Beljakovine v nasprotju z nukleinskimi kislinami. Kemična sestava in struktura nukleinskih kislin. Sodelovanje pri biosintezi beljakovin. Sestavite zaporedje prevodnih reakcij

Nukleoproteini so ena najpomembnejših skupin beljakovin, sestavljena iz preprostih beljakovin, povezanih z nukleinskimi kislinami. Ti proteini imajo primarno vlogo pri shranjevanju in prenosu genetskih informacij ter biosintezi proteinov in jih najdemo predvsem v celičnih jedrih. Deoksiribonukleoproteini vsebujejo deoksiribonukleinsko kislino (DNK). Ribonukleoproteini vsebujejo ribonukleinsko kislino (RNA)

Fosfoproteini - ti proteini vsebujejo organsko vezan, labilen fosfat, ki je nujno potreben celici za opravljanje številnih bioloških funkcij. Poleg tega so dragocen vir energije in plastičnega materiala med rastjo in razvojem zarodkov in mladih rastočih organizmov. Najbolj raziskani fosfoproteini so mlečni kazein, vitelin jajčnega rumenjaka in ihtulin ribjega kaviarja. Metaloproteini poleg beljakovin vsebujejo ione kovine ali več kovin. Metaloproteini opravljajo različne funkcije. Na primer, protein transferin (vsebuje železo) služi kot fiziološki prenašalec železa v telesu. Drugi metaloproteini so biološki katalizatorji-encimi - amilaze (vsebujejo Ca 2+) hidrolizirajo škrob, karboanhidroza (Zn 2+) razgradi ogljikovo kislino, askorbinska oksidaza (Cu 2+) uniči vitamin C itd.

2. NUKLEINSKE KISLINE

Nukleinske kisline so odkrili leta 1868. Švicarski zdravnik F. Miescher. Biološka funkcija Ta snov je ostala neznana skoraj stoletje in šele v 40. letih prejšnjega stoletja so Avery, McLeod in McCarthy ugotovili, da so nukleinske kisline odgovorne za shranjevanje, replikacijo (razmnoževanje), transkripcijo (prenos) in translacijo (razmnoževanje v beljakovine) genetske ( dedne) informacije. Skratka, nukleinske kisline so tiste, ki določajo vrsto, obliko, kemično sestavo in funkcije žive celice in celotnega organizma kot celote.

Leta 1953 sta Watson in Crick poročala o dešifriranju molekularne strukture DNK. V vsakem živem organizmu obstajata dve vrsti nukleinske kisline: ribonukleinska kislina (RNA) in deoksiribonukleinska kislina (DNA). Hkrati virusi vsebujejo samo eno vrsto nukleinske kisline: bodisi RNA ali DNA.

Nukleinske kisline so spojine z visoko molekulsko maso, katerih velikost se zelo razlikuje. Molska masa prenosne RNK je 25.000, medtem ko imajo posamezne molekule DNK maso od 1.000.000 do 1.000.000.000.

Kvantitativna vsebnost DNK v celicah istega organizma je konstantna in znaša več pikogramov, vendar v celicah različne vrsteŽivi organizmi imajo pomembne kvantitativne razlike v vsebnosti DNK. DNK je pretežno koncentrirana v jedru, mitohondrijih in kloroplastih. RNK se večinoma nahaja v citoplazmi celic. Vsebnost RNK je običajno 5-10-krat večja od DNK. Čim intenzivnejša je sinteza beljakovin v celicah, tem večje je razmerje RNA/DNA v celicah.

Nukleinske kisline imajo močno izražene kislinske lastnosti in pri fizioloških pH vrednostih nosijo visok negativni naboj. V zvezi s tem v celicah organizmov zlahka komunicirajo z različnimi kationi in predvsem z osnovnimi beljakovinami, ki tvorijo nukleoproteine.

1. Sestava nukleinske kisline

Nukleinske kisline, ko so popolnoma hidrolizirane, razpadejo na tri vrste snovi - dušikove baze (purinske in pirimidinske baze), sladkorje (pentoze) in fosforno kislino.

Pentoze nukleinskih kislin predstavlja D-riboza ali 2-D-deoksiriboza. Oba sladkorja vsebujeta nukleinske kisline v obliki furanoze in imata  konfiguracijo:

Nukleinska kislina se imenuje ribonukleinska kislina (RNA), če vsebuje ribozo, ali deoksiribonukleinska kislina (DNA), če vsebuje deoksiribozo. Nedavno je bilo odkrito, da riboza in deoksiriboza nista edina ogljikova hidrata, ki sestavljata nukleinske kisline: glukozo so našli v številnih fagnih DNA in RNA nekaterih vrst rakavih celic.

Dušikove baze, ki jih običajno najdemo v nukleinskih kislinah, so purinski derivati ​​adenin (A) in gvanin (G) ter pirimidinski derivati ​​citozin (C ), timin (T) in uracil ( U). Sama purin in pirimidin nista vključena v nukleinske kisline.

Struktura glavnih komponent dušikovih baz nukleinskih kislin:

Citozin, adenin in gvanin najdemo v obeh vrstah nukleinskih kislin; uracil najdemo le v RNK, timin pa v DNK.

Keto-enolni tavtomerizem je znan za gvanin, citozin, timin in uracil, vendar so keto strukture veliko bolj stabilne in dominantne v fizioloških pogojih.

tavtomerizem

V nukleinskih kislinah so vse dušikove baze, ki vsebujejo okso, prisotne v keto obliki.

DNK in RNK vsebujeta tako imenovane nenavadne ali "manjše" dušikove baze. Sem spadajo na primer 5-metilcitozin, 4-tiouracil, dihidrouracil itd.

5-metilcitozin - tiouracil dihidrouracil

(v DNK) (v tRNK) (v tRNK)

Obravnavane purinske in pirimidinske baze ter nekateri drugi derivati ​​purina in pirimidina, ki niso del nukleinskih kislin, se pogosto nahajajo v rastlinah v znatnih količinah v prostem stanju. Najpogosteje najdena prosta snov v rastlinah je hipoksantin (6-hidroksioksipurin), ki ga najdemo v semenih gorčice in volčjega boba. Ksantin (2,6-dihidroksioksipurin) in alontoin sta v rastlinah zelo razširjena. V obliki teh baz in tudi v obliki amidov aminokislin se dušik v rastlinah shranjuje in prenaša.

hipoksantin ksantin alantoin

Purini in pirimidini absorbirajo elektromagnetno energijo v ultravijoličnem (UV) območju in vsaka spojina ima značilen absorpcijski spekter, vendar je za vse te spojine največja absorpcija opažena okoli 260 nm. Nukleinske kisline absorbirajo tudi v UV območju. Na tej lastnosti temeljijo metode kvantitativnega določanja nukleinskih kislin.

V procesu presnove pri živalih in rastlinah purinske baze tvorijo produkte, kot so sečna kislina, kofein, teobromin, slednji se uporabljajo kot zdravila.

1. Nukleozidi

Dušikova baza z ostankom ogljikovih hidratov, ki je vezan nanjo, se imenuje nukleozid. Pri nukleozidih tvorita kovalentno vez atom sladkorja C 1 in atom N 1 - pirimidina ali atom N 9 - purina, takšno vez imenujemo glikozidna vez. Da bi se izognili zmedi pri oštevilčevanju, so atomi dela ogljikovih hidratov ločeni s praštevilo. Najpogostejši nukleozidi imajo trivialna imena: adenozin, gvanozin, uridin in citidin. Deoksiribonukleozidi se imenujejo deoksiadenozin, deoksigvanozin, deoksicitidin in timidin.

Na primer:

Pirimidin purin

ribonukleozid deoksiribonukleozid

Nukleozidi so del strukture nukleotidov; vendar se veliko nukleozidov pojavlja v prostem stanju. Nekateri od njih imajo zdravilne lastnosti. Različni mikroorganizmi izločajo arabinozilcitozin in arabinoziladenin, ki namesto riboze vsebujeta -D-arabinozo. Te snovi se uporabljajo kot močna protivirusna in protiglivična sredstva ter proti nekaterim vrstam raka. Mehanizem delovanja ara-A in ara -C temelji na zaviranju biosinteze DNA.

1. Nukleotidi

Nukleotidi so fosforjevi estri nukleozidov. 5 1 ogljikov atom pentoze sodeluje pri tvorbi vezi. Glede na strukturo pentoze lahko vse nukleotide razdelimo na ribonukleotide in deoksiribonukleotide.

Glede na število prisotnih ostankov fosforne kisline ločimo nukleozidne monofosfate, nukleozidne difosfate in nukleozidne trifosfate. Vse tri vrste nukleotidov so stalno prisotne v celicah.

Slika 3 - mono-, di- in trifosfonukleotidi (5 1) adenozin.

Imena posameznih nukleotidov so pogosto skrajšana velik prvičrke imen ustreznih baz. Spodaj so navedeni nukleotidi, ki sestavljajo nukleinske kisline, in njihove okrajšave.

Tabela 2 - Okrajšave za posamezne nukleotide

Nukleotidi so močne kisline, saj je ostanek fosforne kisline, ki je vključen v njihovo sestavo, visoko ioniziran.

Glavna funkcija nukleotidov v celici je, da so sestavni deli nukleinskih kislin.

Vsi nukleozid difosfati in nukleozid trifosfati vsebujejo visokoenergetske vezi (označene s simbolom ""). Pri hidrolizi te vezi se sprosti 30 do 50 kJ/mol energije, medtem ko se pri hidrolizi običajne estrske fosfatne vezi sprosti 8-12 kJ/mol energije.

Pod vplivom ustreznih encimov se lahko fosfatne skupine, ki vsebujejo visokoenergetske vezi, prenesejo na druge snovi. Na ta način se lahko energija, akumulirana v visokoenergijskih spojinah, uporabi naprej v presnovi. Na primer: ADP in ATP sodelujeta pri biosintezi beljakovin. Uridin trifosfat (U TP) in uridin difosfat (U DP) sta potrebna za delovanje encimov, ki katalizirajo pretvorbo in sintezo sladkorjev (SDP in STP) in sodelujeta pri biosintezi fosfolipidov.

Ciklični nukleotidi so bili izolirani leta 1959. Sutherland (zmagovalec Nobelova nagrada 1971) pri preučevanju mehanizma delovanja nekaterih hormonov pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov. Pri cikličnih nukleotidih fosforna kislina veže dva kisikova atoma pentoznega ostanka v isti nukleotid. Znani so trije ciklični nukleotidi: ciklični adenozin monofosfat (z AMP), ciklični gvanozin monofosfat (z G MF) in ciklični citozin monofosfat (z SMP).

Ti nukleotidi nastanejo iz ustreznih nukleozid trifosfatov pod delovanjem encimov adenilat ciklaze in gvanilat ciklaze. V bioloških procesih delujejo kot vmesni posrednik regulatornega delovanja hormonov. kisline. Struktura beljakovine, funkcije beljakovine v celici aminokisline. Nukleinska kisline. Vrsta lekcije - učenje novega gradiva. ...

Veverice, aminokisline. Nukleinska kisline ATP, ADP, samopodvajanje DNA, vrste RNA

Povzetek lekcije >> Biologija

Veverice, aminokisline. Nukleinska kisline. ATP, ADP, samopodvojitev... (riboza) - trije fosforjevi ostanki kisline, povezana z makroergično povezavo. Nanaša se na... ki ga spremlja izločanje 1-2 ostankov fosforja kisline, ki vodi v ločitev od...

Veverice, lipidi in ogljikovi hidrati virusov

Povzetek >> Kemija

Sintetizirajo se specifični virusni virusi veverice in proces samosestavljanja le-teh beljakovine z nukleinski kislina v nove viruse... ali pri interakciji z nukleinski

Vprašanje 38. Nukleinske kisline in proteini

1. Funkcije virusnih nukleinskih kislin

2. Virusni proteini

3. Procesi interakcije med virusom in gostiteljsko celico

1. Delovanje virusnih nukleinskih kislinne glede na njihovo vrsto, sestoji iz shranjevanja in prenosa genetskih informacij. Virusna DNK je lahko linearna (kot pri evkariontih) ali krožna (kot pri prokariontih), vendar mora biti za razliko od DNK obeh predstavljena z enoverižno molekulo. Virusne RNA imajo različne organizacije (linearne, krožne, fragmentirane, enoverižne in dvoverižne); predstavljene so s plus ali minus verigami. Plus niti funkcionalno enaki mRNA, kar pomeni, da so sposobni prevajati v njih kodirano genetsko informacijo na ribosome gostiteljske celice.

Minus niti ne morejo delovati kot mRNA, sinteza komplementarne plus verige pa je potrebna za prevajanje genetske informacije, ki jo vsebujejo. RNA virusov plus-verige ima v nasprotju z RNA virusov minus-verige specifične tvorbe, potrebne za prepoznavanje z ribosomi. Pri virusih, ki vsebujejo dvojno verigo DNA in RNA, so informacije običajno zapisane le v eni verigi, s čimer se prihrani genetski material. 2. Virusni proteini po lokalizaciji V virion razdeljeno:

‣‣‣ na kapsido;

‣‣‣ superkapsidnih proteinov;

‣‣‣ genomski.

Beljakovine kapsidne ovojnice v nukleokapsidnih virusih opravljajo zaščitna funkcija -ščiti virusno nukleinsko kislino pred škodljivimi učinki - in receptorsko (sidrno) funkcijo, ki zagotavlja adsorpcijo virusov na gostiteljske celice in prodiranje vanje.

Proteini superkapsidnega ovoja, tako kot proteini kapsidnega ovoja, delujejo zaščitni in delovanje receptorja. To so kompleksne beljakovine - lipo- in glikoproteini. Nekateri od teh proteinov lahko tvorijo morfološke podenote v obliki koničastih procesov in imajo lastnosti hemaglutinini(povzročijo aglutinacijo rdečih krvničk) oz nevrominidaze(uničijo nevraminsko kislino, ki je del celičnih sten).

Ločeno skupino sestavljajo genomski proteini, ti kovalentno povezani z genomom in tvorijo ribo- ali deoksiribonukleoproteine ​​z virusno nukleinsko kislino. Glavna funkcija genomskih proteinov je sodelovanje pri replikaciji nukleinske kisline in implementaciji genetske informacije, ki jo vsebuje; to vključuje RNA-odvisno RNA-polimerazo in reverzno transkriptazo.

Za razliko od kapsidnih in superkapsidnih lupinskih proteinov, to niso strukturni, ampak funkcionalni proteini. Vsi virusni proteini opravljajo tudi funkcijo antigenov, saj so produkti virusnega genoma in zato tuji organizmu gostitelja. Predstavniki kraljestva Vira Glede na vrsto nukleinske kisline jih delimo na 2 podkraljestva - riboviralno in deoksiribovirusno. Podkraljestva so razdeljena na družine, rodove in vrste. Virus, ki pripada določeni družini (skupaj jih je 19) je določen:

‣‣‣ struktura in struktura nukleinske kisline;

‣‣‣ vrsta simetrije nukleokapsida;

‣‣‣ prisotnost superkapsidne lupine. Pripadnost enemu ali drugemu rodu ali vrsti je povezana z drugimi biološkimi lastnostmi virusov:

‣‣‣ velikost viriona (od 18 do 300 nm);

‣‣‣ sposobnost razmnoževanja v tkivnih kulturah in piščančjih zarodkih;

‣‣‣ narava sprememb v celicah pod vplivom virusov;

‣‣‣ antigenske lastnosti;

‣‣‣ prenosne poti;

‣‣‣ krog dovzetnih gostiteljev.

Virusi - povzročitelji človeških bolezni sklicevati se na 6 DNK- ki vsebuje družine (poksvirusi, herpesvirusi, hepadnavirusi, adenovirusi, papovavirusi, parvovirusi) in 13 družin RNA virusov (reovirusi, togavirusi, flavivirusi, koronavirusi, paramiksovirusi, ortomiksovirusi, rabdovirusi, bunyavirusi, arenavirusi, retrovirusi, pikornavirusi, virusi, filovirusi).

3. Interakcija virus-celica - to zapleten proces, katerega rezultati so različni. Na tej podlagi(končni rezultat) je mogoče razlikovati 4 vrste interakcij med virusi in celicami:

%/ produktivna virusna okužba- to je vrsta interakcije med virusom in celico, v kateri Virusi se razmnožujejo in celica odmre(za bakteriofage se ta vrsta interakcije s celico imenuje litična). Produktivna virusna okužba je osnova akutnih virusnih bolezni, pa tudi osnova pogojno latentnih okužb, pri katerih ne umrejo vse celice prizadetega organa, ampak le del, preostale nepoškodovane celice tega organa pa kompenzirajo njegovo funkcije, zaradi katerih se bolezen nekaj časa ne manifestira, dokler ne pride do dekompenzacije;

‣‣‣ neuspešna virusna okužba - To je vrsta interakcije med virusom in celico, v kateri ne pride do razmnoževanja virusa in celica se znebi virusa, njegove funkcije niso oslabljene, saj se to zgodi le med procesom razmnoževanja virusa;

‣‣‣ latentna virusna okužba - to je vrsta interakcije virusa z celico, v kateri pride do razmnoževanja virusov in celičnih komponent, vendar celica ne umre; hkrati prevladujejo celične sinteze in v zvezi s tem celica dolgo časa ohranja svoje funkcije - ta mehanizem je osnova brezpogojnih latentnih virusnih okužb;

‣‣‣ virusno povzročene transformacije - To je vrsta interakcije med virusom in celico, v kateri celice, prizadete z virusom, pridobijo nove lastnosti, ki jim prej niso bile lastne. Genom virusa ali njegov del se integrira v genom celice, virusni geni pa se pretvorijo v skupino celičnih genov. Ta virusni genom, integriran v kromosom gostiteljske celice, se običajno imenuje provirus, in to stanje celic je označeno kot virogeneza.

Za katero koli od teh vrst interakcije med virusi in celicami je mogoče ločiti procese, namenjene dostavi virusne nukleinske kisline v celico in zagotavljanju pogojev in mehanizmi njegovega podvajanja in implementacije genetske informacije, ki jo vsebuje.

39. vprašanje. Značilnosti razmnoževanja virusa

1. Obdobja produktivne virusne okužbe

2. Replikacija virusa

3. Oddaja

1.Produktivna virusna okužba izvedeno v 3 obdobjih:

‣‣‣ začetno obdobje vključuje faze adsorpcije virusa na celico, prodiranja v celico, razpada (deproteinizacije) ali "slečenja" virusa. Virusno nukleinsko kislino smo dostavili do ustreznih celičnih struktur in pod delovanjem lizosomskih encimov so se celice sprostile iz zaščitnih beljakovinskih ovojnic. Kot rezultat, edinstven biološka zgradba: okužena celica vsebuje 2 genoma (lastni in virusni) in 1 sintetični aparat (celični);

‣‣‣ po tem se začne druga skupina procesi razmnoževanja virusov, vključno z povprečje in zadnja obdobja, med katerim pride do zatiranja celičnega in izražanja virusnega genoma. Represijo celičnega genoma zagotavljajo regulatorni proteini z nizko molekulsko maso, kot so histoni, ki se sintetizirajo v kateri koli celici. Med virusno okužbo se ta proces intenzivira, zdaj je celica struktura, v kateri je genski aparat predstavljen z virusnim genomom, sintetični aparat pa s sintetičnimi sistemi celice.

2. Usmerjen je nadaljnji potek dogajanja v celici za replikacijo virusne nukleinske kisline (sinteza genskega materiala za nove virione) in izvajanje genetske informacije, ki jo vsebuje (sinteza beljakovinskih komponent za nove virione). V virusih, ki vsebujejo DNA, tako v prokariontskih kot evkariontskih celicah, pride do replikacije virusne DNA s sodelovanjem od celične DNA odvisne DNA polimeraze. V tem primeru najprej nastanejo virusi, ki vsebujejo enoverižno DNA komplementarno nit je tako imenovana replikativna oblika, ki služi kot matrica za hčerinske molekule DNA.

3. Izvajanje genetskih informacij virusa, ki jih vsebuje DNK, se zgodi takole: s sodelovanjem DNA-odvisne RNA-polimeraze se sintetizira mRNA, ki vstopi v ribosome celice, kjer se sintetizirajo za virus specifične beljakovine. Pri virusih z dvojno verižno DNK, katerih genom je prepisan v citoplazmi gostiteljske celice, je to lastna genomska beljakovina. Virusi, katerih genomi so prepisani v celičnem jedru, uporabljajo od celične DNA odvisno RNA polimerazo, ki je tam vsebovana.

U RNA virusi procesov podvajanje njihovega genoma, prepisovanje in prevajanje genetskih informacij poteka na druge načine. Replikacija virusne RNA, tako minus kot plus verige, poteka prek replikativne oblike RNA (komplementarne izvirniku), katere sintezo zagotavlja RNA-odvisna RNA polimeraza - to je genomski protein, ki vsebuje vse RNA. imajo virusi. Replikativna oblika RNA minus-verižnih virusov (plus-veriga) ne služi le kot matrica za sintezo hčerinskih molekul virusne RNA (minus-verige), temveč opravlja tudi funkcije mRNA, tj. gre v ribosome. in zagotavlja sintezo virusnih beljakovin (oddaja).

U plus-pramen Za viruse, ki vsebujejo RNA, funkcijo prevajanja izvajajo njegove kopije, katerih sinteza se izvaja prek replikativne oblike (minus verige) s sodelovanjem virusne RNA-odvisne RNA-polimeraze.

Nekateri virusi RNA (reovirusi) imajo popolnoma edinstven transkripcijski mehanizem. Zagotavlja ga specifičen virusni encim - revertaza (reverzna transkriptaza) in se običajno imenuje povratna transkripcija. Njegovo bistvo je, da se najprej na matriki virusne RNA s sodelovanjem reverzne transkripcije oblikuje zapis, ki je ena veriga DNA. Na njem se s pomočjo od celične DNK odvisne DNK polimeraze sintetizira druga veriga in nastane dvoverižni zapis DNK. Iz njega se na običajen način s tvorbo mRNA realizirajo informacije virusnega genoma.

Rezultat opisanih procesov podvajanja, prepisovanja in prevajanja je nastanek hčerinske molekule virusne nukleinske kisline in virusne beljakovine, kodiran v genomu virusa.

Po tem pride tretje in zadnje obdobje interakcija med virusom in celico. Od strukturne komponente(nukleinske kisline in proteini) se novi virioni sestavljajo na membranah citoplazemskega retikuluma celice. Celica, katere genom je bil potlačen (potlačen), običajno odmre. Novo oblikovani virioni pasivno(posledica odmiranja celic) oz aktivno(z brstenjem) zapustijo celico in končajo v njenem okolju.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, sinteza virusnih nukleinskih kislin in proteinov ter sestavljanje novih virionov se pojavljajo v določenem zaporedju (ločeno v času) in v različnih celičnih strukturah (ločeno v prostoru), zato so metodo virusnega razmnoževanja poimenovali disjunktivna(neenoten). Med neuspešno virusno okužbo se proces interakcije med virusom in celico zaradi enega ali drugega razloga prekine, preden pride do supresije celičnega genoma. Očitno je, da se v tem primeru genetska informacija virusa ne bo izvajala in virus se ne bo razmnoževal, celica pa ohrani svoje funkcije nespremenjene.

Med latentno virusno okužbo delujeta v celici oba genoma hkrati, med virusno povzročenimi transformacijami pa virusni genom postane del celičnega genoma, deluje in se deduje skupaj z njim.

40. vprašanje. Gojenje virusov v tkivnih kulturah

1. Značilnosti tkivne kulture

2. Citopatski učinek virusov

1.Za gojenje virusov uporabite številne metode. to gojenje v telesu poskusnih živali, razvoj piščančjih vibrionov in tkivnih kultur (običajno embrionalnih tkiv ali tumorskih celic). Za gojenje celic tkivne kulture se uporabljajo večkomponentni hranilni mediji (medij 199, Eagleov medij itd.). Vsebujejo pH indikator in antibiotike za zatiranje morebitne bakterijske kontaminacije.

Tkivna kultura obstajajo zaskrbljen, v katerem se lahko sposobnost preživetja celic ohrani le začasno, in raste, v kateri celice ne le ohranjajo vitalno aktivnost, ampak se tudi aktivno delijo.

IN rollerball V kulturah so tkivne celice pritrjene na gosto podlago (steklo) - pogosto v eni plasti (enoplastne) in Vsuspendiran- suspendiran v tekočem mediju. Glede na število prehodov, ki jih ohranja rastoča tkivna kultura, Med njimi so:

‣‣‣ primarni(primarno tripsinizirane) tkivne kulture, ki lahko prenesejo največ 5-10 pasaž;

‣‣‣ pollist tkivne kulture, ki se ohranjajo največ 100 generacij;

‣‣‣ prepletena tkivne kulture, ki se hranijo za nedoločen čas Vštevilne generacije.

Najpogosteje uporabljeni so enoslojni primarno cepljeni in kontinuirane kulture tkiv.

2. Razmnoževanje virusov v tkivni kulturi je mogoče oceniti glede na citopatsko delovanje (CPE):

‣‣‣ uničenje celic;

‣‣‣ spremembe v njihovi morfologiji;

‣‣‣ oblikovanje večjedrnih simplastov oz sincicij kot posledica zlitja celic.

‣‣‣ V celicah tkivne kulture lahko ob razmnoževanju virusov nastanejo vključki – strukture, ki niso značilne za normalne celice.

Vključki so razkriti v obarvanem Romanovski-Giemsa brisi iz okuženih celic. Οʜᴎ obstajajo eozinofilni in bazofilni.

Po lokaciji v celicirazlikovati:

‣‣‣ citoplazemski;

‣‣‣ jedrska;

‣‣‣ mešani vključki.

V celicah, okuženih z virusi herpesa, nastanejo značilni jedrski vključki (suha telesa), citomegalija in poliomi, adenovirusi in citoplazemski vključki - virusi črnih koz (telesa Guarnieri in Paschen), steklina (telesa Babes Negri) itd.

Razmnoževanje virusov v tkivni kulturi je mogoče presojati tudi z metodo plakov (negativne kolonije). Ko viruse gojimo v celičnem monosloju pod agarsko prevleko, Območja uničenja monosomov- tako imenovani sterilna mesta, oz plakete. To omogoča ne le določanje števila virionov v 1 ml gojišča (verjame se, da je en plak potomec enega viriona), temveč tudi razlikovanje virusov med seboj glede na pojav nastajanja plakov.

Naslednjo metodo za presojo razmnoževanja virusov (samo hemaglutiniranih) v tkivni kulturi lahko upoštevamo hemadsorpcijska reakcija. Pri gojenju virusov, ki imajo hemagluting aktivnost, Lahko pride do čezmerne sinteze hemaglutininov. Te molekule se izražajo na površini celic tkivne kulture in celice tkivne kulture pridobijo sposobnost adsorbiranja rdečih krvnih celic nase - pojav hemadsorpcije. Molekule hemaglutinina se kopičijo tudi v gojišču, kar vodi do dejstva, da tekočina kulture (v njej se kopičijo novi virioni) pridobi sposobnost povzročitve hemaglutinacije.

Najpogostejša metoda za ocenjevanje razmnoževanja virusa v tkivni kulturi je metoda "barvni test". Pri razmnoževanju v hranilnem mediju z indikatorjem neokuženosti

celic tkivne kulture, zaradi tvorbe kislih presnovnih produktov spremeni barvo. Ko se virus razmnožuje, je normalna presnova celic motena, kisli produkti ne nastajajo, medij pa ohrani prvotno barvo.

41. vprašanje. Mehanizmi protivirusne obrambe makroorganizma

/. Nespecifični mehanizmi

2. Posebni mehanizmi

3. interferoni

1. Obstoj virusov v 2 (zunajceličnem in intracelularne) oblike vnaprej določajoin Značilnosti imunosti med virusnimi okužbami. IN Za zunajcelične viruse veljajo enaki nespecifični in specifični mehanizmi protimikrobne odpornosti kot za bakterije. Celična neodzivnost - eden od nespecifični zaščitni faktorji. Je pogojeno odsotnost receptorjev na celicah za viruse, zaradi česar so imuni na virusne okužbe. V to isto skupino zaščitnih dejavnikov spadajo vročinski odzivi in ​​mehanizmi izločanja (kihanje, kašljanje itd.). Za zaščito pred zunajceličnim virusom sodelovati:

‣‣‣ sistem komplementa;

‣‣‣ properdin sistem;

‣‣‣ NK celice (naravne celice ubijalke);

‣‣‣ virusni inhibitorji.

Fagocitni obrambni mehanizem neučinkovito V proti zunajceličnemu virusu, a dovolj deluje proti celicam, ki so že okužene z virusom. Ekspresija takšnih virusnih proteinov na površini jih naredi predmet makrofagne fagocitoze. Ker so virusi kompleks antigenov, se ob vstopu v telo razvije imunski odziv in nastanejo specifični obrambni mehanizmi - protitelesa in efektorske celice.

2. Protitelesadeluje samo na zunajcelični virus, preprečujejo njegovo interakcijo s telesnimi celicami in so neučinkoviti proti intracelularnim virusom. Nekateri virusi (virus gripe, adenovirusi) so nedostopni protitelesom, ki krožijo v krvnem serumu, in lahko v človeškem telesu vztrajajo precej dolgo, včasih celo življenje.

Pri virusnih okužbah nastajajo protitelesa razreda IgG in IgM ter sekretorna protitelesa razreda IgA. Slednji zagotavljajo lokalno imunost sluznice na vhodna vrata Oh, to je lahko pri razvoju virusnih okužb prebavil in dihal odločilnega pomena. Protitelesa razreda IgM se pojavijo na 3-5 dan bolezni in izginejo po nekaj tednih, zato se odraža njihova prisotnost v serumu bolnika akutna oz sveže preneseno okužba. Imunoglobulini G se pojavijo pozneje in vztrajajo dlje kot imunoglobulini M. Οʜᴎ se odkrijejo šele 1-2 tedna po začetku bolezni in dolgo krožijo v krvi ter tako ščitijo pred ponovno okužbo.

Pri vseh virusnih okužbah ima še pomembnejšo vlogo kot humoralna imunost. celična imunost, kar je posledica dejstva, da z virusom okužene celice postanejo tarče za citolitik dejanja T-killerjev. Med drugim je značilnost interakcije virusov z imunskim sistemom sposobnost nekaterih od njih (t.i. limfotropni virusi) neposredno vplivajo na same celice imunskega sistema, kar vodi v razvoj stanja imunske pomanjkljivosti.

Vsi našteti "zaščitni mehanizmi (razen fagocitoze okuženih celic) so aktivni samo proti zunajceličnemu virusu. Ko pridejo v celico, virioni postanejo nedostopni ne protitelesom ne komplementu ali drugim obrambnim mehanizmom. Za zaščito pred znotrajceličnim virusom se med evolucijo celice pridobili sposobnost proizvajanja posebne beljakovine - interferon.

3. Interferon - to naravna beljakovina, ki deluje protivirusno proti intracelularnim oblikam virusa. On moti prevod mRNA na ribosomih celic, okuženih z virusom, kar vodi do prenehanja sinteze virusnih beljakovin. Na podlagi tega univerzalnega mehanizma delovanja interferon zavira razmnoževanje vseh virusov, t.j. nima specifičnosti, specifičnost je interferon. Je specifične narave, in sicer humani interferon zavira razmnoževanje virusov v človeških celicah, mišji interferon zavira razmnoževanje virusov itd.

Interferon ima protitumorski učinek, kar je posreden dokaz o vlogi virusov pri nastanku tumorjev. Tvorba interferona v celici se začne v 2 urah po okužbi z virusom, torej veliko prej kot njegova reprodukcija, in je pred mehanizmom tvorba protiteles. Interferon proizvajajo katere koli celice vendar so njegovi najaktivnejši proizvajalci levkociti in limfociti. Trenutno so bakterije ustvarjene z metodami genskega inženiringa ( coli), v genom katerega so vneseni geni (ali njihove kopije), odgovorni za sintezo interferona v levkocitih. Tako pridobljeni gensko spremenjeni interferon se pogosto uporablja za zdravljenje in pasivno preprečevanje virusnih okužb in nekaterih vrst tumorjev. IN zadnja leta razvita je bila široka paleta zdravil - induktorji endogenega interferona. Njihova uporaba je boljša od uvoda eksogeni interferon. Vendar je interferon eden od pomembnih dejavnikov protivirusne imunosti, vendar za razliko od protiteles ali efektorskih celic ne zagotavlja beljakovin, ampak genetska homeostaza.

42. vprašanje. Virusne okužbe in metode njihove diagnoze

1. Človeške virusne okužbe

2. Laboratorijska diagnoza virusnih okužb

1.Danes virusne okužbe make up prevladujoči del človeške nalezljive patologije. Najpogostejši med njimi ostajajo akutne okužbe dihal (ARVI) in druge prenesene virusne okužbe s kapljicami v zraku, katerih povzročitelji pripadajo popolnoma različnim družinam, največkrat so to virusi, ki vsebujejo RNA (virus gripe A, B, C, virus mumpsa, virusi parainfluence, ošpic, rinovirusi itd.).

Nič manj pogoste so črevesne virusne nalezljive bolezni, ki jih povzročajo virusi, ki prav tako pripadajo različnim družinam virusov RNA in DNA (enterovirusi, virus hepatitisa A, rotavirusi, kalicinovirusi itd.).

Virusne nalezljive bolezni, kot npr virusni hepatitis, zlasti hepatitis B, ki se prenaša spolno in prenosljivo. Njihovi povzročitelji - virusi hepatitisa A, B, C, D, E, G, TT - spadajo v različne taksonomske skupine (pikornavirusi, hepadnavirusi itd.), imajo različne mehanizme prenosa, vendar imajo še vedno tropizem za jetrne celice.

Ena najbolj znanih virusnih okužb je okužba z virusom HIV (pogosto imenovano AIDS - sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti kar je njen neizogiben izid). virus humane imunske pomanjkljivosti (HIV) - povzročitelj okužbe s HIV - spada v družino RNA virusov Retroviridae rodu lentivirusov.

Večina jih je RNA, ki vsebuje Spadajo v družine Toga-, Flavi- in Bunyavirus in so povzročitelji encefalitisa in hemoragičnih mrzlic. Povzročitelji hudih oblik hemoragičnih mrzlic (mrzlica ebola, marburška mrzlica itd.) so filo- in adenovirusi. Vendar vektorska pot okužbe teh nalezljivih bolezni ni edina. Zgoraj navedene okužbe so večinoma endemične bolezni, vendar so se poleti 1999 v regijah Rostov in Volgograd pojavili hudi izbruhi nekaterih od teh bolezni (krimska hemoragična mrzlica, mrzlica Zahodnega Nila).

Poleg infekcijske patologije pri ljudeh je dokazana vloga virusov pri nastanku nekaterih živalskih in človeških tumorjev. (onkogeni, oz onkovirusi). Med znanimi virusi, ki imajo onkogeni učinek, so predstavniki virusov, ki vsebujejo DNA (iz družine papovavirusov, herpesvirusov, adenovirusov, poksvirusov) in virusov, ki vsebujejo RNA (iz družine retrovirusov, rod pikornovirusov).

2. Za laboratorijsko diagnozo virusnih okužb Uporabljajo se različne metode.

Virološki pregled (svetlobna mikroskopija) omogoča odkrivanje značilnih virusnih vključkov in elektronska mikroskopija - sami virioni in na podlagi značilnosti njihove strukture diagnosticirajo ustrezno okužbo (na primer rotavirus).

Virološke raziskave namenjen izolaciji virusa in njegovi identifikaciji. Viruse izoliramo z okužbo laboratorijskih živali, piščančjih zarodkov ali tkivnih kultur.

Primarna identifikacija izoliranega virusa na ravni družine se lahko izvede z:

‣‣‣ določitev vrste nukleinske kisline (test z bromodeoksiuridonom);

‣‣‣ značilnosti njegove zgradbe (elektronska mikroskopija);

‣‣‣ velikost viriona (filtracija skozi membranske filtre s porami premera 50 in 100 nm);

‣‣‣ prisotnost superkapsidne lupine (test z etrom);

‣‣‣ hemaglutinini (reakcija hemaglutinacije);

‣‣‣ vrsta simetrije nukleokapsida(elektronska mikroskopija).

Rezultate ocenimo tako, da tkivno kulturo inokuliramo z ustrezno obdelanim vzorcem in nato zabeležimo rezultate inokulacije s preskusno metodo barvne filtracije. Bistvenega pomena za identifikacijo virusov (na rod, vrsto, znotraj vrste) je tudi njihovo preučevanje antigenska struktura,ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ poteka v reakcije nevtralizacije virusa z ustreznimi imunskimi serumi. Bistvo te reakcije je v tem, da virus po zdravljenju s homolognimi protitelesi izgubi svojo biološko aktivnost (nevtraliziran) in gostiteljska celica se razvija na enak način kot tista, ki ni okužena z virusom. To presojamo po odsotnosti citopatskega učinka, barvnem testu, rezultatih reakcije inhibicije hemaglutinacije (HIT), odsotnosti sprememb pri okužbi piščančjih zarodkov in preživetju občutljivih živali.

Virološke raziskave- to "zlati standard" virologijo in jo je treba izvajati v specializiranem virološkem laboratoriju. Danes se uporablja

praktično samo v razmerah epidemijskega izbruha določene virusne nalezljive bolezni.

Pogosto se uporabljajo za diagnosticiranje virusnih okužb. imunodiagnostične metode (serodiagnostika in imunoindikacija). Οʜᴎ se izvajajo v najrazličnejših imunskih reakcijah:

‣‣‣ radioizotopni imunski test (RIA);

‣‣‣ encimski imunski test (ELISA);

‣‣‣ imunofluorescenčna reakcija (GREBEN);

‣‣‣ reakcija vezave komplementa (CFR);

‣‣‣ reakcija pasivne hemaglutinacije (RPHA);

‣‣‣ reakcija inhibicije hemaglutinacije (HRI) itd.

Pri uporabi metod serodiagnoza je obvezno študija parnih serumov. Ob istem času 4-kratno povečanje titra protiteles v drugem serumu v večini primerov služi kot pokazatelj potekajoče ali nedavne okužbe. Pri pregledu enega seruma, odvzetega v akutni fazi bolezni, odkrivanje protiteles razreda IgM, kar kaže na akutno okužbo.

Velik dosežek sodobne virologije je uvedba diagnostike virusnih okužb v prakso molekularno genetske metode(sondiranje DNA, verižna reakcija s polimerazo - PCR). Najprej se uporabljajo za identifikacijo obstojnih virusov, najdenih v kliničnem materialu, ki jih je težko zaznati ali jih ni mogoče zaznati z drugimi metodami.

43. vprašanje. Preprečevanje in zdravljenje virusnih okužb

1. Metode za preprečevanje virusnih okužb

2. Protivirusna kemoterapevtska sredstva

1. Za aktivno umetno preprečevanje virusnih okužb. V vključno z načrtovanimi široko uporabljan živa virusna cepiva. Οʜᴎ spodbujajo odpornost na mestu okužbe, tvorbo protiteles in efektorskih celic ter sintezo interferona. Glavne vrste živih virusnih cepiv:

‣‣‣ gripa, ošpice;

‣‣‣ poliomielitis (Seibina-Smorodintseva-Chumakova);

‣‣‣ mumpsu, proti ošpicam rdečkam;

‣‣‣ proti steklini, proti rumeni mrzlici;

‣‣‣ gensko spremenjeno cepivo proti hepatitisu B - Engerix V. Za preprečevanje virusnih okužb se uporabljajo in uničena cepiva:

‣‣‣ proti klopnemu encefalitisu;

‣‣‣ Omska hemoragična mrzlica;

‣‣‣ poliomielitis (Salka);

‣‣‣ hepatitis A (Harvix 1440);

‣‣‣ proti steklini (HDSV, Pasteur Merrier);

‣‣‣ kot tudi kemični - gripa

Za pasivno preventivo in imunoterapija predlagano naslednja zdravila protitelesa:

‣‣‣ gama globulin proti gripi;

‣‣‣ gama globulin proti steklini;

‣‣‣ gama globulin proti ošpicam za otroke, mlajše od 2 let (v izbruhih), in za oslabele starejše otroke;

‣‣‣ serum proti gripi s sulfonamidi.

Univerzalno zdravilo pasivna preventiva virusnih okužb sta interferon in induktorji endogenega interferona.

2. Večina znanih kemoterapevtskih zdravil nima protivirusno dejavnost, ker mehanizem delovanja večine temelji na zatiranju presnove mikrobov, virusi pa nimajo lastnih presnovnih sistemov.

Antibiotiki in sulfonamidi za virusne okužbe se uporabljajo samo namensko preprečevanje bakterijski zapleti. Vendar se trenutno razvijajo in uporabljajo kemoterapevtiki s protivirusnim delovanjem.

Prva skupina - nenormalni nukleozidi. Po strukturi so blizu nukleotidom virusnih nukleinskih kislin, vendar vključeni v sestavo nukleinske kisline ne zagotavljajo njenega normalnega delovanja. Ta zdravila vključujejo azidotimidin, zdravilo, ki deluje proti virusu humane imunske pomanjkljivosti (okužba s HIV). Pomanjkljivost teh zdravil je njihova visoka toksičnost za celice makroorganizma.

Druga skupina zdravil moti procese absorpcija virusa na celicah. Οʜᴎ so manj strupeni, imajo visoko selektivnost in so zelo obetavni. To so tiosemikarbozon in njegovi derivati, aciklovir (Zovirax) - herpetična okužba, rimantadin in njegovi derivati ​​- gripa A itd.

Interferon je univerzalno sredstvo za zdravljenje in preprečevanje virusnih okužb.

Vprašanje 38. Nukleinske kisline in proteini - koncept in vrste. Razvrstitev in značilnosti kategorije "Vprašanje 38. Nukleinske kisline in proteini" 2017, 2018.

Beljakovine, za razliko od nukleinskih kislin,
1) sodelujejo pri tvorbi plazemske membrane
2) so del kromosomov
3) so pospeševalci kemičnih reakcij
4) opravljajo transportno funkcijo
5) opravljajo zaščitno funkcijo
6) prenos dedne informacije od jedra do ribosoma

To je zaslužna služba! Veliko je vprašanj... Pomoč, prosim! Samo polovico sem vrgel sem. Prosim za odgovor! Prokarionti imajo za razliko od evkariontov

Izberite en odgovor: a. mitohondrije in plastide b. plazemska membrana c. jedrska snov brez ovoja d. veliko velikih lizosomov sodeluje pri vstopu in gibanju snovi v celici Izberite enega ali več odgovorov: a. endoplazmatski retikulum b. ribosomi c. tekoči del citoplazme d. plazemska membrana e. Centrioli celičnega središča Ribosomi so Izberite en odgovor: a. dva membranska cilindra b. okrogla membranasta telesa c. mikrotubulni kompleks d. dve nemembranski podenoti Rastlinska celica ima za razliko od živalske Izberite en odgovor: a. mitohondrije b. plastide c. plazemska membrana d. Golgijev aparat Velike molekule biopolimerov vstopajo v celico skozi membrano Izberite en odgovor: a. s pinocitozo b. z osmozo c. s fagocitozo d. z difuzijo Ko pride do motenj v terciarni in kvartarni strukturi beljakovinskih molekul v celici, te prenehajo delovati Izberite en odgovor: a. encimi b. ogljikovi hidrati c. ATP d. lipidi Besedilo vprašanja

Kakšno je razmerje med plastiko in energetski metabolizem

Izberite en odgovor: a. energijski metabolizem oskrbuje plastiko s kisikom b. plastična presnova dobavlja organske snovi za energijo c. presnova plastike oskrbuje molekule ATP za energijo d. presnova plastike oskrbuje z minerali za energijo

Koliko molekul ATP se shrani med glikolizo?

Izberite en odgovor: a. 38 b. 36 c. 4 d. 2

Reakcije temne faze fotosinteze vključujejo

Izberite en odgovor: a. molekularni kisik, klorofil in DNK b. ogljikov dioksid, ATP in NADPH2 c. voda, vodik in tRNA d. ogljikov monoksid, atomski kisik in NADP+

Podobnost med kemosintezo in fotosintezo je v obeh procesih

Izberite en odgovor: a. za izobraževanje organske snovi uporablja se sončna energija b. energija, ki se sprosti pri oksidaciji, se porabi za tvorbo organskih snovi anorganske snovi c. organske snovi nastanejo iz anorganskih d. nastajajo enaki presnovni produkti

Informacije o zaporedju aminokislin v proteinski molekuli se v jedru kopirajo iz molekule DNK v molekulo.

Izberite en odgovor: a. rRNA b. mRNA c. ATP d. tRNA Katero zaporedje pravilno odraža pot implementacije genetske informacije Izberite en odgovor: a. lastnost --> protein --> mRNA --> gen --> DNA b. gen --> DNK --> lastnost --> protein c. gen --> mRNA --> protein --> lastnost d. mRNA --> gen --> protein --> lastnost

Celoten sklop kemijskih reakcij v celici imenujemo

Izberite en odgovor: a. fermentacija b. metabolizem c. kemosinteza d. fotosinteza

Biološki pomen heterotrofne prehrane je

Izberite en odgovor: a. poraba ni organske spojine b. sinteza ADP in ATP c. prejemanje gradbeni materiali in energija za celice d. sinteza organskih spojin iz anorganskih

Vsi živi organizmi v procesu življenja uporabljajo energijo, ki je shranjena v organskih snoveh, ustvarjenih iz anorganskih

Izberite en odgovor: a. rastline b. živali c. gobe d. virusi

Med procesom menjave plastike

Izberite en odgovor: a. bolj kompleksni ogljikovi hidrati se sintetizirajo iz manj kompleksnih b. maščobe se pretvorijo v glicerol in maščobne kisline c. beljakovine oksidirajo, da nastanejo ogljikov dioksid, voda, snovi, ki vsebujejo dušik d. energija se sprosti in ATP se sintetizira

Osnova interakcije je načelo komplementarnosti

Izberite en odgovor: a. nukleotidov in nastanek dvoverižne molekule DNA b. aminokisline in nastanek primarne proteinske strukture c. glukoza in tvorba polisaharidne molekule vlaken d. glicerin in maščobne kisline in tvorbo maščobnih molekul

Pomen energetskega metabolizma v celičnem metabolizmu je, da zagotavlja sintezne reakcije

Izberite en odgovor: a. nukleinske kisline b. vitamini c. encimi d. molekule ATP

Encimska razgradnja glukoze brez kisika je

Izberite en odgovor: a. menjava plastike b. glikoliza c. pripravljalna faza menjava d. biološka oksidacija

Razgradnja lipidov na glicerol in maščobne kisline poteka v

Izberite en odgovor: a. kisikova stopnja energetske presnove b. proces glikolize c. med menjavo plastike d. pripravljalna faza energetske presnove

1. možnost 1. Navedite primer biocenotske ravni organizacije življenja A) Majska šmarnica B) Jata trske C) Nukleinska kislina D) Borov gozd 2.

Največja sistematska enota A) Kraljestvo B) Oddelek C) Razred D) Družina 3. Celica A) gliv B) bakterij C) cianobakterij D) virusov velja za evkariontske 4. Dušikova baza adenin, riboza in trije ostanki fosforjeve kisline so del A ) DNK B) RNK C) ATP D) beljakovine 5. Ribosomi so A) Kompleks mikrotubulov B) Kompleks dveh okroglih membranskih telesc C) Dva membranska valja D) Dve nemembranski podenoti v obliki gob 6. Bakterijska celica, npr rastlinska celica, ima A) Jedro B) Golgijev kompleks C) Endoplazmatski retikulum D) Citoplazmo 7. Organel, v katerem poteka oksidacija organskih snovi v ogljikov dioksid in vodo A) Mitohondrij B) Kloroplast C) Ribosom D) Golgijev kompleks. 8. Kloroplasti v celici ne opravljajo funkcije A) Sinteze ogljikovih hidratov B) Sinteze ATP C) Absorpcije sončna energija D) Glikoliza 9. Vodikove vezi med CO in NH skupinami v molekuli beljakovine dajejo spiralno obliko, ki je značilna za zgradbo A) Primarno B) Sekundarno C) Terciarno D) Kvartarno 10. Za razliko od tRNK molekule mRNK A) Oddajajo aminokisline do mesta sinteze proteina B) Služijo kot matrica za sintezo tRNA C) Prenašajo dedno informacijo o primarni strukturi proteina od jedra do ribosoma D) prenašajo encime do mesta sestavljanja proteinskih molekul. 11. Glavni vir energije v celici A) Vitamini B) Encimi C) Maščobe D) Ogljikovi hidrati 12. Proces primarne sinteze glukoze poteka A) V jedru B) V kloroplastih C) Ribosomi D) Lizosomi 13. Vir kisika, ki ga celice sproščajo med fotosintezo, je A) Voda B) Glukoza C) Riboza D) Škrob 14. Koliko celic in s kakšnim naborom kromosomov nastane po mejozi? 15. Divergenca kromatid do polov celice se pojavi v A) Anafazi B) Telofazi C) Profazi D) Metafazi 16. Biološki pomen mitoze. 17. Prednosti nespolnega razmnoževanja.

Nukleoproteini so kompleksi nukleinskih kislin in beljakovin. Nukleoproteini vključujejo stabilne komplekse nukleinskih kislin z beljakovinami, dolgo časa ki obstajajo v celici kot del organelov ali strukturnih elementov celice, v nasprotju z različnimi kratkoživimi vmesnimi kompleksi protein-nukleinska kislina(kompleksi nukleinskih kislin z encimi sintetazami in hidrolazami pri sintezi in razgradnji nukleinskih kislin, kompleksi nukleinskih kislin z regulatornimi proteini itd.). Glede na vrsto nukleinskih kislin, vključenih v nukleoproteinske komplekse, ločimo ribonukleoproteine ​​in deoksiribonukleoproteine. Nukleoproteini sestavljajo bistveni del ribosomov, kromatina in virusov. V ribosomih se ribonukleinska kislina (RNA) veže na specifične ribosomske proteine. Virusi so skoraj čisti ribo- in deoksiribonukleoproteini. V kromatinu je nukleinska kislina predstavljena z deoksiribonukleinsko kislino, povezano z različnimi proteini, med katerimi lahko ločimo dve glavni skupini - histone in nehistonske proteine.

Stabilnost nukleoproteinskih kompleksov zagotavlja nekovalentna interakcija. Za različne nukleoproteine ​​različne vrste interakcij prispevajo k stabilnosti kompleksa, interakcije nukleinska kislina-protein pa so lahko specifične in nespecifične. V primeru specifične interakcije je določena regija proteina povezana s specifičnim (komplementarnim regiji) nukleotidnim zaporedjem, v tem primeru prispevkom vodikove vezi, ki nastane med nukleotidnimi in aminokislinskimi ostanki zaradi prostorske medsebojne korespondence fragmentov, je največja. V primeru nespecifične interakcije k stabilnosti kompleksa največ prispeva elektrostatična interakcija negativno nabitih fosfatnih skupin polianiona nukleinske kisline s pozitivno nabitimi aminokislinskimi ostanki proteina.

Primer specifične interakcije so nukleoproteinski kompleksi podenote rRNA ribosomov; nespecifična elektrostatična interakcija je značilna za komplekse kromatina kromosomske DNA in komplekse DNA-protamin v glavah semenčic nekaterih živali. Podenota nukleoproteinskega kompleksa ribosomov 50S bakterij. Rjava prikazuje rRNA, modra prikazuje beljakovine.

Prisotnost negativno nabitega fosfata v vsakem nukleotidu naredi NA polianione. Zato tvorijo soli podobne komplekse z beljakovinami. To lahko shematično predstavimo takole: Začetna faza Pakiranje DNK izvajajo histoni, več visoke ravni zagotavljajo druge beljakovine. Sprva se molekula DNK ovije okoli histonov in tvori nukleosome. Tako oblikovan nukleosomski filament je podoben kroglicam, ki se zvijejo v superheliks (kromatinska fibrila) in supersuperhelix (interfazna kromonema). Zahvaljujoč histonom in drugim proteinom se velikost DNK na koncu zmanjša za tisočkrat: dolžina DNK doseže 6-9 cm (10 -1), velikost kromosomov pa le nekaj mikrometrov (10 -6). Stopnje organizacije kromatina

Vsak živ organizem vsebuje 2 vrsti nukleinskih kislin: ribonukleinsko kislino (RNK) in deoksiribonukleinsko kislino (DNK). Molekulska masa najmanjše znane nukleinske kisline, prenosne RNA (tRNA), je približno 25 kDa. DNK je največja polimerna molekula; njihova molekulska masa se spreminja od do kD. DNK in RNK sta sestavljeni iz monomernih enot – nukleotidov, zato nukleinske kisline imenujemo polinukleotidi.

Vsak nukleotid je sestavljen iz treh komponent: dušikove baze, ki je derivat purina ali pirimidina, pentoze (riboza ali deoksiriboza) in ostanka fosforne kisline. Nukleinske kisline vključujejo dva derivata purina - adenin in gvanin ter tri derivate pirimidina - citozin, uracil (v RNK) in timin (v DNK). Purini: adenin in gvanin sta del DNK in RNK, pirimidini: citozin in timin sta del DNK, citozin in uracil sta del RNK.

Lastnosti: eksponat z negativnim nabojem kislinske lastnosti Nomenklatura nukleotidov: nukleozid-5'-monofosfat, nukleozid-5'-difosfat, nukleozid-5'-trifosfat. Struktura ATP Struktura CTP Nukleotid = fosforiliran nukleozid = nukleozid ostanka H 3 PO 4

Tvorba imen nukleozidov in nukleotidov adenozin-5'-monofosfat ali adenilna kislina ali AMP adenin adenozin gvanin citozin uracil timin gvanozin citidin uridin timidin Pri deoksiribonukleotidih je k imenu baze dodan “deoksi” bazinukleozid Kiryukhin D.O.

Znani so tudi ciklični nukleotidi, v katerih fosforna kislina tvori estrske vezi hkrati s 5 in 3 ogljikovimi atomi riboznega cikla. To sta adenozin 3,5-ciklofosfat (cAMP) in gvanozin 3,5-ciklofosfat (cGMP). Ta dva nukleotida nista del NK, ampak imata vlogo prenašalcev, sekundarnih prenašalcev (messengerjev) signalov v celici, ki spodbujata prehod proteinov iz neaktivnega stanja v aktivno ali obratno.

Primarna struktura nukleinskih kislin je izmenični vrstni red nukleotidov, ki so med seboj povezani v linearnem zaporedju s 3", 5" fosfodiestrsko vezjo. Posledično nastanejo polimeri s fosfatnim ostankom na 5" koncu in prosto -OH- skupino pentoze na 3" koncu.

Primarna struktura nukleinskih kislin X = H za DNA, X = OH za RNA Vezi v molekuli nukleinske kisline: 1 - 5"-fosfoester (ali ester); 2 - N-glikozidna; 3 - 3,5" - fosfodiestersko odčitavanje od konca 5` do konca 3`.

Za kratek prikaz zaporedja nukleotidov v nukleinskih kislinah se uporablja enočrkovna koda. V tem primeru snemanje poteka od leve proti desni tako, da ima prvi nukleotid prost 5"-fosfatni konec in zadnji -OH skupino na položaju 3" riboze ali deoksiriboze. Tako lahko primarno strukturo DNA zapišemo takole: CGTAAGTTCG... Če v prikazanem fragmentu DNA ni T, potem je predpona d- (deoksi) postavljena pred začetek zapisa.Včasih ima polinukleotidna veriga nasprotno smer, v teh primerih je smer verig nujno navedena od 5" do 3" ali od 3" do 5" konca primarne RNA se lahko predstavi na naslednji način: CAUUAGGUAA...

Sekundarno strukturo DNA predstavlja dvojna vijačnica, v kateri sta dve polinukleotidni verigi razporejeni antiparalelno in se držita relativno druga glede na drugo zaradi interakcije med komplementarnimi dušikovimi bazami. Polinukleotidne verige molekule DNK niso enake, ampak so med seboj komplementarne.

Vse baze verig DNK se nahajajo znotraj dvojne vijačnice, hrbtenica pentozofosfata pa zunaj. Polinukleotidne verige se med seboj držijo zaradi vodikovih vezi med komplementarnima purinskimi in pirimidinskimi dušikovimi bazami A in T (dve vezi) ter med G in C (tri vezi). Pri tej kombinaciji vsak par vsebuje tri obroče, tako da je celotna velikost teh baznih parov enaka po celotni dolžini molekule. Vodikove vezi z drugimi kombinacijami baz v paru so možne, vendar so veliko šibkejše. Komplementarne baze so zložene v jedru vijačnice. Hidrofobne interakcije (interakcije zlaganja) nastanejo med bazami dvoverižne molekule v skladu in stabilizirajo dvojno vijačnico.

Največje prekrivanje najmanjše prekrivanje Komplementarne baze so obrnjene proti notranjosti molekule in ležijo v isti ravnini, ki je skoraj pravokotna na os vijačnice. Posledično nastane kup baz, med katerimi nastanejo hidrofobne interakcije, ki dajejo glavni prispevek k stabilizaciji vijačne strukture.

Obstaja več oblik desnosučne dvojne vijačnice DNK. V celici je DNK največkrat v B-obliki, v kateri je do 10 nukleotidnih parov na zavoj vijačnice. V A-obliki je 11 nukleotidnih parov na zavoj, v C-obliki pa 9,3 nukleotidnih parov. Niti DNK tvorijo 2 utora - manjši in večji utor. Menijo, da v A-obliki DNK sodeluje v procesih transkripcije, v B-obliki pa v replikacijskih procesih. Poleg desnosučne vijačnice obstaja še ena levosučna DNA vijačnica - (Z-oblika), v kateri je 12 nukleotidnih parov na zavoj.

Terciarna struktura DNK se oblikuje z njeno interakcijo z beljakovinami. Vsaka molekula DNK je zapakirana v ločen kromosom, v katerem se različne beljakovine vežejo na posamezne dele DNK in poskrbijo za superzvijanje in zbijanje molekule. Skupna dolžina DNK haploidnega nabora 23 človeških kromosomov je 3,5 × 10 9 nukleotidnih parov. Kromosomi tvorijo kompaktne strukture le v fazah ločevanja. V času mirovanja se kompleksi DNA z beljakovinami enakomerno porazdelijo po jedru in tvorijo kromatin. Kromatinske proteine ​​delimo v dve skupini: histone in nehistonske proteine.

Histoni so majhne beljakovine z visoko vsebnostjo pozitivno nabitih aminokislin lizina in arginina. Medsebojno delujejo z negativno nabitimi fosfatnimi skupinami približno 146 baznih parov DNK, da tvorijo nukleosome. Med nukleosomoma je odsek DNK, ki obsega približno 30 nukleotidnih parov – povezovalni odsek, na katerega je pritrjena tudi molekula histona. Nehistonski proteini so predstavljeni z različnimi encimi in proteini, ki sodelujejo pri sintezi DNA in RNA, regulaciji teh procesov, pa tudi strukturnih proteinih, ki zagotavljajo zbijanje DNA.

Sekundarna struktura RNA nastane kot posledica spiralizacije posameznih odsekov enoverižne RNA. V spiralnih predelih ali lasnicah so komplementarni pari dušikovih baz A in U, G in C povezani z vodikovimi vezmi. Dolžina spiralnih odsekov je kratka, vsebuje od 20 do 30 nukleotidnih parov. Ta področja se izmenjujejo z nevijačnimi regijami molekule. Terciarna struktura RNK nastane zaradi tvorbe dodatnih vodikovih vezi med nukleotidi, polinukleotidno verigo in proteini, stabilizirana z ioni Mg 2+ in zagotavlja dodatno zbijanje in stabilizacijo prostorske strukture molekule.

Manjše baze predstavljajo 10 % vseh nukleotidov. Odkritih je do 50 sort. Najdemo ga v t-RNA, r-RNA in mitohondrijski DNA. Minorne baze opravljajo 2 funkciji: naredijo NK odporne na delovanje nukleaz in vzdržujejo določeno terciarno strukturo molekule, saj ne morejo sodelovati pri tvorbi komplementarnih parov, in preprečujejo spiralizacijo določenih odsekov v polinukleotidnem zaporedju tRNA.

Vrste celične RNA glede na funkcije. Vrsta RNA Velikost v nukleotidih Funkcije 1 Heterogena jedrna RNA (hnRNA) Promessenger RNA, ki se bo kasneje spremenila v messenger RNA 2 Messenger ali messenger RNA (mRNA ali mRNA) So predloge za sintezo beljakovin 3 Prenosna RNA (tRNA) 70-90 Oskrba z aminokislinami med sintezo beljakovin 4 Ribosomska RNA (rRNA) Več razredov z velikostmi od 100 do So gradniki ribosomov 5 Mala jedrska RNA (snRNA) Sodelujejo pri pakiranju riboproteinskih delcev, spajanju itd.

Prenosne RNA (tRNA) so adapterske molekule, v katerih je aminokislina pritrjena na 3" konec, regija antikodona pa je pritrjena na mRNA. Družina tRNA vključuje več kot 30 molekul z različnimi primarnimi strukturami, ki jih sestavlja približno 80 nukleotidov. Značilnost tRNK je vsebnost 10-20% modificiranih ali manjših nukleotidov. Sekundarna struktura tRNK je opisana kot deteljna struktura, kjer so poleg 70% spiralnih regij enoverižni fragmenti, ki niso. ki sodelujejo pri tvorbi vodikovih vezi med nukleotidnimi ostanki, to zlasti vključuje regijo, ki je odgovorna za vezavo na 3" koncu molekule in antikodon - specifičen trojček nukleotidov, ki deluje komplementarno z mRNA. kodon. tRNA predstavlja približno 15 % celotne RNA v celici.

Ribosomska RNA (rRNA) predstavlja približno 80 % celotne RNA v celici in je del ribosomov. Citoplazmatski ribosomi evkariontov vključujejo 4 vrste rRNA z različno sedimentacijsko konstanto (SC) - hitrostjo sedimentacije v ultracentrifugi (ločimo rRNA - 5S, 5,8S, 28S in 18S (S - sedimentacijski koeficient)). rRNA tvorijo komplekse z beljakovinami, imenovane ribosomi. Vsak ribosom je sestavljen iz dveh podenot - majhne (40S) in velike (60S). Kompleks velike in majhne podenote ribosoma tvori kompakten delec in ima KS 80S. Messenger RNA (mRNA) ali sporočilna RNA predstavlja 2-4 % celotne RNA v celici. Po primarni strukturi so izredno raznolike, njihovo število pa je tako veliko kot število beljakovin v telesu, saj je vsaka molekula mRNK matrica pri sintezi ustrezne beljakovine.

Razlike med RNK in DNK: število verig: RNK ima eno verigo, DNK ima dve verigi, velikost: DNK je veliko večja, lokalizacija v celici: DNK je v jedru, skoraj vsa RNK je zunaj jedra, vrsta monosaharida: v DNA - deoksiriboza, v RNA – riboza, dušikove baze: DNA vsebuje timin, RNA – uracil. funkcija: DNA je odgovorna za shranjevanje dednih informacij, RNA je odgovorna za njihovo izvajanje.

2. Energija. Makroergične molekule (makroergi) so biološke molekule, ki so sposobne akumulirati in prenašati energijo med reakcijo. Pri hidrolizaciji ene od vezi se sprosti več kot 20 kJ/mol, v nasprotju z enostavno vezjo, katere energija je približno 13 kJ/mol. Vsi nukleozidni trifosfati in nukleozidni difosfati (ATP, GDP in njihovi analogi) vsebujejo eno ali dve fosfoanhidridni vezi, energija vsake od njih je 32 kJ/mol.

Prisotnost visokoenergijskih vezi v nukleotidih jim omogoča, da so aktivatorji in nosilci monomerov v celici: UTP - uridin trifosforna kislina se uporablja za sintezo glikogena, CTP - citidin trifosforna kislina - za sintezo lipidov, GTP gvanozin trifosfat - za gibanje ribosomov med prevajanjem (biosinteza beljakovin) in hormonskega prenosa signala (protein G).

3. Regulativni. Mononukleotidi so alosterični efektorji številnih ključnih encimov, cAMP in cGMP posrednika pri prenosu hormonskih signalov med delovanjem številnih hormonov na celico (sistem adenilat ciklaze), aktivirata protein kinaze. Tako nukleotidi in nukleinske kisline opravljajo ključne funkcije pri vzdrževanju homeostaze v telesu.

1) Za razliko od fotosinteze poteka biosinteza beljakovin
A) v kloroplastih
B) na ribosomih
B) poraba energije sončna svetloba
D) v reakcijah matričnega tipa
D) v lizosomih
E) s sodelovanjem ribonculeinskih kislin

Odgovori

1a. Ugotovite zaporedje procesov med biosintezo beljakovin v celici
A) izobraževanje peptidna vez med aminokislinami
B) interakcija med kodonom mRNA in antikodonom tRNA
B) sproščanje tRNA iz ribosoma
D) povezava mRNA z ribosomom
D) sproščanje mRNA iz jedra v citoplazmo
E) sinteza mRNA

Odgovori

2A) Vzpostavite ujemanje med značilnostjo in življenjskim procesom rastline, ki ji pripada: 1-fotosinteza, 2-dihanje
A) Sintetizira se glukoza
B) organske snovi oksidirajo
B) sprošča se kisik
D) nastane ogljikov dioksid
D) nastane v mitohondrijih
E) ki ga spremlja absorpcija energije

Odgovori

A1 B2 C1 D2 D2 E1

2B. Vzpostavite ujemanje med procesom in vrsto metabolizma v celici: 1-fotosinteza, 2-energetski metabolizem
A) tvorba piruvične kisline (PVA)
B) nastane v mitohondrijih
B) fotoliza vodnih molekul
D) sinteza molekul ATP z uporabo svetlobne energije
D) nastane v kloroplastih
E) sinteza 38 molekul ATP med razpadom molekule glukoze

Odgovori

A2 B2 C1 D1 D1 E2

2B. Vzpostavite ujemanje med znakom rastlinskega življenja in procesom dihanja ali fotosinteze: 1-dihanje, 2-fotosinteza
A) se pojavi v celicah s kloroplasti
B) se pojavlja v vseh celicah
B) kisik se absorbira
D) ogljikov dioksid se absorbira
D) organske snovi nastanejo iz anorganskih na svetlobi
E) organske snovi oksidirajo

Odgovori

A2 B1 C1 D2 D2 E1

3. Beljakovine pri ljudeh in živalih
A) služi kot glavni gradbeni material
B) se v črevesju razgradijo na glicerol in maščobne kisline
B) nastanejo iz aminokislin
D) se v jetrih pretvorijo v glikogen
D) dati v rezervo
E) kot encimi pospešujejo kemične reakcije

Odgovori

4. Vzpostavite ujemanje med procesom in stopnjo presnove energije, v kateri se pojavi: 1-brez kisika, 2-kisik
A) Razgradnja glukoze
B) sinteza 36 molekul ATP
B) tvorba mlečne kisline
D) popolna oksidacija v CO2 in H2O
D) nastanek PVK, NAD-2N

Odgovori

A1 B2 C1 D2 D1

5. Beljakovine, za razliko od nukleinskih kislin,
A) sodelujejo pri tvorbi plazemske membrane
B) so del kromosomov
C) so pospeševalci kemijskih reakcij
D) opravljajo transportno funkcijo
D) opravljajo zaščitno funkcijo
E) prenos dednih informacij iz jedra v ribosom

Odgovori

6. Katere značilnosti strukture in lastnosti vode določajo njene funkcije v celici?
A) sposobnost tvorbe vodikovih vezi
B) prisotnost visokoenergijskih vezi v molekulah
B) polarnost molekule
D) visoka toplotna zmogljivost
D) sposobnost tvorbe ionskih vezi
E) sposobnost sproščanja energije med cepitvijo

Odgovori

8) Vzpostavite ujemanje med značilnostmi energetskega metabolizma in njegovo stopnjo: 1-glikoliza, 2-oksidacija kisika
A) poteka v anaerobnih pogojih
B) nastane v mitohondrijih
B) nastane mlečna kislina
D) nastane pirovična kislina
D) Sintetizira se 36 molekul ATP

Odgovori

A1 B2 C1 D1 D2

9. Kot rezultat reakcij matričnega tipa se sintetizirajo molekule
A) polisaharidi
B) DNK
B) monosaharidi
D) mRNA
D) lipidi
E) veverica

Odgovori

9a. Poveži značilnosti ogljikovih hidratov z njihovo skupino: 1-monosaharid, 2-polisaharid
A) je biopolimer
B) je hidrofoben
B) izkazuje hidrofilnost
D) služi kot rezerva hranilo v živalskih celicah
D) nastane kot posledica fotosinteze
E) oksidira med glikolizo

Odgovori

A2 B2 C1 D2 D1 E1

10. Kakšen je pomen fotosinteze v naravi?
A) oskrbuje organizme z organskimi snovmi
B) obogati zemljo z minerali
C) oskrbuje organizme s kisikom
D) obogati ozračje z vodno paro
D) oskrbuje vse življenje na Zemlji z energijo
E) obogati ozračje z molekularnim dušikom

Odgovori

11. Kako se molekula DNA razlikuje od molekule mRNA?
A) sposoben samopodvajanja
B) se ne more samopodvojiti
B) sodeluje v reakcijah matričnega tipa
D) ne more služiti kot predloga za sintezo drugih molekul
D) je sestavljen iz dveh polinukleotidnih verig, zavitih v spiralo
E) je sestavni del kromosomi

Odgovori

12. Katere snovi uvrščamo med biopolimere?
A) škrob
B) glicerin
B) glukoza
D) beljakovine
D) DNK
E) fruktoza

Odgovori

13. Vzpostavite zaporedje stopenj oksidacije molekul škroba med presnovo energije
A) tvorba molekul PVA (pirovične kisline).
B) razpad molekul škroba v disaharide
B) nastanek ogljikovega dioksida in vode
D) tvorba molekul glukoze

Odgovori

14. Vzpostavite ujemanje med značilnostjo in funkcijo proteina, ki jo opravlja: 1-regulativni, 2-strukturni
A) je del centriolov
B) tvori ribosome
B) je hormon
D) tvori celične membrane
D) spremeni aktivnost genov

Odgovori

A2 B2 C1 D2 D1

15. Označena je temna faza fotosinteze
A) pojav procesov na notranjih membranah kloroplastov
B) sinteza glukoze
B) fiksacija ogljikovega dioksida
D) potek procesov v stromi kloroplastov
D) prisotnost fotolize vode
E) Tvorba ATP

Odgovori

16. Katere funkcije opravljajo lipidi v telesu?
A) energija
B) motor
B) informativno
D) gradbeništvo
D) zaščitna
E) prevoz

Odgovori

17. Kako se presnova plastike razlikuje od presnove energije?
A) energija je shranjena v molekule ATP
B) porablja se energija, shranjena v molekulah ATP
B) sintetizirajo se organske snovi
D) pride do razgradnje organskih snovi
D) končni produkti presnove - ogljikov dioksid in voda
E) beljakovine nastanejo kot posledica presnovnih reakcij

Odgovori

18. Vzpostavite ujemanje med presnovno značilnostjo in skupino organizmov, za katere je značilna: 1-avtotrofi, 2-heterotrofi
A) sproščanje kisika v ozračje
B) poraba energije iz hrane za sintezo ATP
C) uporaba gotovih organskih snovi
D) sinteza organskih snovi iz anorganskih
D) uporaba ogljikovega dioksida za prehrano

Odgovori

A1 B2 C2 D1 D1

19. Vzpostavite korespondenco med skupino organizmov in procesom pretvorbe snovi, ki je zanj značilen: 1-fotosinteza, 2-kemosinteza
A) praproti
B) železove bakterije
B) rjave alge
D) cianobakterije
D) zelene alge
E) nitrifikacijske bakterije

Odgovori

A1 B2 C1 D1 D1 E2

20. Katere ogljikove hidrate uvrščamo med monosaharide?
A) riboza
B) glukoza
B) celuloza
D) fruktoza
D) škrob
E) glikogen

Odgovori

21. Vzpostavite ujemanje med značilnostmi avtotrofne prehrane in njene vrste: 1- fotosinteza, 2- kemosinteza
A) porablja se energija oksidacije anorganskih snovi
B) vir energije - sončna svetloba
B) se pojavlja v rastlinskih celicah
D) se pojavi v celicah cianobakterij
D) kisik se sprošča v ozračje
E) za oksidacijo se uporablja kisik

Odgovori

A2 B1 C1 D1 D1 E2

22. Kakšne funkcije opravljajo molekule ogljikovih hidratov in lipidov v celici?
A) informativno
B) katalitično
B) gradbeništvo
D) energija
D) shranjevanje
E) motor