Основной путь.
Особенностью синтеза пиримидиновых нуклеатидов является предварительный синтез пиримидинового кольца и включение его в нуклеатид только на завершающих стадиях.
При дефекте оротат-фосфорибозил-трансферазы– оротат-ацид-урия. ОМФ предшественник: уридилового, цитидилового и тимидилового нуклеатида
Синтез уридилового нуклеатида:
Синтез цитидилового нуклеатида:
Синтез тимидинового нуклеатида:
Многие противоопухолевые препараты ингибиторы димидилат-синтетазы.
Авторегуляция:
Ферментами:
Ø Карбомаил-фосфат-синтетаза
Ø Карбомаи-аспартат-трансфераза
Это аллостерические ферменты угнетаются высокими концентрациями, Котовых пиримидиновых нуклеотидов.
Дополнительный путь синтеза.
Из гтовых оснований.
СИНТЕЗ ДНК.
Возможно 2 пути биосинтеза ДНК в организме:
Ø Репликация
Ø Репарация
Репликация:
Самовоспроизведение молекулы ДНК с целью передачи генетической информации. В репликации ДНК участвует сложный репликационный комплекс, который включает в себя:
- нуклеотиды в виде трифосфатов (АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ). Они одновременно и структурный материал и источники энергии.
- ДНК-матрица – программа по которой ДНК будет синтезироваться
- Праймер (затравка-маленькая РНК, к которой присоединяются нуклеотиды)
- Ферменты:
Ø ДНК-полимеразы, которые соединяют нуклеотиды в полинуклеотидную цепь.
Ø ДНК-рестриктазы – разрывают полинуклеатидную цепь ДНК.
Ø ДНК-лигазы – они соединяющие фрагменты ДНК
Ø Хеликазы – ферменты раскручивающие молекулы ДНК
Ø Топоизомеразы – они осуществляют кратковременные разрывы ДНК в процессе синтеза и контролируют конформацию вновь синтезированной ДНК.
Ø Праймазы – они осуществлют синтез затравки
- Белковые факторы
- Металлы
Репликация ДНК происходит в S-фазу клеточного цикла и важную роль в чередовании циклов выполняют белки-циклины.
Сущность репликации сводится к соединению нуклеатидов в комплиментарную анти-параллельную-комплиментарную-дочернюю цепь ДНК. В репликации выделяют 3 стадии:
- Инициация
- Элонгация
- Терминация
Матрицей для синтеза ДНК являются обе ПНЦ материнской ДНК, репликация начинается в нескольких участках мсатеринской ДНК (точки репликации, точки Ориджины). В этих точках происходит частичный разрыв водородных связей с формированием репликационных утолщений (узелков). В последующем при участии ферментов ДНК-рестриктаз происходит разрезание молекулы ДНК,. Поддействием ферментов хеликаз происходит расплетание двух ПНЦ и при участии топоизомераз формируется репликационная вилка верхняя 5-3, нижняя 3-5. Затем на каждой из ПНЦ синтезируются дочерние нити ДНК, поскольку ДНК полимераза замыкает связь только в направлении 5’-3’ на одной цепи ДНК идет синтез непрерывной (лидирующей) нити ДНК в направлении 5→3. При синтезе лидирующей цепи праймазы синтезируют праймер, а затем ДНК полимераза присоединяет к праймеру 1 ДНК-овый нуклеотид и затем по принципу комплиментрности удлинение ПНЦ.
На второй материнской нити ДНК синхронно синтезируется отстающая нить ДНК, которая синтезируется в виде небольших фрагментов в направлении 5-3. В последующем эти фрагменты (оказаки) соединяются между собой ДНК-лигазами. Праймеры расщепляются.
Таким образом биосинтез ДНК проходит по полуконсервативному типу при котором в новой ДНК одна цепь материнская, а другая дочерняя.
Репарация:
Происходит при появлении в молекуле ДНК, повреждений, искажений, чаще всего репарация ферментами распознается место повреждения, Затем ферменты рестриктазы вырезают участок, затем ДНК-полимеразы синтезируют отсутствующий участок, по принципу комплиментарности, затем ДНК-лигазы прикрепляют его к сохранившемся участкам.
БИОСИНТЕЗ РНК (ТРАНСКРИПЦИЯ)
Транскрипция – синтез молекулы РНК по матрице ДНК, протекает в зависимости от репликации. Биологическая роль: перенос генетической информации с ДНК на РНК. Для транскрипции необходимы:
Ø Матрица (программа) – кодирующая нить ДНК
Ø Субстраты – АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ
Ø Ферменты – РНК-полимеразы
Ø Белковые факторы
Ø Ионы магния, марганца
Выделяют 3 стадии:
1. Инициация
2. Элонгация
3. Терминация
На молекуле ДНК есть особый участок промотер, с которым связывается РНК-полимераза. Промотер иногда называют ТАТА участком (преобладает тимин, аденин между которыми 2 Н-связи). Рядом с промотером имеются сигнальные участки определяющие скорость транскрипции, далее идут кодирующие (экзоны) и не кодирующие (интроны) участки. Участок сальт-терминации свидетельствует об окончании синтеза.
РНК-полимераза это олигомерный фермент состоящий из нескольких субъединиц.
Инициация заключается в воздействии иницирущих белков на промотер расхождения нитей ДНК, раскручивание их и формирование транскрипционной вилки. РНК-полимераза связывается с промотерным участком и по принципу комплиментарности соединяет нуклеотиды цепи РНК в направлении от 5 конца к 3. РНК-полимераза не требует затравки. При достижении участка терминации этот участок связывается с белками терминации, что сопровождается отсоединением РНК-полимеразы от ДНК и диссоциации ее на суб. единицы это приводит к окончанию транскрипции. Синтезированная РНК переписывает с кодирующей нити ДНК как кодирующие участки так и не кодирующие участки гена и поэтому является про-РНК не зрелой.
Про-РНК в последующем подвергается созреванию процессингу. Существует несколько механизмов процессинга:
- Главный – сплайсинг – вырезание копий интронов и соединение копий экзонов, а в последующем петля отрезается, а эезоны сшиваются.
- Присоединение к про-РНК добавочных нуклеатидов.
- Модификация азотистых основний про-РНК
