Šlapimo r blogai tirpi, kaupiasi kristalų pavidalu audiniuose, sąnariuose, inkstuose, sukelia uždegimus ir stiprius galūnių – sąnarių skausmus. Podagra išsivysto dėl: 1.ribozės fosfato pirofosfokinazės defekto. Įvykus genų mutacijai, ši kinazė nėra jautri jos alosteriniams inhibitoriams, GDP , ADP. Todėl fosforibozilpirofosfato (PRPP) konc ląstelėje didėja. 2.dėl fermento hipoksantinguaninfosforiboziltransferazės (HGPRT) dalinio defekto, esant ferm trūkumui inhibuojamas „tausojimo kelias“ ir didėja PRPP konc, nes jis nepanaudojamas purino nukleotidų sintezei pagrindiniu keliu. Padidėjus purino nukleotidų sintezei, didėja jų kiekis ir skilimas iki šlapimo r. Podagra dažniau serga vyrai. Gydymui naud alopurinolis. Šis ferm – fermento ksantinoksidazės negrįžtamas inhibitorius. Veikiant jam, sumažėja šlapimo r sintezė, todėl mažėja jos kiekis kr, audiniuose. Alopurinolis prisijungia prie ksantinoksidazės kaip substratas. Ši hidroksilina alopurinolį susidarant aloksantinui, kuris lieka tvirtai prisijungęs prie ferm aktyviojo centro, todėl negrįžt jį inhibuoja. Šlapimo r sintezė sumažėja, pavartojus šį prep. Jam veikiant hipoksantino ir ksantino kiekis didėja, bet jie labiau tirpūs nei šlapimo r. Šlapimo r kristalai ima irti ir sąnarių uždegimas sumažėja. Podagros profilaktikai, esant hiperuremijai naud anturanas. Jie taip pat – ksantinoksidazės inhibitorius, neitnka esant ūminei podagrai, inkstų akmenligei. 16.Pirimidino nukleotidų biosintezės šaltiniai. UMP sintezė. UTP ir CTP sintezė. Šaltiniai: UMP sintezė Skirtingai negu sintetinant purino nukleotidą pradžioj sintetinamas pirimidino žiedas, o turint jį toliau prijung. Ribozės-5-P, kurio donoras PRPP ir gaunamas nukleotidas. 1.Karbamoilfosfato sintezė: Šis fermentas alosterinis, jį inhibuoja UTP, aktyvina ATP, PRPP. Sintetinant karbamidą pirm reakcija yra karbamoilfosfato susidarymas, skirtumas kad pirimidino bazių sintezė vyksta citoplazmoje, o karbamido – mitochondrijose veikiant ferm karbamoilfosfatsintetazei I, be to šis ferm kaip N šaltinį naudoja NH3, o KPS II – kaip N šalt – gamaamidinę glutamino gr. 2. 3. 5. Pirmieji trys fermentai – vienos polipeptidinės grandinės sudėtinės dalys. 5 ir 6 fermentai – vienos polipeptidinės grandinės sudėtinės dalys. Dėl mutacijų sutrikus šios grandinės sintezei trūksta abiejų fermentų (5 ir 6), ima kauptis oroto r, kurios didesni kiekiai išsiskiria su šlapimu, stebima orotacidurija. Sergant šia liga, lėtėja augimas, išsivysto ūmi anemija. Nukleotidų di- ir trifosfatų sintezė Kaip ir purino nukleotidų atveju, aktyvios pirimidino nukleot formos – di ir trifosfatai. Difosfatus sintetina spec bazėms ferm: 1.nukleozidmonofosfatkinazės, o triP – mažiau spec – 2nukleoziddifosfatkinazės. Šie fermentai naud ATP kaip fosfato r liekanos donorą: UMP+ATP [1] UDP + ADP UDP+ADP [2] CTP + ADP CTP sintezė CTP sint. iš UTP veikiant f-tui citidintrifosfato sintetazei. Amino gr. donoras yra glutaminas. 17.Deoksiribonukleotidų sintezė. Ribonukleotidreduktazės regeneravimas. Deoksiribonukleotidų sintezės reguliavimas DNR sintezei reikia 2`deoksiribonukleotidai. Jie sintetinami iš ribonukleotidų veikiant ribonukleotidreduktazei. Ribonukleotidų reduktazės spec ribonukleotiddifosfatus (ADP, GDP, CDP, UDP), kuriuos ji verčia deoksiform (dADP, dGDP, dCDP, dUDP). H+ donorais, kurie naudojami 2` hidroksi gr redukcijai – merkapto gr, esančios ferm sudėty. Reakcijos metu susidaro disulfidiniai tilteliai, susidarę ribonukleotid reduktazėje, jie turi būti redukuojami. Redukuotų ekvivalentų šaltinis – ferm ribonukleotidreduktazės peptidinės kilmės kof tioredoksinas, kuriame yra 2 cisteino liekanos, atskirtos viena nuo kitos 2 amino r liekanom. Tioredoksino merkapto gr duoda 2 H+ atomus, ribonukleotidreduktazei ir ferm merkapto gr yra regeneruojamos, jis verčiamas redukuota forma, katalizuojant tioredoksinreduktazei, kurio kof – NADPH+H+. ?Deoksiribonukleotidų biosintezės reguliacija. Ribonukleotidreduktazė g. palaikyti reikiamą deoksiribnukl. Sintezės lygį DNR sintezėje. Šis f-tas alosterinis. Be aktyv. centro jis turi dar 2 skirtingus alost. centrus kiekv. subvienete t. y. aktyvinimo centrus ir substratams specifinius centrus. Aktyv. centrus: prisijungęs deoksi ATP tai f-tas netenka kataliz. aktyvumo ir neredukuoja nė vieno iš 4 nukleozidfosfatų. Kai prisijungia ATP jis aktyvina. Substratams specifiniai centrai. Prie jo jungiasi deoksinukleozidtriP ir reguliuoja ribonukleotidų virtimą deoksi – jeigu jų reikia DNR sintezei. DTimidinmonofosfato sintezė iš duridin MP: DUMPpaverčiamas Dtmp veikiant f-ti timidilatosintazei ir jo donoras N5 ,N10 metilen THFR. Timidilatosintazė neįprast. f-tas., kuris katal. ne tik vieno fragmento bet ir 2 Hjonų atomo atidavimą iš pteridin. žiedo. Šios r-jos. metu THFR oksid. iki dipidrofolato. 18.TMP sintezė. 5-fluoruracilo, metotreksato ir sulfanilamidų veikimo mechanizmas. Timidilato sintazė kataliz ne tik vienanglio fragmento bet ir 2H atomų atidavimą iš pteridino žiedo. Šios reakcijos metu – THFR oksiduojama iki dihidrofosfato. Šis regeneruojamas veikiant dihidrofolato reduktazei. TMP sintezės inhibavimu pagrįstas kai kurių vaistų naudojamų chemoterapijoje veikimas. Greitai besidaug vėžinės ląst naudoja daug TTP DNR sintezei. Šios ląst reaguoja jautriai į TMP sintezės inhibavimą. Vieni slopinantys TMP sintezę, priešvėžiniai prep veikia į timidalo sintazę, kiti – dihidrofolato reduktazę. 5`fluoruracilas – priešvėžinis prep, jis organizmo ląst veikiant timidilato sintazei verčiamas fluordeoksiuridilatu (F-dUMP). Šis – tai dUMP strukt analogas. Jis kovalentiškai prisijungia prie timidilato sintazės ir inhibuoja ją negrįžtamai. Šis inhibicijos tipas – „savižudiškas“, nes pats ferm katalizuoja negrįžt inhib sintezę. dTMP sintezė gali būti inhibuota inhibavus THFR regeneraciją. Dihidrofolato strukt analogai aminopterinas ir metotreksatas – dihidrofolato reduktazės konkurenciniai inhibitoriai. Sumažėjus THFR kiekiui šie inhibitoriai inhibuoja ne tik purinų sintezę, bet ir TMP sintezę iš dUMP. Todėl DNR sintezė slopinama ir ląst augimas lėtėja. Metotreksatas naud greitai augančią auglių (ūmios leukemijos gydymui). Priešvėžiniai prep toksiški, nes slopina isų greit besidauginančių ląstelių augimą. Sulfanilamidus Tai p.aminobenzenkarboksi r struktūriniai analogai Šie analogai konkurenciškai inhib folio r sintezę bakterijose. Purino nukleotid sintezei reikia THFR kaip kof. Sintetinant folio r., sulfanilamid prep įsijungia vietoj p-aminobenzenkarboksi r ir tokia molekulė neatlieka THFR funkcijų ir bakterijos žūva. Bakt negali absorbuot folio r iš apl ir jituri būti sintetinama jose iš pirmtakų. Žm organizmas nesintetina folio r, jis turi būti gaunamas su maistu kaip vit, todėl sulfanilamidiniai prep nesutrikdo purino, pirimidino sintezės žm organizme. Sulf prep būdingas bakteriostatinis veikimas, jie naud kaip vaistai infekcijų gydymui. Kartais tokios medž, kurios panašios į gamtines, bet neatlieka joms būdingų funkcijų vad antimetabolitais (pvz.: junginiai: 5fluoruracilas, metotreksatas). 19.pirimidino nukleotidų skilimas. Skylant nukleo r susidaro purino ir pirimidino nukleot. Jie verčiami nukleozidais, o šie laisvomis bazėmis: citidinu, uracilu, timinu. Skirtingai negu purino žiedai, pirimidino žiedai yra suskaidomi ir virsta tirpiais produktais :-alaninu ir -aminoizobutiratu, kurie g.b.paversti į acetilCoA, sukcinilCoA ir sukcinilCoA ir metabolizuoti iki galo. alaninas gali būti panaudotas CoA dipeptidų anserino ir karnozino sintezėje. Dalis -aminoizobutirato yra pašal.su šlapimu didesni -aminoizobut. kiekiai išsiskiria panaudojus maistą, kuriame yra daug DNR pvz.mėsa. Didesni kiekiai išsiskiria su šlapimu sergant vėžiu kai taikoma chemoterapija ir radioterapija,nes did. kiekis ląst.žūva. Pirimidino b.kaip ir purino b g.b. paverstos į nukl. tausojimo keliu t.y. veikiant f-tui piridinfosforiboziltransferazei (PPRT), kuris kaip ribozės –5- P šalt.naud.fosforibozilpirofosfatą(PRPP). 20.Genetinės informacijos saugojimo, perdavimo ir ekspresijos bendra charakteristika. Mes paveldim 16 kartų požymius (32768 žm). Genetinė informacija saugoma DNR. DNR yra ne tik branduolių chromosomose, bet ir mitochondrijose, augalų chloroplastuose. Prokariotų ląstelėse nėra branduolių, tik viena chromosoma, bet dalis DNR yra nechromosomoje, o plazmidėse DNR saugoma visa inf, reikalinga organizmo vystymuisi. 21. DNR sintezė (replikacija) Vyksta pusiau konservatyviu būdu, kiekv DNR grand – matrica naujai grandinei sintetinti. O kiekv naujai sintetinta DNR molekulė turi vieną seną ir vieną naują grandinę. Kad galima būtų sintetint DNR, dviguba DNR spiralė nors 1 vietoj turi būt išvyniota, nes DNR polimerazės kaip matricą gali naudoti tik viengubą DNR grandinę. Eukar ląst replikacija prasideda daug DNR grandinės vietų – replikacijos pradžios vietose. Jos sudarytos beveik tik iš A ir T nukleotidų porų. Visos replikacijos pradžios nukleotidų sekos vienodos. Kai dvi grandinės atsiskiria viena nuo kitos susidaro replikacinė šakutė (V formos). Ji gilėja nuo jos susidarymo vietos abiejų pusių link. Kad prasidėtų DNR sint, reikia, kad replikacijos vietą atpazintu spec baltymai, atliekantys praimerio funkc. Jie geba palaikyti 2 atskiras ir atsukti 2 susisukusias grand. Prepraimerio komplex sudaro: DNR-A balt, SSB balt, DNR helikaze, topoizomerazes(I tipo, II tipo): DNR-A balt veikia pačioj pradžioj. Nuo 20-50 dnrA balt molekulių prisijungia prie spec replikacijos pradžios vietų A=T nukleotidų sekų. Prasideda replikacija. Susidaro viengrandės sritys, replikac prasideda daug vietų todėl vyksta greitai. Prie viengubos DNR grandinės arti replikac šakutės pradžios jungiasi DNR helikazės, jos veikia į šalia esančią dvigubos spiralės sritį, skatindamos grand atsiskyrimą. Prie atskirų grandinių jungiasi SSB baltymai, kurie laiko atsiskyrusias grand ir apsaugo jas nuo nukleazių poveikio. Šie baltymai jungiasi koperatyvumo principu, t.y. prisijungus 1SSB molek, kita prisijungia greičiau. Atsiskiriant grandinėms, dar neatsiskyrusios grandinės smarkiau susukamos: Per didelį grandinių susisukimą pašalina DNR topoizomerazės: I tipo – grįžtamai perkerpa 1 iš 2 dvigubos DNR grand spiralių, o po to jas sujungia, .t.y joms būdingas nukleazių ligazių aktyvumas. Šiems ferm veikti nereik ATP E, jos naudoja E, gautą skaidant fosfoesterinį ryšį. Perkirpus 1 DNR grand, spiralė išsivynioja iki normalios spiralizacijos lygio ir vėl sujungiama II tipo – jungiasi prie 2 DNR grand, trumpam jas perpjauna, leidžia išsivynioti, ir vėl sujungia. Eukariotų II tipo DNR topoizomerazių veikimui nereikia ATP E. Prokariotų yra analogiško veikimo ferm DNR topoizomerazė 2 (DNR girazė). Jai veikt reikia ATP E. Antibiotikas ciprofloksasinas inhibuoja bakt DNR girazę. Jis efektyvus gydant mikoplazmų, chlamidijų sukeltas infekcijas. Žm šio fermento neturi, todėl vaistas nekenkia. Sintetinant naują DNR grand kopijuojama DNR matrica. Pagr DNR sintetinantis fermentas – DNR polimerazė III. Ji gali skaityt ir nurašyt inf nuo matricinės DNR grandinės 3`->5` kryptimi ir sintetint naują grandinę 5`->3` kryptimi. Todėl naujai sintetinamos grandinės pradėtos sintetint tt vietoj, turi augti priešingom kryptim. Viena – replikac šakutės susidarymo link (pirmaujančioji grandinė), kita – priešinga kryptimi (atsiliekančioji). Pirmaujančioji grand sintetinama nenutrūkstamai, o atsiliekančioji – fragmentais. Eukar ląst fragmentai – po 100-2000 nukleotidų, prokar – po 10000 nukleotidų. Šie fragmentai – okazaki fragmentai. DNR polimerazė II negali pradėti sintetinti komplementarios DNR grandinės no pradžių, kad galėtų veikt jai reikia RNR pirmtako (praimerio). Spec polimerazė (praimazė) – dnrG sintetina trumpą komplementarią DNR apie 10 n/t. RNR grandinę 5`->3` kryptimi, t.y. RNR pirmtakas. Prieš jį sintetinant susidaro prepirmtako kompleksas iš kelių balt, kuris jungiasi prie viengubos DNR grandinės pakeisdamas kai kuriuos SSB baltymus. Šių baltymų dnrA, dnrC, dnrG 9praimazė) kompleksas – praimosoma. Ji sukelia okazaki fragmento sintezę judėdama per atsiliekančią DNR grandinę 5`->3` kryptimi, periodiškai atpažindama nukleotidų sekas, kurios apsprendžia RNR pirmtako pradžią. Pirmaujanč grandinei sintetint reik tik 1 RNR pirmtakas. Sintetinus okazaki fragm ima veikt DNR polimerazė III, kuri katalizuoja po 1 deoksiribonukleotido prijungimą. Pirmąjį deoksiribonukleotidą DNR polimerazė III prijungia prie RNR pirmtako 3` hidroksi gr. Sintetinant DNR naud deoksiribonukleotidų trifosfatai. DNR polimerazei III būdingas ne tik sintetazės, bet ir nukleazės aktyvumas. Šis ferm gali patikrint ar nukleotid prijungtas teisingai, pagal komplementarumo principą. Jei n/t-as prijungtas neteisingai, tai jis pašalinamas hidrolizės būdu ir prijung teisingas. DNR polimerazė III vykdo DNR sintezę iki sekančio RNR pirmtako. RNR pirmtakai pašalinami pakeičiant po 1 ribonukleotidą deoksiribonukleotidu veikiant DNR polimerazei I. Šiai būdingas 5`, 3` egzonukleazinis ir 5`3` polimerazinis aktyvumas. Šis ferm taip pat tikrina ar teisingai prisijung nukleotid. 5`3` egzonuleazės gali pašalint ne tik 1 bet ir grupę nukleotidų vienu metu. Tai svarbu atstatant pažeistą DNR sritį. Paskutinio fosfodiesterinio ryšio susidarymą tarp 5` fosfatinės gr DNR grandinėje, sintetintoje veikiant DNR polimerazei III ir 3` hidroksi gr DNR grandin sintetintoj veikiant DNR polimerazei I, katalizuoja DNR ligazė. Šiam susijungt reik E, kuri gaunama skaidant ATP į AMP ir pirofosfatą. 22. DNR reparacija veikiant aplinkos veiksniams, DNR strukt gali būt pažeista, atsiradant mutacijoms dėl nukleotdų bazių pakeitimo qar netekimo. Mutacijos gali vykti savaime. Jei DNR pažaida nėra pataisoma, gali atsirasti nuolatinė mutacija, kuri gali sukelt daug žalingų pasekmių, įskaitant ir mutuotų ląstelių proliferacijos kontrolės netekimą, dėl ko išsivysto vėžys. Ląstelėse yra efekt mechanizmai, galintys surast ir atstatyt pažeistą DNR vietą. Dalivaujantys ferm reparacijoje gali atpažinti pažaidą, iškirpt pažeistą vietą ir panaudojant II grand kaip matricą, užpildyti pažeistą vietą teisinga komplementarių n/t-ų seka. pažeistų UV DNR sričių reparacija Veikiant UV greta esančios timino bazės (TT) susijungia koval ryšiais sudarydami dimerus. Šie dimerai trukdo DNR polimerazei III vykdyt DNR grandinės replikaciją. Šiai UV pažaidai spec endonukleazė atpažįsta dimerą ir 5` pusėje hidrolizuoja fosfodiesterinį ryšį. Veikiant DNR polimerazei I pažeista vieta išpjaunama ir pakeičiama teisinga nukleotidų seka panaudojant sveiką DNR grand kaip matricą. Naujai sintetinto DNR fragmento 3` hidroksi gr sujungiama su sveika DNR grand dalimi per 5` fosfatą, veikiant DNR ligazei. Pirimidino dimerai gali susidaryt odos ląst, veiiant saulės spind. Sergant genetine liga eroderma pigmentosum, ląst negali ištaisyt pažeistos DNR, mutacijos kaupiasi sukeldamos odos vėžį. Liga džn atsiranda dėl UV spec endokliazės genet defekto. Pekeistų bazių pataisymas DNR bazės gali būti pakeistos spontaniškai ar veikiant deaminančiom (alkilinančiom) cheminėm medž, pvz: HNO2 gali deamininti citoziną, susidarant uracilui. Ši rūgštis gali deamininti A, G. HNO2 gali susidaryt iš nitrozaminų, nitritų, nitratų. Pažeidimai atsiradę dėl bazių pakeitimo, netekimo gali būti pataisomi veikiant mechanizmui: pvz: C virsta U. Uracilą atpažįsta spec bazei glikozilazė (uracil-N-glikozilazė). Šis ferm hidroliziškai atskelia azot bazę – U nuo deoksiribozės fosfato DNR grandinėje. Atsiranda AP – vieta (nėr purino arba pirimidino). Spec AP endonukleazės šiuo atveju A pirimidino endonukleazė atpažįsta vietą, netekusią pirimidino bazės ir 5` pusėje hidrolizuoja fosfodiesterinį ryšį. Kaip ir UV pažaidos reparacijos atveju, veikiant DNR polimerazei I, pažaida išpjaunama, keičiama teisinga nukleotidų seka, naudojant sveiką DNR grand kaip matricą. Naujai sintetinto DNR fragmento 3` hidroksi gr sujungiama su likusia sveika DNR grand dalimi per 5` fosfatą veikiant DNR ligazei. Pažeista vieta pataisoma. 23. DNR replikacijos inhibitoriai DNR sintezė gali būti nutraukta įjungus į DNR grandinę t t nukleotidų analogus, turinčius modifikuotą monosacharidą arba vietoj deoksiribozės turinčius kt monosacharidus. Pvz.: arabinozę. Nukleotidų analogai organizme fosforilinami, gaunami jų trifosfatai, kurie sintetinant DNR įjungiami vietoj tikrų nukleotidų į DNR grand ir grand sintezė nutrūksta. Blokuodami DNR replikaciją jie stabdo visų greit besidauginančių ląstelių dalijimąsi ir virusų dalijimąsi. Azidochimidinas (azT) – dimidino strukt analogas, kuriame vietoj 3` hidroksi gr yra azido – N3 gr. Vart AIDS gydymui, jis vartojamas trifosfatu įjung į DNR grand ir nutraukia sintezę, be to azT triP – AIDS viruso ferm atvirkštinės transkriptazės inhibitorius. ŽIV-1, ŽIV-2 – retrovirusai, kuriuose inf užkoduota RNR molekulėse. Kiekv viruse yra po 2 vienodas RNR molek, kiekv ją sudaro ~9700 nukleot. Abi RNR molekulės ŽIV retrov sujungtos tarpusavy 5` galuose vandeniliniais ryšiais. ddI ir ddC veikia panašiai kaip ir azT. Citozino arabinozinas naud kaip priešvėžinis prep leukemijai gydyt. Acikloviras (acikloguanozinas) naud herpes gydyt, jis verčiamas trifosfatu įjungiamas į herpes viruso sintetinamą DNR grandinę. DNR elongacija nutrūksta, slopinama replikacija. 24. Prokariotų RNR sintezė Vykdo RNR polimerazė: Fermentas susideda iš 5 subvienetų. Šerdžiai būdingas 5` 3` RNR polimerazinis aktyvumas. Šie 4 subvienetai kartu su  subvienetu sudaro holofermentą.  faktoriaus dėka ferm atpažįsta promotoriaus sritį DNR molekulėje. Transkripciją sudaro 3 etapai: 1.iniciacija; 2.elongacija; 3.terminacija. Iniciacija RNR polimerazė atpažįsta P sritis. Sritysd kurias ji atpažįsta: 1) specifinė TATAAT seka, kuri žymima TATA seka, ji nutolusi nuo transkripc starto vietos per 8-10 nukleotidų. 2) spec TTGACA seka, kuri nutolusi nuo starto vietos per 35 n/t. Elongacija Kai RNR polimerazės holoferm atpažįsta P sritis, RNR polimerazė ima sintetinti DNR sekos transkriptą ir sigma faktorius atskyla. RNR polimerazei nebūdingas endonukleazinis egronukleazinis aktyvumas, todėl nėra galimybės pataisyti klaidas sintetinamoje RNR molekulėj. Judėdama per DNR matricą, RNR polimerazė sukelia teig ir neig superspiralės susidarymą. Teig superspiralės išvyniojimas veikiant girazei, o neig – topoizomerazei I. elongacijos greitis 50 n/t per sec. Terminacija Elongacija tęsiasi kol pasiekiami terminacijos signalai. RNR polimerazė gali atpažint terminacijos sritis DNR molekulėj ir RNR sintezė nutrūksta. Arba gali sąveikaut su spec terminacijos baltymais – ρ faktoriumi, kuris skatina RNR atsiskirti nuo DNR. 25. Eukariotų RNR sintezė Vyksta panašiai kaip prokariotų RNR sintezė, tik sudėtingiau. Eukriotu RNR polimerazė atpazysta promotoriaus sriti ir pradeda RNR sinteze. Įvairūs papidomi transkripcijos faktoriai jungiasi prie ivairiu DNR vietu promot srityje ar tam tikru atstumu nuo jo. Įvairiu fakt prisijungimas nulemia kokie genai bus transkribuojami. Kad RNR polimerazė ir faktoriai galetu atpazinti ir saveikauti su tam tikrom DNR sritimis, jos turi atsipalaiduoti nuo nukleosomos serdies. Eukariotų ląst yra 3 skirtingos branduolio RNR polimeraziu klases ir 1 mitochondrine RNR plimeraze. Visos jos sudarytos is daug subvienetu. Kiekviena polimeraziu klase atpazysta skirtingus genu tipus. RNR polimerazeI sintetina rRNR prmtakus ,t.y. 28S, 18S ir 5,8S. RNR polimerazė II sintetina pre matricinę RNR (pre mRNR) (hibridinę branduolio RNR) – (hbRNR) ir t.t. mažas branduolio RNR – mbRNR. Hogneso seka nutolusi ~ 25 n/t nuo starto vietos. Ji panaši į analogišką seką prokariotų ląstelėse. CAAT seka nutolusi per 70-80 n/t nuo starto vietos (Cat box). Arba abi sekos naud kaip atpažinimo sritys RNR polimerazei II. Transkripcijos fakt jungiasi ne tik prie spec DNR sričių bet ir prie RNR polimerazių ir 1 prie kt. RNR transkripc greitį reguliuoja transkripcijos elementai: Be enhanserių yra sailenseriai – DNR sekos, kurios dalyvauja lėtinant genų transkripcijos greitį. Daugeliu savybių sailenseriai panašūs į enhanserių, taip pat gali būti išdėstyti prieš ir po geno į kurio transkripciją jie reguliuoja. Terminacijos molek mechanizmai nėra ištirti. 26.Potranskripcinės RNR modifikacijos Pirminis transkriptas yra transkripcijos vieneto – DNR srities tarp specif iniciacijos ir terminacijos vietu, kopija. Tiek prokariot tiek eukariot tRnr ir rRNr pirminiai transkriptai yra modifikuojami veikiant ribonukleazem, kurios atskelia tam tikras nukleotidu sekas pirminiuose transkriptuose. tRnr kai kurios bazes yra chem. modifikuojamos. Prokariotų mRnr pirminiai transkriptai nėra modif,o eukar mRnr pirmin transkriptai daug modifikuojami. rRNR modifikavimas. Tiek prokar tiek eukariot last rRnr sintetinama ilgesnes grandines pirmtako pavidalu ir vadinama pre ribosomine arba 45S RNR. Pre rRnr prokar last yra suskaidoma susidarant 23s, 16s, ir 5s rRnr. Eukariotų last pre rRNR taip pat yra 45S, bet skaidant nukleazėms gaunama 28s, 18s, 5,8s rRnr. Eukariotuose rRNR sintetina RNR polimerazė I. eukariotų ląstelėse yr air 5S rRNR, bet jos sintetinamos veikiant RNR polimerazei III ir modifikacija vyksta atskirai nuo kt rRNR. tRNR modifikavimas Prok ir eukar tRNR sintetinamos iš ilgesnių pirmtakų, veikiant nukleazėms. tRNR – modifikuojamos pridedant akceptinį CCA – galą molekulės 3` gale, veikiant nukleotidiltransferazėms, po to kai kurios bazės modifikuojamos ir tampa neįprastom bazėm, įgyja funkcinį aktyvumą. Eukariotų mRNR modifikavimas Modifikuojamos pre mRNR eukariotų (hbRNR). mRNR pirmtakas sintetinamas veikiant RNR polimerazei II. Pirminis transkriptas modifikuojamas pridedant uodegą ir kepurę. 5` galo modifikavimas – kepurės uždėjimas, jis vyksta modifikuojant pre mRNR pirmiausiai, kepurė ( I – metilguanozinas) prijungiamas 5` galo trifosfatiniu ryšiu. Guanozin-3-P prijungia branduoly esantis ferm guanililtransferazė. Galinio guanine metilinimas vyksta citoplazmoje, veikiant ferm guanine-7-metiltransferazei. Metilo gr šaltinis – S-adenozilmetioninas. 7-metilguanozinas prijungtas neįprastu 5`5`trifosfatiniu ryšiu. Kepurė lengvina transliacijos iniciaciją, apsaugo mRNR nuo nukleazių poveikio. PoliA uodegos pridėjimas – II modifikacija daugelis euk mRNR, išskyrus tas, kurios koduoja histonus ir interferonus, turi nuo 40-200 adenino nukleotidų seką 3` gale. poliA uodega netranskribuojama nuo DNR, bet pridedama po transkribcijos veikiant branduoly esančiam ferm poli-A-polimerazei. Ši uodega sutvirtina mRNR ir lengvina joa išėjimą iš branduolio. Po to, kai mRNR patenka į citoplazmą, poliA uodega sutrumpėja. Pre mRNR savo sudėty turi informatyvias dalis ir neinformatyvias dalis. Informatyvios d – egzonai, neinformatyvios d – intronai. Brendimo (procesingo) metu intronai išpjaunami, egzonai sujungiami tarpusavyje ir tada gaunama biologiškai aktyvi mRNR. BRENDIMAS: Procesingo metu intronai išpjaunami veikiant nukleazėms, o egzonai sujungiami tarpusavy. Sujungimo procesas – splaisingas. Kai kurių eukar heterogeninės brand RNR neturi intronų, k k turi kelis intronus, o kolageno alfa-grandinės pre mRNR turi >50 intronų. 27. Transkripcijos inhibitoriai Kai kurie antibiotikai stabdo ląst augimą inhibuodami RNR sintezę, pvz: Rifampicinas (tuberkuliozei gydyti). Inhibuoja transkripcijos iniciacija susijungdamas su prokar RNR polimerazės beta subvienetu. Šis antibiotikas neleidžia susidaryt 1 fosfodiesteriniam ryšiui. Streptolydigon – naud bioch tyrimams. Jungiasi su RNR polimerazės beta subvienetu ir inhibuoja elongacija. Dactinomycin – pirm antibiotikas, panaud vėžiui gydyti. Jis jungiasi su DNR matrica ir neleidžia RNR polimerazėms judėti per DNR. Jam būdingas didelis giminingumas greta esančioms deoksiG – deoksiC poroms (dG-dC). Šis antib gali prisijungti tiek prie 1 grand tiek prie abiejų DNR grand iškart, sujungti jas tarpusavy. Panašiai veikia ir kiti antibiotikai: Chromomycin, Daunomycin, Anthramycin – (priešvėžiniai). Musmirių nuodas (alfa amanitinas) išskiriamas iš Amanita Phalloidis, sudaro patvarų kompleksą su eukariotų RNR polimerazė II. Todėl inhibuojama mRNR sintezė eukariotų ląst. Eukariotų RNR polimerazė I nejautri alfa amanitinui. Naud bioch tyrimams (alfa amanitinas). 28.Genetinis kodas, jo savybės genetinis kodas – nukleotidų sekos atitikimas AR sekai. Kiekv žodis kode sudarytas iš n/t sekos. Šie genet žodžiai – kodonai. Kodonai yra mRNR užrašyta, n/t sekos kalba inf apie baltymų sintezę. Šiam užrašymui naud 4 raidės (n/t): A, G, C, U. Jų turi užtekt užrašyt 20 genetiškai koduojamų AR. Jei būtų 2 n/t, tai 4(2)=16, 4(3)=64. Iš 64, 61 skirtas 20 AR koduoti. AUG – starto kodonas. UAG, UAA, UGA – terminacijos kodonai („stop“ kodonai). n/t sekos visada rašomos nuo 5` galo link 3` galo. Genetinio kodo savybės: 1)specifiškumas. Genetinis kodas specifinis spec kodonas atitinka visada tą pačią AR. 2) universalumas, išskyrus išimtis, genetinis kodas toks pats visiems organizmams žemėje. 3)perteklinis, nors kiekv kodonas atitinka t.t. AR, bet kai kurias AR koduoja tik 1 kodonas, pvz.: triptofaną, o kai kurias – daugiau nei 1 kodonas, pvz.: argininą – 6 kodonai. 29.Mutagenai. genų mutacijos, jų pasėkmės Pagr mutacijų priežastys: 1.radiacija; 2.UV spinduliuotė; 3.cheminės medžiagos. Mutacijos gali atsirasti savaime. Mutacijos – tai paveldimi apkitimai organizmo genome, kurių metų didėja ar mažėja nukleotidų kiekis, keičiami n/t, ar kinta jų seka. Jei pakeičiama viena n/t pora, sakoma, kad įvyko taškinė mutacija. Tripletai pasidaro skirtingi nei buvo normaliame gene. Tai mutacijos su rėmelio poslinkiu: Jei nurašoma inf nuo mutuoto DNR, gaunam mRNR: Mutacijos rėmelio poslinkiu pasėkmės: už taško, kur įvyko mutac, nuskaitoa visa kita n/t seka ir sintetinamo kt struktūros baltymas negalintis atlikt savo biologinių funkcijų arba atsiranda terminac kodonas ir baltymų sintezė nutrūksta. Jei įvykus mutac įterpiami 3 n/t, tai įterpiama 1 papildoma AR, o toliau AR seka nepakinta. Jei netenkama 3 n/t sintetinamas 1 AR trumpesnis baltymas. Šiais atvejais rėmelio poslinkio nėra. Pasėkmės gali būti įv, priklausomai nuo to, kokioje vietoje yra AR. Jei ji yra aktyviame centre ir jos netenkama, ferm bus neaktyvus, neatliks biol funkcijos. Jei AR pridedama ar jos netenkama nelabai svarbu funkcijai ir erdvinei struktūrai vietoje fermentas gali būti aktyvus ar mažiau aktyvus. Taškinių mutacijų pasėkmės: pakeitus 1 n/t kitu, vyksta Po taškinių mutacijų pasėkmės: 1.Silent mutacija – tai mutacija, kai pasikeičia bazė, bet tai nepakeičia kodono prasmės, kodonas serinui yra UCA, po mutacijos kodonas serinui UCU, kuris koduoja tą pačią AR – ser. 2.Missense mutacija – pasikeičia kodono prasmė, jis koduoja kitą AR. Jei tokių mutacijų metu 1 AR pakeičiama panašios struktūros AR izoleucinas – leucinu, ir tai vyksta nelabai svarbioje vietoje, jo tretinės ir ketv struktūros formavimuisi, tai baltymo savybės gali žymiai nepakisti ir jis gali atlikti savo biol f-ją. Bet jei pasikeičia AR fermento aktyviajame centre, jis netenka savo biol aktyvumo, jei AR pasikeičia svarbioje jo erdvinei struktūrai išsidėstymui vietoje; 3.Nonsense mutacija – atsiranda terminacinis kodonas. 30.Amino rūgščių aktyvinimas Baltymų sintezė prokariotuose ir eukariotuose vyksta panašiai. Skiriamos 5 baltymų sintezės stadijos: 1)AR aktyvinimas; 2)iniciacija; 3)elongacija; 4)terminacija {transliacija 2-4}; 5)potransliacinis polipeptidinės grandinės subrendimas. Pirmoji stadija vyksta citoplazmoje, veikiant spec kiekvienos AR fermentams – aminocil-tRNR-sintetazėms (ARS-azėms). 1) 2) Aminoaciladenilate AR sujungta su AMP ribozės 5` padėtyje esančia hidroksi grupe makroenerginiu anhidridiniu ryšiu. Antro etapo metu AR nuo AMP pernešama ant tRNR, susidaro aa-tRNR. Susidaro esterinis ryšys tarp AR karboksi gr ir tRNR akceptinio (CCA galo) adenino ribozės 3` ar 2` hidroksi grupe. ARS-azės – specifinės AR ir tRNR. Kad baltymų sintezė vyktų be klaidų, AR turi būti prijungtos prie joms specifinių tRNR. Nes sintetinant balt, AR ijungiamos į polipeptidinę grandinę pagal tRNR antikodoną. tRNR vykdo dvi f-jas: 1.akceptinę – tRNR prisijungia spec AR. 2.adaptorinę – ribosomoje tRNR susijungusi su AR, t.y. aa-tRNR, savo antikodonu komplementariai jungiasi su mRNR kodonu. Tai užtikrina tikslią polipeptidinės grandinės sintezę. 31.Baltymų sintezė (transliacija) Baltymų sintezė prokariotuose ir eukariotuose vyksta panašiai. Skiriamos 5 baltymų sintezės stadijos: 1)AR aktyvinimas; 2)iniciacija; 3)elongacija; 4)terminacija {transliacija 2-4}; 5)potransliacinis polipeptidinės grandinės subrendimas. Baltymų sintezė ribosomose (transliacija) Ribosomos – ribonukleoproteinai, sudaryti iš vienodo kiekio rRNR ir balt. Eukariotų ląst yra 80S ribosomos, prokariotų – 70S (S- sedimentacijos konstanta, Svetbergo vienetas). Prokariotų: Eukariotų: Ribosomos sudarytos iš didžiojo ir mažojo subvienetų, prokar yra 3 skirtingos rRNR, 53baltymai. Ribosomos būna aktyvios ir gali sintetinti balt, kai abu subvienetai sujungti. Ribosomos jau atlikusios savo funkciją ir nesintetina balt, disocijuoja į subvienetus. Ląst ribosomos gali būt laisvos, citoplazmoje arba susirišusios su ET, lasvos ribosomos sintetina balt, vidiniams ląst poreikiams tenkinti, o surištos su ET – eksportui. TRANSLIACIJA Vyksta ribosomose, kur mRNR sąveikauja su aa-tRNR. Sintetinant polipept grandinę mRNR atlieka matricos vaidmenį. mRNR transliuojama nuo 5` link 3` galo. O baltymas sintetinamas nuo N link C galo. Prokar mRNR – policistroninės, mRNR turi vieną iniciacinį kodoną, o joje užkoduota kelių skirtingų baltymų sintezė. Eukariotų mRNR – monocistroninės, t.y. jos koduoja tik 1 grandinės sintezę. Iniciacija Jai reik 2 ribosomos subvienetų, mRNR, spec iniciacijos kodonui AUG aaTRNR, E šaltinis – GTP, iniciacijos faktorių. Prokar ląst yra 3 iniciacijos faktoriai: IF-1, IF-2, IF-3. eukariotų (eIF) jų mažiausiai 9. yra 2 mechanizmai, kurių dėka ribosoma atpažįsta n/t seką, nuo kurios reik pradėt transliaciją, tai Shine-Dalgarno seka: E.Coli Shine-Dalgarno seka nutolusi nuo iniciac kodono AUG per 6-10n/t. 16S rRNR, kuri yra ribosomos 30S subvieneto sudėtinė dalis, turi 3` gale n/t seką komplementarią visai ar daliai Shine-Dalgarno sekos. mRNR 5` galas ir 16S RRNR 3` galas – komplementarūs viens kitam. Tai užtikrina tikslų mRNR ir ribosomos 30S subvieneto prisijungimą. Iniciacijos kodonas AUG – pirmasis matricos kodonas, kurį atpažįsta iniciacinė tRNR. Šį atpažinimą E.Coli palengvina IF-2, eukariotuose eIF-2. balterijose ir mitochondrijose iniciacinė – tRNR perneša N-formilmetioniną. Formilo gr- prijungiama po to, kai metioninas prijungiamas prie iniciacinės – tRNR. Formilo prijungimas: Bakt ir mitochondrijose iniciacinė tRNR perneša N-formilmetioniną. Šaltinis N(10)-formil-THFR. Tiek prokar tiek mitochondrijoje N galo formil-Met baltymui bręstant, t.y. potransliacinių modifikacijų metu pašalinami. Euk iniciacinė tRNR perneša metioniną. [schema] Iniciacija: prok ląst iniciacinės formilmetionil-tRNR, eukar ląst metionil-tRNR antikodonas yra UAC. Jis komplementariai jungiasi su matricinės RNR iniciacijos kodonu AUG. 3 iniciac faktoriai IF-1, IF-2, IF-3 palengvina iniciac kompl susidarymą. mRNR kodonas sąveikauja su tRNR antikodonu vandeniliniais ryšiais, komplementariai suporuojant bazes. Eukar ląst yra 2tRNR spec metioninui. 1 skita iniciac, kita – elongacijai. Prok ląst iniciacijos faktoriai padeda mRNR susijungti su ribosomos mažu subvienetu (30S). Susijungimui reikia GTP E. Po to prisijungia didysis 50S subvienetas ir susidaro 70S iniciac kompleksas, didžiojo subvieneto prisijungimo reikia GTP E. Kiekv ribosomoj yra 2 tRNR molek prisijungimo vietos, žymimos A, P. Abi vietos apima abu subvienetus. Vienu metu ribosomoj telpa 2kodonai. Transliac metu nauja aminoacil-tRNR sąveikauja su A vieta. P vietoje yra auganti polipeptidinė grandinė, t.y. prisijungusi peptidil-tRNR. Elongacija – augant polipept grand, AR prisijungiamos prie polipept grand karboksi gr. Elongacijos metu ribosoma juda 5`->3` kryptimi. Aminoacil-tRNR prisijungimą lengvina elongacijos faktoriai EF-Tu ir EF-T(3). Procesui reikia GTP E. Peptidinio ryšio susidarymą katalizuoja peptidiltransferazė. Ji ypatinga tuo, kad fermentiniu aktyvumu pasižymi ne balt, o 23S ribosominė –RNR, rsanti 50S subvienete. 23S rRNR būdingas katalizinis aktyvumas, todėl ji vad – ribozimu. Kai susidaro peptidinis ryšys, ribosoma pasislepnka per 1 tripletą (tris nukleotidus) link mRNR 3`galo. Šis procesas – translokacija. Ji vyksta dalyvaujant elongacijos fakt EF-G. EF-G labai dažnai vad translokaze. Veikiant jai, išsilaisvina laisva tRNR ir peptidil-tRNR pereina į P vietą. Terminacija – polipept grand sintezė nutrūksta, kai A vietoje atsiranda 1 iš terminacijos kodonų, t.y. UAG, UAA arba UGA. Šiems kodonams nėra tRNR ir jokia AR čia negali būt atnešta, be to terminac procese dalyvauja 3 išsilaisvinimo faktoriai – releasing factors – RF-1, RF-2, RF-3. šie faktoriai skatina sintetinto baltymo išsilaisvinimą nuo ribosomos ir jos disociaciją į subvienetus. Eukar ląst yra vienas eukar releasing faktorius –eRF. Tiek prok tiek eukar ląst terminacijos procesui reik GTP E. Sintetintas polipeptidas modifikuojamas. Poliribosomos Transliacija prasideda mRNR 5` gale, baigiasi 3` gale. Kaip matricą balt sintezei mRNR gali iškart naudot kelios ribosomos (4-20). Ribosomos juda viena paskui kitą, sintetinant tą patį balt. mRNR ir kelių ribosomų kompleksas – poliribosoma (polisoma). 32.Potransliacinis polipeptidinės grandinės subrendimas Daug polipept grand kovalentiškai modifikuojamos joms dar esant sujungtoms su ribosomom arba po to, kai jos išsilaisvina nuo ribosomų. Modifikacijos vyksta po transliacijos, vad potransliacinėmis modifikacijomis. Modif metu gali būti pašalinama dalis sintetintos grandinės, t.y. gali vykt dalinė proteolizė, dalis AR polipept grandinėje gali būt kovalentiškai modifikuojamos, prijungiant 1 ar kelias gr, reikalingas balt aktyvumui. 1)Dalinė proteolizė; 2)Kovalentinės modifikacijos: a) fosforilinimas; b)glikozilinimas; c)hidroksilinimas; d)kt kovalentinės modifikacijos. Dalinė proteolizė. Daug balt skirtų sekretuot iš ląst, sintetinami kaip ilgesni funkciškai neaktyvūs pirmtakai. Modifikac metu dalis polipept grandinės pašalinama, veikiant spec endopeptidazėms. Susidaro biol akt molekulė. Dalinė proteolizė vyksta įv ląst vietose, priklausomai nuo modifikuojamų baltymų. K k jų modifikuojami ET, Goldžio aparate, sekretuojančiose pūslelėse arba po sekrecijos, pvz.: virškinimo profermentai aktyvinami kai pasieka veikimo vietą, pvz.: tripsinogenas aktyvinamas susidarant tripsinui pl žarnose. Fermentų sintezė profermentų formoje apsaugo ląst nuo jų hidrolizuojančio poveikio. Kovalentinės modifikacijos. Fermentiniai ir struktūriniai baltymai gali būti aktyvinami ar inaktyvuojami kovalentiškai prijungiant įv chemines grupes: a)fosforilinimas: fosforilinamos – ser, treonino, tirozino liekanų hidroksi gr baltymai. Fosforilina proteinkinazės. Fosfatų gali būti atskeliamos veikiant proteinfosfatazėms. b)glikozilinimas: daug baltymų, skirtų būti dalimi arba skirtų sekrecijai yra glikozilinami prijungiant angliavand liekaną prie serino, treonino hidroksi gr arba prie asparagino N glikozidiniu ryšiu. Angliavand prijungimas vyksta ET, Goldžio aparate. c)hidroksilinimas: prolino, lizino liekanos kolageno alfa- grandinėse yra hidroksilinamos susidarant hidroksi-prolinui, -lizinui. ET. d)kt.modifikacijos: kartais koval modifikacijų reikia balt aktyvinimui, pvz.: ferm karboksilazė funkciškai aktyvus tampa kai prie jos koval ryšiais prijungiamas biotinas. 33.Trancliacijos inhibitoriai Daugelis jų yra antibiotikai,kurie inhibuoja balt.sinteze ribosomose. Eukariotai ir prokariotai turi skirt ribosomas, tai antibiotikai gali veikti tik vienos rušies ribosomas ir inhibuot balt sintezę. Antibiotikai veikia skirtinguose transliacijos etapuose. Streptomicinas veikia 70S ribosomas, neveikia 80S, spec.jungiasi su 30S subvieneto baltymu ir trukdo teisingai nurasyti info nuo mRNR. Balt.sinteze nutruksta arba sintetinami defektiniai balt nesugebantys atlikti savo biol. f-ju ir bakterijos zuva. Tertraciklinas veikia 70S saveikauja su A vieta ir neleidzia prisijungti amiloacil-tRNR. Grandine nutruksta. Chloramphemicol (Levomicetinas) ir Lincomycinum veikia 70S neveikia 80S saveikauja su bakteriju 50S subvnt ir inhibuoja peptidiltransferaze. Balt sinteze nutruksta. Erythromycin, Klindomicinas veikia 70 S jungiasi su 50S, inhibuoja peptidiltranslonaze. Peptidil-tRNR negali patekti is A i P vieta. Sinteze nutruksta. Cikloheksamidas (aktidionas) Tai ne vaistas. Veikia tik i eukariotu 80S ribosomas. Prisijungia prie didz. 60S subvnt ir inhibuoja peptidiltranslokaze, peptidil-tRNR negali pereit iš A į P vietą, ir sinteze nutruksta. Naud bioch eksperimentams. Puromycin (ne vaistas) yra strukt panasi i amiloacil tRNR. Įjungiamas i augančią grand ir inhibuoja tolesne elongacija ir Eukar ir Prokar last. Difterijos toxinas inaktyvuoja eukariotu elongacijos faktoriu 2(eEF-2) ir inhibuoja translokacija. Baltymų sintezė nutrūksta. 34.Supratimas apie molekulines ligas. Molekulinės ligos: fenilketourija, pjautuvinė anemija Si termina (Molekulinė patologija) ivede Polingas. Tai ligos, kuriu priezastis yra genetiskai apspresti balt f-jos sutrikimai. Liga issivysto kai sintetinamas defect baltymas ar nepakankami kiekiai normalių baltymų. Proteinapatijos (M ligos) skirstomos į: 1.fermentopatijas (enzimopatijos) ir2. nefermentines proteinpatijas. 1. grupė susijusi su fermentų defektais. 2.su nefermentinių baltymų defektais, atliekančiais kt funkcijas. Išoriniai proteinpatijų požymiai priklauso nuo balt f-jų pakenkimo laipsnio, nuo šių f-jų reikšmingumo organizmo ląst gyvybinei veiklai. Pagrindiniai fermentopatijų požymiai – metabolinės grandinės blokavimas dėl ferm trūkumo. Liga vystisis tik tuo atveju jei: 1)besikaupianti m-ga B yra toxiska lastelems arba medž B yra makromolekulės ir jų susikaupia tiek daug kad užima didelę dalį ląstelės vidinės erdvės ir yra tarsi mechaninė kliūtis atlikt ląstelės spec f-jas. Toks medž perteklius gali susikaupti tuo atveju jei tos m-gos yra makromolekulės ir negali difunduoti is lasteles per membrana. 2)jei nesintetinamos medžiagos C ir D yra gyvybiškai svarbios medž ir negali būti sintetintos kt keliais. Visais kt atvejais, kai besikaup metabolitai netoksiški ar dėl blokados atsiradęs medž trukt gali būt kompensuojamas sintetinant jas kitais keliais, fermentopatija nesukelia molekulinių ligų. Tada fermentopatija nesukelia jokių simptomų. Fermentopatija – fenilketourija fenilacetil-glutaminas (2-3g/para) slapime (sergant) (Norma-tik pedsakas). Kraujyje (norma Phe 15mg/l), o kai Fenilketonurija (Phe 600mg/l). PAgr phenilalanino metabolizmo kelias – jo virtimas tirozinu, reakc katalizuoja kepenų fermentas – fenilalaninhidroksilazė. Reakc naud O2. Sergant šia paveldima liga fenilalaninhidroksilazė yra nesintetinama. Tada fenilalaninas iš pradžių peraminamas, susidarant fenilpiruvatui, po to dekarboksilinamas ir detoksikuojamas, konjuguojant jį su Gln. Sergant sia liga vystosi silpnaprotyste Normoj Phe susidaro labia mažai, sergant šia liga su šlapimu išsiskiria daug fenilpirovynuogių r (1-2g per parą) ir daug fenilacetilglutamino (2-3g). Metabolizmo bloko buvimą rodo tai, kad fenilalaninas kaupiasi audiniuose (600mg/l). kaupiamas fenilpiruvatas pats toksiškai veikia į kt svarbių NS veiklai medž (serotonino) apykaitą. Sergant šia liga seratonino sumažėja. Liga nustatoma pagal padidėjusį fenilalanino kiekį kr ir padidėjusį fenilpiruvato kiekį šlapime. . ligą galima sustabdyti nuo kūdikystės naud specialią dietą kurioje mazai fenilalanino. Siek tiek jo reikia nes Phe yra nepakeič AR. Nefermentinė proteinpatija – pjautuvinė anemija Tai hemoglobino patijos, šios ligos susijusios su HB subvienetų genetiniais defektais. Dėl 1 n/t pakeitimo ktiu, Hb grand 6 padėty vietoj polinės Glu r atsiranda nepolinė AR valinas. Normalaus globino beta-grandinėje genas skiriasi nuo mutaciinio tuo, kad 6 kodo gene adenines pakeistas timinu. Polinė AR (glu) pakeista nepoliniu valinu, toks deokiHb yra 25k mažiau tirpus nei normalus deoksiHb. Todėl toks deoksiHb iškrenta į nuosėdas ir deformuoja eritrocitą, jis tampa pailgas. Sergant pjautuvine anemija Hb žymimas HbS. Deformuoti eritrocitai tekėdami su krauju per kapiliarus ypač inkstuose, kauluose, juos užkemša ir todėl sutrinka audinių mityba. Sergant pj.a. ligoniai miršta nuo inkstų, širdies nepakankamumo. Liga paplitusi tarp negrų. Šiuo metu žinoma daugiau kaip 150 anomalių Hb, kurie skiriasi nuo normalių Hb įv AR. Kai kurių buvimas nesukelia ligų, kitų – sukelia. 35.Vaistai-mutagenai. K.k ksenobiotikai gali sukelti mutacijas (mūsų organizme nesintetinami). Nustatyta kad 15-20% apsigimimu sukelia iv. egzogeniniai veiksniai ir vaistai. Medžiagos kurios gali sukelti apsigimimus – tetragenai. Jie nesukelia pastebimų pokyčių (naujagimių bendras psichikos sutrikimas), kitais atvejais sikelia galūnių defektus. Tolidominas (raminantis prep) Jei moteris pirmus 3 nėštumo menesius naudojo šį prep, pagimdė vaikus su nesusiformavusiom galūnėm ar be jų, su virš trakto defektais. Teratogenai: tetraciklinas, levomicetinas, eritromicinas, sulfanilamidiniai preparatai, gliukokortikoidai, insulinas, sulfanilkarbamido dariniai, meprotanas, visi priešvėžiniai preparatai. Tetrogeniniu poveikiu pasižymi maliarijos gydymui naudojamas chininas, bei leukozės gydymui skirtas metotreksatas. 36.Genų inžinerija: bendras supratimas, metodų stadijos, pritaikymas. Genų terapija Tai molek genetikos kryptis kurios tixlas-reikiamu genu konstravimas, ju ivedimas į ląsteles siekiant pakeisti genetines savybes. Genų inžinerijos stadijos: 1)Reikiamo geno gavimas. Genus galima gauti chem arba biolog sintezes metu. Chem būdu galima sint bet koki gena jei zinoma jo nukleotidų seka. Tai padaryt brangu todėl genai gaunami biol sint metu. Is aud isskiriama ir išvaloma mRNR kuri panaud kaip matrica komplementarios DNR grandines sintezei atv transkripcijos budu. Tam tikslui naud ferm atvirkštinė tranksriptazė, kuri dar vad RNR priklausoma DNR polimerazė (revertazė). Veikiant revertaizei sintetinama 1 komplementarios DNR grandinė (kDNR), vėliau veikiant DNR polimerazei – 2 kDNR. 2)Hibridinės DNR gavimas. Gauta k DNR sujungiama su plazmide arba viruso DNR kurie atlieka nešėjo (vektoriaus) vaidmenį. Bakterijos branduolio neturi, joje yra didelė žiedo pavidalo chromosoma ir plazmidės (žiedo pavidalo DNR). Plazmidėse būna tik keletas genų, o chromosomose – tūkstančiai. Plazmidėse užrašyta genetinė inf, dalijantis balt vyksta jų replikacija. Plazmidės gali įsijungt į chromosomų DNR ir palikti ją. Plazmides galiam išskirt įjungt į jas norimus genus ir vėl grąžint atgal į balterijas. kDNR nešėjs gali būti virusas, jį sudaro nukleo r ir baltyminis apvalkalas. Pats virusas nėr gyvybingas, gali daugintis tik ląstelėje. Virusui sąveikaujant su ląst, jo genetinė medž įjungiama į ląstelės chromosomą. Virusai specifiški bakterijoms – bakteriofagai. Plazmidė prapjaunama, veikiant restriktazei, o sujungiama su svetimu genu, veikiant DNR ligazei, susidaro didesnė plazmidė su įkomponuotu nauju genu. Jei nešėjas virusas, prie jo DNR kovalentiškai prisijungia reikiamas genas (kDNR). 3)Gautos hibridines DNR ivedimas i lastelę- recipientą: Hibridinė DNR nešama į terpę, kur yra ląstelės – recipientai. Šis etapas mažai priklauso nuo eksperimentatoriaus, dažnai naud recipientas – žarnyno E.Coli. 4)Lasteliu, kuriose f-nuoja ir dauginasi genas atrinkimas. Nustatyti ar f-nuoja genas, galima iš jo koduojamo baltymo. Jei randamas tas baltymas, reiškia vyksta geno transliacija, transkripcija ir genas f-nuoja. Genų inžinerijos metodais galiam gauti įv baltymus, kuriuos kt metodais gaut sunku. Taip gaunamas fermentas DNR ligazė. Į Echerichia coli genomą ivedama papild DNR ligazes kopijos, todėl sio ferm produkcija padideja. Įvedus į E.Coli žmogaus insulino geną, gaunamas insulinas. Gautas genų inžinerijos metodu insulinas identiškas žmogaus insulinui, turi tą pačią AR seką ir erdvinę struktūrą. Insulinas gaunamas iš gyvūlių kasos naudojamas diabeto gydymui. Šis insulinas neidentiškas AR sudėtim žmogaus insulinui, todėl kai kuriems žmonėms jis neefektyvus ar net netoleruotinas. Genet inz metodu gaunamos ir somatotropinas. STH naud sutrikusiam augimui gydyti, išskirtas iš gyvūlių STH skiriasi AR sudėtim ir žmogui neefektyvus, gydymui netinka. Genų inžinerijos metu gaunami ir Interferonai - tai balt kuriuos sintetina zinduoliu organizmo last kai i juos patenka virusas. Sie balt jungiasi su neuzkrestu last membranom ir suteikia joms imuniteta infekcijai ne tik nuo šio bet ir nuo kitų virusų. Sergant viena virusine infekcija, žmonės neužsikrečia kita. Interferonai jugiasi su sveiku last membranom ir skatina spec ferm, kurie suardo virusų mRNR ir inaktyvuoja balt sintezę, iniciacijos faktorių ribosomose. Todel to viruso genu ekspresija tampa negalima. Interferonų sintetinama labia nedaug, genų inž met jų gaunama daugiau. Interferonai tinka virusinių ligų gydymui ir profilaktikai, kiti mano kad tik profilaktikai. Genų inž met naudojami ūkio šakose. Į bakterijas galima įvesti genus, kurių ekspresijos metu gaunami baltymai oksiduojantys naktos angliavandenilius. Tokios bakterijos naud avarijų metu, išsiliejus naftai. Įvedant įv genus į bakt, gaunami baltymai, naudojami gyvuliams šerti. Genų terapija Genų gydymas. 2001m Londone genų terapijos metodu buvo pagydytas 1,5m berniukas, sirgęs X xhromos susijusio ŽIV sindromu dėl defektinio ( gama C geno). Berniuko kaulų čiulpai negamino imuninių ląstelių, jis dažnai sirgo. Iš vaiko paimta kaulų čiulpų, jie paveikti virusu, į kurio DNR įvestas gamaC genas. Sveiko geno nešėjas į berniuko genomą buvo virusas. Vėliau jo paties modifikuoti kaulų čiulpai suleisti atgal ir jie ėmė gamint imuninės sistemos ląsteles. Berniukas pasveiko.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!