Обмен и функции нуклеиновых кислот

Специальность «Педиатрия»

Семестр 4. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций.

Тема занятия № 9. Обмен белков. Основы молекулярной биологии. Рубежный контроль.

Цель занятия:

1) закрепить основные знания по молекулярной биологии и обмену белков в организме.

Вопросы для самоконтроля:

МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ И БЕЛКОВ

1. Обмен белков. Азотистый баланс, его виды. Переваривание в желудочно-кишечном тракте. Роль протеолитических ферментов. Всасывание и транспорт продуктов гидролиза.

2. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте. Кислотность желудочного сока (рН). Определение кислотности желудочного сока. Клинико-диагностическое значение.

3. Реакции трансаминирования и синтеза заменимых аминокислот в организме. Роль витамина В₆в этом процессе. Диагностическое значение определения трансаминаз.

4. Декарбоксилирование аминокислот. Образование биогенных аминов: гистамина, серотонина, ГАМК. Роль биогенных аминов.

5. Дезаминирование аминокислот и образование аммиака в организме. Пути его обезвреживания. Количественное определение мочевины в сыворотке крови. Диагностическое значение.

6. Обезвреживание аммиака в организме. Цикл мочевинообразования. Значение процесса его связь с другими метаболическими путями.

7. Обмен фенилаланина, тирозина. Использование тирозина для синтеза катехоламинов, тироксина, меланина. Нарушение обмена фенилаланина.

8. Обмен серосодержащих аминокислот; серина; триптофана.

9. Диаминокарбоновые и моноаминодикарбоновые кислоты (аргинин, лизин, гистидин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Строение. Превращение, участие в обмене.

ОБМЕН И ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

10. Нуклеопротеины. Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК. Строение. Функции. Представление об укладке ДНК в хроматине.

11. Синтез нуклеиновых кислот (репликация).

12. Типы РНК. Особенности структуры. Функции. Биосинтез РНК (транскрипция). Особенности синтеза м-РНК у эукариот и прокариот. Рибосомы. Строение, биологическая роль.

13. Генетический код. Биохимические основы хранения наследственных признаков и механизм их передачи. Виды мутаций.

14. Биосинтез белка. Трансляция. Этапы биосинтеза на рибосомах. Постсинтетическая модификация белка.

15. Современные представления о регуляции биосинтеза белка. Представления об опероне.

16. Наследственные болезни. Причины возникновения и последствия. Фенилкетонурия. Алкаптонурия.

17. Распад пуриновых нуклеотидов. Подагра.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 2004.

3. Николаев А. Я. Биохимия, 1989.

4. Каминская Г. А, Ефетов К. А. Руководство к лабораторным занятиям, 2005.

Специальность «Педиатрия»

Семестр 4. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций.

Тема занятия № 10. Водорастворимые витамины.

Работа: Количественное определение витаминов С и В₂ в моче.

Цель занятия: изучить вопросы, связанные с функцией водорастворимых витаминов в метаболизме и нарушение отдельных его звеньев при авитаминозах.

Рекомендации по самоподготовке:

В процессе подготовки к занятию по данной теме необходимо знать:

1) строение витаминов;

2) роль в метаболизме;

3) симптомы, возникающие при гипо- и авитаминозе;

4) суточную норму каждого витамина и продукты, содержащие наибольшее количество данного витамина.

Вопросы для самоконтроля:

1. Витамин В₁. Строение, роль в метаболизме. Вспомнить звенья углеводного обмена, в которых участвует В₁ в качестве небелковой части ферментов – декарбоксилаз альфа-кетокислот.

2. Витамины В₂ и РР. Строение, роль в метаболизме. Вспомнить схему тканевого дыхания и роль указанных витаминов в качестве коферментов дегидрогеназ.

3. Витамин В₆, роль в метаболизме. Вспомнить участие В₆ в метаболизме как кофермента аминотрансфераз. Роль указанных ферментов в синтезе заменимых аминокислот. Клиническое значение определения активности аминотрансфераз.

4. Витамины В₁₂ и Вс – роль в метаболизме, значение указанных витаминов как антианемических факторов.

5. Витамин Н. Роль витамина как кофермента карбоксилаз.

Участие карбоксилаз в глюконеогенезе на стадии превращения ПВК в ЩУК; в биосинтезе жирных кислот на стадии превращения ацетил-КоА в малонил-КоА.

6. Витамин С. Строение, роль в метаболизме, участие в окислительно-восстановительных реакциях. Роль витамина в гидроксилировании пролина и лизина в коллагене и нарушения в этом процессе при авитаминозе.

7. Для указанных витаминов знать симптомы, возникающие при авитаминозе.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982. с. 169–176, 188–221, 1990, с. 147–168, 1998, с. 220–246.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 167–172.

4. Каминская Г. А., Ефетов К. А.. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 19, с. 60–67.

Специальность «Педиатрия»

Тема занятий №11. Жирорастворимые витамины.

Работа: Идентификация жирорастворимых витаминов.

Цель занятия: изучить вопросы, связанные с функцией жирорастворимых витаминов в метаболизме и нарушении отдельных его звеньев при авитаминозах.

Рекомендации по самоподготовке:

При подготовке к данной теме необходимо выучить структуру жирорастворимых витаминов, их метаболическую роль, симптомы гипо- и авитаминозов. Нужно знать перечень продуктов, в которых содержатся жирорастворимые витамины.

При изучении индивидуальных витаминов обратить внимание на то, что:

1) витамин А участвует в обеспечении сумеречного зрения, роста организма, влияет на состояние кожи и слизистых оболочек, а также на другие процессы в организме;

2) витамины группы Д образуются из холестерина, влияют на синтез кальций-переносящего белка; необходимо знать роль печени и почек в образовании активного 1,25(ОН)₂-холекальциферола;

3) витамин Е действует в значительной мере на уровне клеточных мембран (подобно витамину А); является антиоксидантом, влияет на процесс репродукции;

4) витамин К участвует в процессе свертывания крови за счет активации ряда факторов путем карбоксилирования остатков глютамата в гамма положении. Этот витамин активирует биосинтез ряда белков: прокоагулянтов, альбуминов, пищеварительных ферментов и др.

Вопросы для самоконтроля:

1. Витамин А, строение, роль в метаболизме. Почему витамин А называют антиксерофтальмическим? Что такое ксерофтальмия и кератомаляция? Роль витамина А в обеспечении сумеречного зрения. Почему витамин А имеет общий эффект действия и влияет на многие процессы в организме? Почему гипервитаминоз А оказывает токсическое действие на клетки?

2. Витамины D₂ и D₃. Строение D₃ и его образование. Роль печени и почек в образовании активного 1,25(ОН)₂-холекальциферола. Влияние D₃ на синтез Са-переносящего белка. Роль этого белка в поступлении ионов кальция в организм. Почему 1,25(ОН)₂-холекальциферол можно отнести к стероидным гормонам? Авитаминоз по витаминам D. Другие вещества, регулирующие метаболизм ионов кальция в организме – паратгормон и кальцитонин. Вспомнить: холестерол не только источник витамина D₃, но и желчных кислот, стероидных гормонов, компонентов клеточных мембран.

3. Витамин Е. Строение, участие в метаболизме. Обратить внимание на то, что витамин Е действует в значительной мере на уровне клеточных мембран (подобно витамину А). Роль витамина Е как внутриклеточного антиоксиданта. Авитаминоз по витамину Е, клинические проявления.

4. Витамин К. Строение, роль в метаболизме. Обратить внимание на то, что процесс свертывания крови происходит за счет активации ряда факторов путем карбоксилирования в гамма-положении остатков глютаминовой кислоты. Витамин К активирует биосинтез ряда белков: прокоагулянтов, альбуминов крови, пищеварительных ферментов и др.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 176–188, 1990, с. 183–196; 1998, с. 210–220.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 386.

4. Каминская Г. А., Ефетов К. А.. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 20, с. 67–69

Специальность «Педиатрия»

Тема занятия № 12. Гормоны. Классификация и функции. Гормоны гипоталамуса и гипофиза, поджелудочной железы и катехоламины. Общая схема действия гормонов белковой природы.

Цель занятия: Разобраться в роли гормонов в метаболизме и механизме их действия.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Выучить классификацию гормонов по строению, по месту синтеза и механизму действия.

2. Рассмотреть влияние системы гипоталамус-гипофиз на гормональную регуляцию процессов.

3. Изучить механизм гомонов белковой природы.

Вопросы для самоконтроля:

1. Гормоны белковой, пептидной и аминокислотной природы, привести примеры.

2. Общая схема действия гормонов белковой природы (механизм вторичных мессенджеров).

3. Тропные гормоны гипофиза их роль в функционировании эндокринной системы.

4. Роль гипоталамуса в деятельности эндокринной системы.

5. Биосинтез гормонов поджелудочной железы и катехоламинов и их роль в регуляции обмена углеводов, липидов и аминокислот.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 222–267.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 353–357.

Специальность «Педиатрия»

Тема занятия № 13. Гормоны щитовидной железы. Стероидные гормоны. Механизм действия стероидных гормонов. Эйкозаноиды.

Работа: Качественные реакции на гормоны.

Цель занятия:

1. Анализировать механизмы действия, особенности синтеза и секреции стероидных и тиреоидных гормонов.

2. Трактовать влияние этих гормонов на обменные процессы в организме.

3. Разобрать особенности биосинтеза эйкозаноидов и их влияние на метаболические процессы.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Гормоны щитовидной железы. Биосинтез, секрецияю Влияние на метаболические процессы: обмен углеводов, липидов и белков. Гипер- и гипотиреоз.

2. Гормоны стероидной природы. Привести примеры из группы кортикостероидов и половых гормонов.

3. Общая схема действия гормонов стероидной природы (действие на уровне регуляции транскрипции).

4. Эйкозаноиды – гормоны местного действия. Схема синтеза и роль в организме.

Вопросы для самоконтроля:

1. Гормоны щитовидной железы (Т₃ и Т₄). Почему при гиперпродукции этих гормонов повышается температура тела?

2. Гормоны коры надпочечников. Минералокортикоиды – их роль в водно-солевом обмене.

3. Глюкокортикоиды и их роль в поддержании уровня сахара в крови при недостатке углеводов в пище.

4. Половые гормоны (прогестеронБ эстрогены, андрогены). Синтез, пути инактивации, роль в организме.

5. Гормоны местного действия – производные арахидоновой кислоты – простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейкотриены

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 2004.

2. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 351–395.

3. Каминская Г. А., Ефетов К. А.. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 21, с. 69-73.

Специальность «Педиатрия»

Тема занятия № 14. Белки крови. Состав крови. Буферные системы крови. Регуляторные системы крови.

Работа: Методы изучения и разделения белков крови.

Цель занятия:

1. Изучение белкового состава сыворотки крови.

2. Усвоить основные функции белков крови.

3. Изучить принципы разделения белков крови.

4. Усвоить основные функции крови.

5. Понять механизм поддержания кислотно-основного состояния.

6. Изучить регуляторные системы организма.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Необходимо знать на какие фракции можно разделить белки сыворотки крови электромиграционными методами.

2. Нужно знать особенности структуры альбумина и его транспортные функции, а также характеристику альфа- и бета- глобулинов, иммуноглобулинов. Классификация, структура, роль.

3. Изучить основные буферные системы крови, которые должны обеспечить постоянство рН: бикарбонатную, гемоглобиновую и белковую.

4. Кровь обеспечивает постоянство осмотического давления, белки крови определяют ее онкотическое давление. Нужно знать роль онкотического давления крови в обмене воды.

5. Кровь обеспечивает транспорт различных веществ в организме:

а) вещества, извлекаемые из депо в организме (углеводы, липиды, аминокислоты);

б) вещества, образующиеся в ЖКТ при распаде белков, жиров, углеводов;

в) транспорт липидов и их транспортные формы;

г) гемоглобин (транспорт кислорода и углекислого газа), строение и особенности функционирования; кооперативный эффект связывания кислорода гемоглобином;

д) транспорт гормонов, витаминов и других биологически активных веществ;

е) транспорт метаболитов;

6. Необходимо знать, что защитная функция определяется: белками-иммуноглобулинами, лизоцимом и клетками крови.

7. Регуляторная функция заключается в образовании в крови и транспорте кровью различных биологически активных веществ: гормонов, кининов, ангиотензина и др.

Вопросы для самоконтроля:

1. Электрофоретические методы (электрофорез, изоэлектрическое фокусирование).

2. Методы хроматографии.

3. Альбумин. Его характеристика и роль.

4. Альфа-глобулины (альфа₁-кислый гликопротеин, ингибиторы протеиназ, церулоплазмин, гаптоглобин).

5. Бета-глобулины (трансферрин, гемопексин).

6. Липопротеиды.

7. Ферменты плазмы крови.

8. Иммуноглобулины. Характеристика классов. Роль. Концентрация в крови.

9. Структура иммуноглобулинов G.

10. Функции крови.

11. Характеристика плазмы крови.

12. Небелковые азотистые компоненты крови. Азотемия.

13..Безазотичные органические компоненты крови (углеводы, липиды, органические кислоты).

14. Электролитный состав плазмы крови.

15. Буферные системы крови.

16. Нарушения кислотно-основного состояния.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 569–598, с. 610–637.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 428–439.

Специальность «Педиатрия»

Тема занятия №15. Биохимия печени.

Работа: Количественное определение билирубина в сыворотке крови.

Цель занятия: Изучить особенности метаболизма, происходящего в печени.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Усвоить основные реакции углеводного обмена в печени. Для этого нужно:

а) повторить реакции аэробного и анаэробного окисления глюкозы, гликогенез, гликогенолиз, реакции цикла пентозофосфатов. цикл Кори, аланиновый цикл;

б) обратить внимание на механизм регуляции обмена углеволов.

2. Необходимо знать реакции липидного обмена, проходящие в печени:

а) синтез жирных кислот, триглицеридов, фосфолипидов;

б) синтез холестерина и его производных;

в) образование кетоновых тел;

г) образование липопротеидов.

3. Нужно знать основные реакции белкового обмена:

а) реакции сопровождающиеся образованием новых аминов;

б) синтез новых белков организма.

4. Нужно рассмотреть роль печени в пигментном обмене (образование билирубина).

5. Усвоить основные реакции обезвреживания некоторых веществ в печени.

а) обезвреживание продуктов гниения белков, образующихся в толстом кишечнике (индол, скатол, меркаптаны, путресцин, кадаверин);

б) печень – место инактивации некоторых гормонов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Роль печени в углеводном обмене;

а) основное депо гликогена;

б) роль в поддержании уровня сахара в крови;

в) роль печени в процессе синтеза глюкозы (цикл Кори);

г) активное превращение глюкозы в реакциях ЦПФ.

2. Роль печени в жировом обмене:

а) синтез жиров из углеводов;

б) образование липопротеидов – транспортных форм жира;

в) синтез и использование холестерина;

г) образование фосфолипидов (важность для этого процесса аминокислоты метионина).

3. Роль печени в обмене белков:

а) создание в печени аминокислотного фонда организма;

б) синтез заменимых аминокислот;

в) образование мочевины;

г) синтез белков плазмы крови.

4. Детоксикационная функция печени, микросомальное окисление, роль цитохрома Р₄₅₀.

5. Пробы для определения функциональной активности печени:

а) гиппуровая проба с бензойной кислотой;

б) сахарная нагрузка.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 579–694,

671–694; 1990, с. 427–437.

3. Николаев А. Я. Основы биохимии, 1985, с. 411–424, 461–483.

4. Каминская Г. А., Ефетов К. А.. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 23, с. 78 – 82.

5. Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии, 1983, работа № 86, с. 228–231.

Специальность «Педиатрия»

Тема занятия № 16. Водно-солевой обмен. Особенности обмена в почечной ткани.

Работа: Патологические компоненты мочи.

Цель занятия:

1. Изучить основы обмена веществ в почках.

2. Уметь определять патологические компоненты мочи.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Необходимо знать, что важная роль в обеспечении водно-солевого обмена и кислотно-основного равновесия принадлежит почкам. Нарушение функции почек приводит к развитию патологии.

2. Изучить особенности обмена в почечной ткани и его влияния на поддержание гомеостаза в организме. Для этого нужно:

а) изучить механизмы регуляции водно-солевого баланса почками;

б) изучить механизмы регуляции кислотно-щелочного равновесия;

в) понять роль почек в регуляции артериального давления.

3. Изучить методы выявления различных патологических компонентов мочи и уметь связывать их появление с различными патологическими состояниями.

Вопросы для самоконтроля:

1. Механизмы реабсорбции воды и ионов в почечных канальцах.

2. Гормональная регуляция реабсорбции воды и ионов почками.

3. Взаимосвязь между экскрецией ионов почками и кислотно-основным равновесием в организме.

4. Ренин-ангиотензиновая и каллекреин-кининовая системы.

5. Качественная реакция на присутствие белка в моче (причины протеинурии).

6. Качественная реакция на кровь (причины гематурии).

7. Качественные реакции на ацетоновые тела.

8. Выявление глюкозы в моче.

9. Выявление уробилина в моче.

Литература:

1. Северин Е. С. Биохимия, 2015, 784 с. Электронный доступ к учебнику http://biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part18-102.html

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 648–670,

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 358–367.

4. Каминская Г. А., Ефетов К. А. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 25, с.84 –89.

5. Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии, 1983, работы № 91, 92, 93, 94, 95, 96, с. 242–247.

Специальность «Педиатрия»

Тема занятия № 17. Биохимия тканей: мышечной, соединительной, костной и нервной. Рубежный контроль.

Работа: Определение креатинина в сыворотке крови.

Цель занятия: Усвоить особенности строения тканей и выполнения ими своих функций.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Необходимо знать особенности строения мышечной ткани, характерных для нее белков: миозина, актина, актомиозина.

2. Разобрать механизм мышечного сокращения, знать источники энергии, необходимые для этого (АТФ, креатинфосфат, креатин, креатинин) и роль кальциевого насоса.

3. Знать особенности строения соединительной ткани, которая по сравнению с другими тканями имеет малое количество клеток, а межклеточное вещество в своей основе содержит белки (коллаген, эластин) и протеогликаны.

4. Знать основы строения коллагена и эластина. Роль витамина С в синтезе коллагена.

5. Разобрать структуру и роль протеогликанов в соединительной ткани.

6. Костная ткань – разновидность соединительной ткани. Необходимо знать характеристику клеток костной ткани (остеобласты, остеоциты, остеокласты) и межклеточного вещества.

7. Нужно иметь представление о химическом составе костной ткани и ее формировании.

8. Влияние витаминов и гормонов на метаболизм костной ткани.

9. Основы строения нервной ткани. Для этого нужно знать:

а) химический состав головного мозга;

б) характеристику белков, углеводов, специфичных для нервной ткани; липидов нервной ткани.

10. Особенности метаболизма нервной ткани: обмен углеводов, липидов, белков.

Вопросы для самоконтроля:

1. Строение мышечной ткани.

2. Особенности структуры миозина, актина, актомиозина.

3. Механизм мышечного сокращения.

4. Продукты азотистого обмена.

5. Особенности строения соединительной ткани.