Инхибиторите на биосинтезата на матрица
Налице е голяма група от съединения, които инхибират синтезата на ДНК, РНК или протеини. Някои от тях са били използвани в медицината за лечение на инфекциозни заболявания и неопластични заболявания, а други са за един човек на силни токсини. Последните включват токсин бледо гъба # 945; -amanitin, който е инхибитор на еукариотни РНК полимерази.
Ефект на инхибитори на биосинтеза матрица като лекарства на базата на:
· Модифициращи масиви (ДНК или РНК);
· Протеин синтезиране система (рибозоми);
Централният място сред тях принадлежи към антибиотици - разнообразие от химична структура на органични съединения, синтезирани от микроорганизми. Кратка информация за антибиотиците, които инхибират синтеза матрица са показани в Таблица 7.2.
Антибиотици - биосинтеза ingibiruyushie шаблон
Инхибитори на репликация и транскрипция
Дауномицинът доксорубицин актиномицин D
Вградени между ДНК базови двойки, блокират синтеза на ДНК и РНК в про- и еукариотни
Инхибиране на ДНК топоизомераза отговорен за ДНК супернавиване
Bind бактериална РНК полимераза
Инхибират удължение: свързват с 30S рибозомна субединица и блокира свързването на аа-тРНК на А-център
Присъединява рибозомна субединица 50S и инхибира активността на пептидил трансфераза
Присъединява рибозомна субединица 50S и инхибира транслокацията
Той инхибира започване translyatsii.Svyazyvaetsya с 50S рибозомната субединица, което води до грешки при четенето на информацията, кодирана в тРНК
Напредъкът в молекулярната биология са значително повлияни от съвременната медицина: те са не само се задълбочи разбирането на причините за много заболявания, но също така са допринесли за развитието на нови подходи към тяхната диагностика и лечение.
За откриване на дефекти в структурата на ДНК трябва да се изолира от биологичен материал и "копира" (натрупани) в количества, достатъчни за тестване. За генна терапия работи е необходимо разделяне на нормални гени и въвеждането им в дефектните Клетките, така че те се изразяват, което ви позволява да се възстанови здравето на пациента.
Изолиране на ДНК включва бързо клетъчен лизис, делеционните фрагменти и мембрани на клетъчни органели чрез центрофугиране, унищожаване от протеази на протеини, ДНК екстракция, последвано от неговата утаяване. По време на селекция са много големи молекули, по-нататък те фрагментирана използвайки рестрикционни ензими. Получените фрагменти се разделят чрез електрофореза. Броят и продължителността на получените фрагменти, и съответно, местоположението на ленти за electrophoregram уникални и специфични за всеки човек.
Идентифициране на специфични последователности се извършва чрез Southern блот Southern хибридизация. ДНК фрагментите се подлагат на денатуриране и носят трансфер (блотинг) за плътна среда (филтър или мембрана). ДНК фиксиран върху филтъра се хибридизират с малки фрагменти на ДНК или РНК, съдържаща радиоактивен (или флуоресцентна др.) Mark. Такива фрагменти се означават като ДНК или РНК сонди. Пробите са комплементарни последователности на сондата, хибридизацията може да се определи визуално или с помощта на специални устройства. Методът се използва за диагностициране на инфекциозни заболявания, генетични дефекти, за създаване на експресията на определени гени.
Секвениране (определяне на първичната структура) на ДНК се провежда чрез химичен или ензимен метод. Maskama и Gilbert метод (химически), базирани на химично разграждане на ДНК. Същността на метода е, както следва: единият край на ДНК фрагмента, белязан с радиоактивен или флуоресцентен маркер. Получаването на белязана ДНК се разделя на четири порции и всяка от тях се третира с реагент, които разрушават един или два от четирите бази, и реакционните условия се подбират така че за всяка молекула на ДНК има няколко недостатъци. Резултатът е набор от белязани фрагменти, чиито дължини са определя от разстоянието от основата на унищожени преди края на молекулата. Фрагментите образувани във всичките четири реакции се подлагат на електрофореза в четири съседни коловози; а след това прекара тяхната идентификация. Позицията на пръстов отпечатък може да се определи на какво разстояние от етикетирани края на основата е разрушена и знаейки, че фондация - своята позиция. Така набор от ленти се определя нуклеотидната последователност на ДНК.
метод Sanger (ензимна) въз основа на моделиране реакцията на ДНК полимераза, където ДНК молекулата съгласно изследване се използва като шаблон. Реакционната смес се прибавя дидеоксинуклеотиди (ОН група на 3'-позиция на пентоза офлайн). ДНК полимераза включва прекурсори в ДНК. Въпреки това, включен в ДНК, модифициран нуклеотид не може да се образува фосфодиестерна връзка със следната деоксирибонуклеотидни. В резултат на това удължаване на веригата спира на мястото, където се присъединява към ДНК didezoksiribonukleotid. Реакцията се извършва едновременно в четири отделни епруветки, всяка съдържаща един от четирите дидеоксинуклеотиди и всички 4 деоксинуклеотид трифосфат (това е обикновено свързан радиоактивен или флуоресцентен маркер). Във всяка от тръбите образува набор от белязани фрагменти с различни дължини. Дължината им зависи от това къде в комутиране дефектен нуклеотид. Получените белязани ДНК фрагментите се разделят върху полиакриламиден гел в рамките на един нуклеотид идентифициране се извършва и схемата разпределение на фрагменти от комплекта от четири проби от ДНК нуклеотидна последователност.
Получаване на рекомбинантна ДНК и усилване. При получаването на рекомбинантен DNKvydelyayut тези молекули от две различни източници. Всеки от тях е фрагментирана отделно, използвайки същия ограничение ензим. След процедурата, нагряването и бавно охлаждане на сместа, получена фрагменти, заедно с оригиналните ДНК молекули и рекомбинантни произведени, състояща се от ДНК сегменти, принадлежащи към различни оригинални проби. Използването на рекомбинантни ДНК техники, става възможно да се изследва варианти на гени, отговорни за развитието на много заболявания. различни мутации могат да бъдат идентифицирани по този начин.
За получаване на значителни количества от рекомбинантен ДНК генетичен материал осъществява клониране. предполага вмъкване на желания DNA фрагмент във вектор молекула, проникване вектор осигурява рекомбинантна ДНК в бактериални клетки. Когато посадъчен трансформираните бактерии е увеличение в брой копия на въведената ДНК фрагмент, и синтеза на бактериалната клетка не е присъщо, но е много ценно за протеинови продукти човешките. По този начин, ваксини, инсулин, хормон на растежа, фактори на кръвосъсирването, и др.
Работата с нуклеотидни последователности изисква достатъчно материал за изследвания. Следователно, предварително амплифицирани ДНК фрагменти (увеличение сума). Метод на полимеразна верижна реакция (PCR). предложено в 1983 Curry гр. Mullis, позволява специфично усилване подложени на ин витро условия всички ДНК проби.
Полимеразна верижна реакция се провежда в три етапа:
Инкубационният смес, която съдържа ДНК пробата се нагрява до температура от 90 ° С По този начин в продължение на 15 секунди, е унищожаването на слаби водородни връзки между веригите на ДНК и един от молекулата двойноверижна се образува две едноверижна.
Сместа за инкубиране се загрява до 70 ° С При тази температура, както полимераза разширява праймер с техните 3'-краища. Грундове растат с размера на матрицата. Този процес настъпва в рамките на 90 секунди. В резултат на това количеството на ДНК удвоява.
5 '3' 3 '5' 5 '3' 3 '5'
Фигура 7.2. Схема полимеразна верижна реакция
Процедурата се извършва автоматично в устройството - термичен циклер (tsiklizatore, термоциклер). Това устройство позволява да се създаде желания брой цикли и да избере оптималното време и температурни параметри. Използване на PCR могат да получат достатъчен брой копия на ДНК, което предполага наличието на мутации, полиморфизми сайтове, може да се извършва ДНК диагноза инфекция при пациенти с вирусни, бактериални и гъбични патогени.
глава 8
Въведение за метаболизма
Метаболизма или метаболизъм - набор от химически реакции в организма, които се погрижи за нейната същност и енергия, необходими за живота. метаболизма Метод придружено форма прости съединения от комплекс, наречени - катаболизъм. Метод движи в обратна посока и в крайна сметка води до образуването на комплекс продукт на сравнително проста - анаболизъм. Анаболните процеси са придружени от потреблението на енергия, катаболен - освобождаване.
Анаболизма и катаболизъм не са прости реакции на промяна. Анаболни път трябва да бъде различен от катаболитни пътища на най-малко един от ензимни реакции да се контролират независимо, и чрез контролиране на активността на тези ензими се регулира от общия процент разпад и синтез вещества. Ензимите, които определят скоростта на целия процес, наречен ключ.
Освен това, по пътя, по който катаболизма на определена молекула може да бъде неподходяща за неговия синтез на енергия съображения. Например, разцепване се извършва в черния дроб на глюкоза, за да пируват е процес, състоящ се от 11 последователни стъпки катализирани от специфични ензими. Тя ще изглежда, че синтезът на глюкоза от пируват трябва да бъде проста обработка на тези ензимни стъпки от разпадането му. Този път изглежда на пръв поглед, а в най-естественото и най-икономичен. Въпреки това, в действителност биосинтезата на глюкоза (глюконеогенезата) в черния дроб се появява друго. Тя включва само 8 от 11 ензимни стъпки, включени в гниене, и етап 3 липсва заменя него напълно различен набор от ензимни реакции, характерни само този биосинтетичен път. Освен това, реакцията на катаболизъм и анаболизъм често разделени от мембрани и се срещат в различни отделения на клетки.
Раздробяване на някои метаболитни пътища в хепатоцитен
Гликолиза, много реакции глюконеогенеза, активиране аминокиселина, синтез на мастни киселини
цикъл на лимонена киселина, респираторна верига тъкан, окисление на мастни киселини, окислително фосфорилиране
Метаболизъм изпълнява 4 функции:
1) химически енергоснабдяването на организма, в резултат на разцепване на богати на енергия материали храни;
2) превръщане на хранителни вещества в изграждащите блокове, които се използват в клетката за биосинтеза на макромолекули;
3) Cborka макромолекулен (биополимери) и супрамолекулни структури на жив организъм, пластмасата и енергията да запази своята структура;
4) Синтез и унищожаване на биомолекули, които са необходими за извършване на специфични функции на клетки и организми.
Пътека - поредица от химични трансформации на определено вещество в организма. Междинните съединения, образувани по време на преобразуването, наречени метаболити. и последния съединение път - крайния продукт. Пример на метаболитен път е гликолиза, синтезата на холестерол.
Метаболитен цикъл - е метаболитен път, един от крайните продукти е идентичен с едно от съединенията, включени в този процес. Най-важното в човешкото метаболитен цикъл са цикъл трикарбоксилна киселина (Krebs цикъл) и образуване на урея орнитин цикъл.
Почти всички метаболитни реакции в крайна сметка свързани, тъй като продуктът на един ензим реакция е субстратът за друга, която играе ролята на следващия етап в процеса. Така метаболизма може да бъде представен под формата на изключително сложна мрежа от ензимни реакции. Ако потокът на хранителни вещества в която и да е част от мрежата е намалена или прекъснато, отговорът може да се промени в друга част на мрежата, така че това е първата промяна беше някак базирана или компенсирани. Освен това, както и катаболните анаболни реакции са адаптирани така, че да продължи най-икономично, т.е. с минимален разход на енергия и материали. Така например, окисление на хранителни вещества в клетките настъпва при следващото поколение просто достатъчно, за да задоволи енергийните си нужди на момента.
Свързани статии