Тема: Биосинтез нуклеиновых кислот, белка

ЦЕЛЬ: 1. Изучить строение, функции и синтез нуклеиновых кислот.

2. Изучить процесс синтеза белка, регуляцию синтеза белка.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Типы нуклеиновых кислот, их локализация в клетке. Компоненты нуклеиновых кислот.

2. Строение и уровни организации нуклеиновых кислот. Первичная структура ДНК и РНК. Представление об укладке ДНК в хроматине и хромосомах. Вторичная структура РНК (м-РНК, т-РНК, р-РНК).

3. Репликация ДНК: механизм и биологическое значение. ДНК-полимераза. Обратная транскриптаза.

4. Что такое оперон, ген, цистрон, кодон, антикодон? Из каких компонентов состоит оперон?

5. Биосинтез РНК (транскрипция). РНК-полимераза. Посттранскриптационное “созревание” РНК.

6. Строение рибосом и полирибосом. Синтез аминоацил-т-РНК. Субстратная специфичность аминоацил-т-РНК-синтетаз. Что такое аминоациладенилаты?

7. Биосинтез белков (трансляция). Основные компоненты белоксинтезирующей системы. Функционирование рибосом и последовательность реакций при

синтезе полипептидной цепи. Что является источником энергии для этого процесса?

8. Адапторная функция т-РНК и роль м-РНК при биосинтезе белков.

9. Генетический код. Назовите свойства генетического кода и охарактеризуйте каждое из них.

10. Регуляция процессов биосинтеза белка на генетическом уровне у прокариот (теория Жакоба и Моно).

11. Индукция и репрессия синтеза белков в клетках высших позвоночных организмов. Роль гормонов в регуляции действия генов.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 96-113, 478-498, 509-544.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 140-226.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 92-159.

4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 30-54.

5. Лекционный материал.

Дополнительная литература:

1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

2. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 2.

Раздел программы: Частная биохимия.

Тема: Пищеварение.

ЦЕЛЬ: 1.Изучить химический состав слюны, желудочного, панкреатического, кишечного соков и желчи.

2. Изучить переваривание углеводов, белков и жиров в ротовой полости, желудке и тонком кишечнике.

3. Освоить биохимический анализ желудочного сока, уметь рассчитать кислотность и интерпретировать результаты анализов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Понятие «обмен веществ и энергии». Функции метаболизма.

2. Пища – один из факторов внешней среды, существенно влияющий на здоровье и продолжительность жизни. Основные пищевые вещества и их соотношение. Минорные компоненты пищи. Минеральные вещества. Региональные патологии.

3. Схема катаболизма основных пищевых веществ. Понятие о специфических и общих путях катаболизма. Понятие о метаболических путях и карте метаболизма.

4. Переваривание пищи в ротовой полости. Слюна как пищеварительный сок, рН слюны, ферменты. Действие амилазы на крахмал. Обнаружение декстринов и мальтозы.

5. Переваривание пищи в желудке. Химический состав желудочного сока, значение соляной кислоты. Активация пепсиногена, действие на белки. Желудочная липаза. Переваривание жиров и углеводов в желудке. Кислотность желудочного сока у детей и особенности переваривания пищи в желудке (для студентов педиатрического факультета).

6. Химический состав панкреатического сока, ферменты. Биологический смысл образования их в форме проферментов, механизм активации. Действие трипсина, химотрипсина и карбоксипептидазы на белки.

7. Химический состав желчи. Желчные кислоты, их роль в усвоении липидов в кишечнике.

8. Химический состав кишечного сока. Гликозидазы и протеиназы кишечника. Их роль в усвоении углеводов и белков. Особенности переваривания пищи в тонком кишечнике у новорожденных в первые месяцы жизни (для студентов педиатрического факультета).

9. Механизм нарушения пищеварения при панкреатитах и закупорке общего желчевыводящего протока.

Лабораторные работы.

Работа № 1. Определение кислотности желудочного сока в одной пробе. Различают общую кислотность, общую соляную кислоту, свободную и связанную НСl. Под общей кислотностью желудочного сока понимают сумму всех кисло-реагирующих веществ: свободная НСl, кислые фосфаты и др. Соляная кислота, называемая “связанной”, находится в солеобразном состоянии с белками и продуктами их переваривания.

Кислотность измеряют в мл 0,1 Н р-ра едкого натра, затраченного на нейтрализацию 1000 мл желудочного сока в присутствии индикаторов: фенолфталеина и диметиламиноазобензола.

Ход работы.

1. В колбу налить 5 мл желудочного сока.

2. Добавить 2 капли фенолфталеина и 1 каплю диметиламиноазобензола (при наличии в желудке свободной НСl последний окрашивается в красный цвет; при ее отсутствии сразу появляется желтая окраска).

3. Титровать из бюретки 0,1Н р-ром едкого натра до оранжевого цвета. Количество щелочи записать – это 1 точка титрования.

4. Продолжить титровать пробу до желтого цвета. Количество щелочи, снятое с бюретки от первоначального уровня – это 2 точка титрования.

5. Далее титровать до красного цвета пробы. Количество щелочи, пошедшее на титрование, снятое с бюретки от первоначального уровня – это 3 точка титрования. Кислотность желудочного сока рассчитывают по формуле:

	Х= а´1000´0,1/5, ммоль/л

, где

х – кислотность желудочного сока;

а – количество 0,1Н р-ра NаОН, пошедшее на титрование.

Для расчета общей кислотности “а” – 3 точка титрования; свободной НСl “а” –это 1 точка титрования; общей НСl “а” равна средней арифметической между 2-й и 3-й точками. Связанная НСl определяется по разности между содержанием общей НСl и НСl_св.

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Титровать параллельно 2 пробы нормального желудочного сока.

2. 2. Провести анализ кислотности патологического желудочного сока.

Работа № 2. Патологические компоненты желудочного сока и их обнаружение.

1. Реакция Уффельмана на молочную кислоту.

К 20 каплям 1% р-ра фенола добавить 1-2 капли 1% раствора хлорного железа. Осторожно, по каплям прилить желудочный сок. Если в нем содержится молочная кислота, то фиолетовая окраска реактива переходит в желто-зеленую окраску лактата железа.

2. Бензидиновая проба на кровь.

К 5 каплям 1% р-ра бензидина добавить 5 капель 3% р-ра Н₂О₂ и 5 капель патологического желудочного сока. При наличии крови в желудочном соке через несколько минут появляется синее окрашивание (окисленный бензидин).

Клинико-диагностичекое значение.

В клинической практике широко используют методы анализа желудочного сока, которые играют важную роль в диагностике и лечении болезней желудочно-кишечного тракта. При анализе желудочного сока определяют общее количество его, цвет, запах, наличие слизи, общую кислотность (в норме 40-60 ммоль/л или титр.ед.), свободную НСl (20-40ммоль/л или титр.ед.), связанную НСl (10-20 ммоль/л или титр.ед.); присутствие молочной кислоты, желчи, крови, в необходимых случаях проводят определение активности пепсина.

Увеличение кислотности желудочного сока (гиперхлоргидрия) наблюдается при язвенной болезни, гиперацидном гастрите. Уменьшение (гипохлоргидрия) – при гипоацидном гастрите, раке желудка. Отсутствие соляной кислоты (ахлоргидрия) встречается при атрофических гастритах, раке желудка. Отсутствие соляной кислоты и пепсина (ахилия) наблюдается при тяжелых атрофических гастритах и раке желудка, злокачественном малокровии.

При ахлоргидрии могут образовываться молочная кислота и летучие жирные кислоты (уксусная, масляная), так как под действием микроорганизмов в желудке развиваются процессы брожения.

Кровь (кровяные пигменты) может попадать в желудочный сок при изъязвлении стенок желудка.

Желчные пигменты появляются в желудке из двенадцатиперстной кишки вследствие антиперистальтики.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. Учебник. – 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 319-321, 363-370, 417-427, 470-471, 565-567.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 305-312, 379-386, 461-469, 522.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия, М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 232-235, 280-281, 305-308.

4. Лекционный материал по общей, биоорганической и биологической химии (I и II курсы).

Дополнительная литература:

1. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

2. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

Тема: Биохимия печени.

ЦЕЛЬ: 1.Обобщить материал по биохимии печени в обмене углеводов, липидов, аминокислот, белков.

2.Изучить обмен гемоглобина.

3.Ознакомиться с методом количественного определения билирубина.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Биологическая роль печени в обмене углеводов, липидов, аминокислот, белков.

2. Важнейшие механизмы обезвреживания веществ в печени: микросомальное окисление, реакции конъюгации / глюкуронидная, сульфатная, аминокислотная/. Примеры обезвреживания ксенобиотиков, продуктов гниения белков. Значение метаболизма лекарственных веществ. Представление о химическом канцерогенезе.

3. Распад гема. Образование билирубина и билирубинглюкуронида. Пути выведения билирубина и других желчных пигментов. Значение определения желчных пигментов для диагностики болезней печени, желчных путей и крови. Понятие о желтухе новорожденных.

4. А. Рассмотреть схему реакций окисления веществ в микросомах:

О₂ RH

НАДФН+Н⁺

цитохром Р-450

НАДФ⁺

Н₂О

RОН

Б. Обратить внимание на то, что цитохром Р-450 катализирует реакции гидроксилирования, в которых органический субстрат RН гидроксилируется до RОН за счет одного из атомов кислорода О₂, тогда как второй атом кислорода восстанавливается до Н₂О, в результате присоединения восстановительных эквивалентов от НАДН или НАДФН. Таким образом гидроксилируются стероиды в процессе образования гормонов надпочечников, ряд лекарственных препаратов и других чужеродных веществ. В результате гидроксилирования уменьшается токсичность и повышается растворимость чужеродных соединений, что способствует выведению их из организма.

5. Рассмотреть таблицу “Виды желтух”, обратив внимание на

биохимические показатели продуктов обмена билирубина в крови, моче и кале.

Таблица “Виды желтух”

Название желтух	Причины возникновения	Биохимические показатели продуктов обмена билирубина
Кровь	Моча	Кал
1. Гемоли-тическая	Разрушение эритроцитов	Увеличение непрямого билирубина	Увеличение уробилина	Увеличение уробилина, стеркобилина
2. Паренхи-матозная (печеночно-клеточная)	Повреждение клеток печени вирусами, токсическими гепатотропными соединениями	Увеличение содержания прямого и непрямого билирубина	Появление прямого билирубина снижение уробилина в моче	Уменьшение выделение стеркобилина
3.Обтура-ционная (механическая)	Механические нарушения оттока желчи в кишечник	Увеличение содержания прямого били рубина	Увеличение прямого билирубина	Отсутствие желчных пигментов

Лабораторная работа.

Работа № 1. Количественное определение билирубина сыворотки крови по методу Иендрашика.

В сыворотке крови содержится два вида билирубина: нерастворимый (в виде комплекса с белками, обеспечивающими транспорт), по способу определения «непрямой» и растворимый (диглюкуронид), по способу определения «прямой». Вместе обе формы составляют общий билирубин.

Определение содержания билирубина в крови является важным диагностическим тестом. Билирубин обычно содержится в крови в небольших количествах – 8,5 – 20,5 мкмоль/л, причем 75% из них составляет билирубин, связанный с белками (нерастворимый).

При различных поражениях печени и желтухах часто наблюдается гипербилирубинемия.

Метод основан на колориметрическом определении интенсивности окраски продукта взаимодействия билирубина с диазореактивом. Этот продукт окрашен в малиново-красный цвет. Билирубиндиглюкуронид реагирует с диазосмесью непосредственно. Связанный с белками билирубин реагирует с диазосмесью после диссоциации белкового комплекса, которая достигается прибавлением к сыворотке кофеинового реактива. Диазосмесь готовят (в количестве, достаточном для всей учебной группы), смешивая 10 мл 0,5%-ного р-ра сульфаниловой кислоты и 0,3 мл 0,5%-ного р-ра нитрита натрия.

ХОД РАБОТЫ. Готовят две пробирки (контрольную и опытную).

Составляют реакционную смесь по схеме:

Проба	Сыворотка крови, мл	Кофеиновый раствор, мл	Дистилли-рованая вода, мл	Диазо-смесь, мл
Опытная Контрольная	-	3,5 3,5	-	0,5 0,5

Содержимое опытной и контрольной проб хорошо перемешивают, ставят на 20 мин в темноту, затем колориметрируют на ФЭКе с зеленым светофильтром (длина волны 500-560 нм) против контроля.

Если в пробах развивается слабая окраска, то перед колориметрированием в обе пробирки добавляют по 3 капли 30%-ного р-ра NаОН. При этом цвет р-ра переходит в зеленый, а при большей концентрации билирубина в синий, часто наблюдается исчезновение мути. Пробы колориметрируют на ФЭКе с красным светофильтром. Расчет проводят по калибровочному графику.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 506-508, 551-566.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 616-655.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 411-426.

4. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Бородин Е.А. ‘‘Биохимический диагноз’’, часть 1, Благовещенск, 1991.

2. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. ‘‘Биохимия для врача’’, Екатеринбург, 1994.

3. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

4. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

5. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.

Тема: Биохимия крови.

ЦЕЛЬ: 1.Обобщить материал по биохимии крови, изученный в течение курса.

2.Охарактеризовать основные белковые компоненты сыворотки и плазмы крови, их роль в жизнедеятельности организма, содержание в норме, диагностическое значение изменений при патологии.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Кровь, ее роль в организме. Химический состав плазмы.

2. Белки плазмы крови, место их синтеза, биологическая роль. Изменение белкового спектра сыворотки крови при различных заболеваниях.

3. Белковые фракции плазмы крови. Альбумин: транспортные функции, участие в регуляции коллоидно-осмотического равновесия, роль в развитии отека и шока.

4. Белки плазмы крови, выполняющие функцию специфической и неспецифической защиты организма при инфекциях.

5. Ферменты крови. Энзимодиагностика.

6. Азотистые (небелковые) компоненты. Изменения при заболеваниях.

7. Безазотистые компоненты крови. Изменения при различных заболеваниях.

8. Обмен железа. Синтез гема, его регуляция.

Решите ситуационные задачи:

1. Оцените состояние больного по следующим показателям крови: общий белок крови – 58 г/л, альбумин – 32 г/л, общий билирубин повышен, протромбиновое время удлинено, аммиак в крови и моче повышен.

2. Оцените состояние больного по следующим показателям крови: общий билирубин –120 мкмоль/л (повышение как свободного, так и связанного), общий белок снижен. Белковые фракции: альбумины снижены, a- и g-глобулины повышены. Активность АЛТ повышена.

3. При исследовании крови больного выявлена величина коэффициента АсАТ/АлАТ равная 0,46 (в норме 1,33). О поражении, какого органа это свидетельствует?

4. Поставьте предварительный диагноз по следующим данным анализа крови и мочи больного: активность амилазы крови и мочи резко повышена, активность липазы в крови и моче резко повышена, активность трипсина в крови и моче повышена.

5. Ознакомьтесь с нормальной протеинограммой сыворотки крови. Какие изменения протеинограммы характеризуют различные виды диспротеинемий?

Таблица “Типы диспротеинемий”

g b a₂ a₁ Альбумин

Нормальная протеинограмма. Альбумин – 53,9-62,1 отн. %,

Глобулины: a₁ – 2,7-5,1 отн.%,

a₂ – 7,4-10,2 отн %,

b - 11,7-15,3 отн%,

g - 15,6 – 21,4 отн%.

Воспалительный процесс

g b a₂ a₁ А

Снижение альбумина, увеличение g-глобулинов

Цирротический тип

G b a2 a1 А

Снижение альбумина, увеличение b- и g-глобулинов, снижение a₂-глобулина.

Нефротический тип

g b a₂ a₁ А

Резкое снижение всех фракций при значительном увеличении a₂-глобулина.

Лабораторная работа.

Определение общего белка в сыворотке крови рефрактометрическим методом.

Принцип метода. В основу рефрактометрических (от лат. refrigo–преломляю) методов анализа положено определение показателя (коэффициента) преломления исследуемого вещества. Если луч света переходит из одной среды в другую, то направление его меняется, т.е. луч света испытывает преломление. Показателем (коэффициентом) преломления – nh – называют отношение синуса угла падения луча света, к синусу угла его преломления. Степень рефракции раствора зависит от ряда условий: концентрации веществ в растворе, физического состояния растворенных в нем частиц, природы веществ, длинны волны света и температуры внешней среды. В биологических жидкостях, например сыворотке крови, величина рефракции в первую очередь зависит от количества и качества белков. Для определения показателя преломления света служит прибор рефрактометр. Исследуемая сыворотка помещается между двумя призмами. Луч света от зеркала попадает на призму, проходит через слой сыворотки и призму, а затем попадает в окуляр. При этом в окуляре видно белое поле. Система призм может поворачиваться таким образом, что при определенном положении призм происходит полное внутреннее отражение луча света от поверхности исследуемой сыворотки и в окуляре появляется темное поле. Угол поворота, при котором появляется темное поле, зависит от коэффициента рефракции исследуемой сыворотки, а коэффициент рефракции – от содержания в ней белка. Угол поворота призм отсчитывается по шкале. При поворачивании призмы темное поле в окуляре возникает не сразу, а постепенно надвигается с одной стороны или опускается сверху. Для удобства работы на стекле окуляра нанесен перекрест линий. Отсчет делают тогда, когда граница темного и светлого полей остановится на перекресте двух визирных линий.

При работе сначала проверяют “нулевую” точку прибора по дистиллированной воде (nh=1,333). Затем измеряют показатель преломления сыворотки или плазмы крови, по которому определяют содержание белка по таблице.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 503-506, 567-585.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 656-686.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 427-433, 437-439.

4. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Бородин Е.А. ‘‘Биохимический диагноз’’, часть 1, Благовещенск, 1991.

2. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. ‘‘Биохимия для врача’’, Екатеринбург, 1994.

3. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

4. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

5. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.