Субстратное и окислительное фосфорилирование. Дыхательная цепь

Окисление, сопряжённое с фосфорилированием АДР. Субстратное фосфорилирование на примере реакций, катализируемых глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой и енолазой. Понятие знергетического заряда клетки. Цепь переноса электронов и протонов внутренней мембраны митохондрий (дыхательная цепь, редокс-цепь). Компоненты дыхательной цепи: флавопротеины, железосерные белки, коэнзим Q, цитохромы в, с₁, с, аа₃. Топография дыхательных переносчиков в редокс-цепи. Окислительно-восстановительные потенциалы дыхательных переносчиков. Энергетическое значение ступенчатого транспорта электронов от окисляемых субстратов к молекулярному кислороду. Окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи. Коэффициент окислительного фосфорилирования Р/О, Р/2е. Локализация пунктов сопряжения окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи на основании редокс-потенциалов, действия специфических ингибиторов (ротенон, амитал, антимицин А, цианид, СО, NaN₃), выделение белково-липидных комплексов. Организация компонентов дыхательной цепи в виде 4-х комплексов: NADH-дегидрогеназы (комплекс I), сукцинатдегидрогеназы (комплекс II), цитохромов вс₁ (комплекс III), цитохромоксидазы (комплекс IV). Роль коэнзима Q и цитохрома с в интеграции комплексов. Коллекторная функция NAD⁺ и коэнзима Q.в дыхательной цепи. Полные и редуцированные дыхательные цепи.

Механизмы образования и использования АТР в живых системах.

Представления о механизмах сопряжения окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Хемиосмотическая теория Митчелла. Электрохимический протонный градиент как форма запасания энергии. Строение АТP-синтазного комплекса. Механизм образования АТP. Обратимость реакции, катализируемой АТP-синтазой. Разобщение транспорта электронов и синтеза АТP, действие 2,4 динитрофенола. Окисление цитоплазматического NADH в дыхательной цепи. Глицеролфосфатный и малат-аспартатный челночные механизмы.

Интеграция клеточного обмена.

Регуляция метаболизма путем изменения активности и количества ферментов. Согласованность клеточного метаболизма с физиологическими потребностями организма. Внеклеточная регуляция гормонами. Классификация гормонов. Механизм действия гормонов белковой, пептидной природы и производных аминокислот. Взаимодействие этих гормонов с рецепторами на мембране клеток. Аденилатциклаза и образование вторичного посредника – сAMP. Роль G-белков в трансдукции гормонального сигнала. сAMP – аллостерический регулятор протеинкиназ, участвующих в фосфорилировании различных внутриклеточных белков. Инозитолтрифосфат, ионы кальция, диацилглицерол и сGMP как вторичные мессенджеры. Механизм действия стероидных и тиреоидных гормонов. Образование комплекса гормон-цитоплазматический рецептор, транслокация его в ядро, регуляция транскрипции определенных генов.

Репликация ДНК.

Биосинтез ДНК у про- и эукариот. Полуконсервативный механизм репликации ДНК, предложенный Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Компоненты реплицирующего аппарата клетки. ДНК-полимеразы I, II, III прокариот. Хеликазы. Топоизомераза I и II. Эукариотические ДНК-полимеразы:a, b, g. Отличия от ДНК-полимераз прокариот. ДНК-лигаза. Механизм ДНК-полимеразной реакции. Этапы биосинтеза ДНК. Инициация реплкации. Образование репликативного комплекса ферментов и белковых факторов. Формирование репликативной вилки. Праймосома, компоненты праймосомы. Праймаза, образование праймера. Ведущая и запаздывающая цепи ДНК. Синтез запаздывающей цепи прерывистым способом. Фрагменты Оказаки в про- и эукариотических клетках. Элонгация репликации. Терминация репликации. Биосинтез ДНК на РНК матрице. РНК-зависимая ДНК полимераза. Точность процесса репликации. Репарация ДНК.