1. INICJACJA TRANSLACJI

Rybosom rozpoznaje kodon AUG, od którego rozpoczyna się synteza polipeptydu; decyduje ona o prawidłowym odczytaniu informacji genetycznej zawartej w mRNA

Prokarioty:

faza 1: kompleks inicjacyjny IF1 i IF3 wiąże się z podjednostką 30S kompleks preinicjacyjny (uniemożliwia wiązanie się z nią dużej podjednostki, wiąże się on w rejonie startu zawierającym kodon inicjacyjny - zwykle AUG).

faza 2: kompleks tRNA i IF2 + kompleks preinicjacyjny = kompleks inicjacyjny

aminokwas inicjujący – formylometionina , wyspecjalizowany tRNA – formylometionylo-tRNA, zajmujący w rybosomie miejsce P.

faza 3: hydroliza GTP, odłączenie czynników inicjacyjnych, podjednostka 50S przyłącza się do 30S – powstaje funkcjonalny kompleks inicjacyjny.

Eukarioty: 9 czynników IF, wiążą się one do podjednostki rybosomowej lub mRNA, dostarczają inicjatorowy tRNA, usuwają inne czynniki.

2. ELONGACJA TRANSLACJI

Wydłużanie łańcucha polipeptydowego, rybosom przesuwa się wzdłuż łańcucha mRNA i katalizuje przyłączanie do N-końca polipeptydu aminokwasów.

etap I: w miejsce A wnika odpowiedni aminoacylo tRNA

(uczestniczy EF-Tu (czynnik elongacyjny) i GTP)

aminoacylo tRNA zajmuje swoje miejsce i łączy się z kodonem 2, GTP ulega hydrolizie, kompleks EF-Tu z GDP opuszcza rybosom i jest regenerowany przez EF-Ts, powstaje kompleks EF-Tu z GTP (zdolny do związania kolejnego aminoacylo tRNA i dostarczenia go do rybosomu)

etap II: tworzenie wiązania peptydowego

miejsca A i P są zajęte, oba aminokwasy są blisko siebie, peptydylotransferaza łączy je bez dodatkowej energii poza tą z ATP wykorzystanego w aminoacylacji tRNA, powstaje dipeptydylo-tRNA w miejscu A i wolny inicjatorowy tRNA w miejscu P

aktywność peptydylotransferazy wykazuje rRNA 23S z podj 50S

etap III: translokacja

kompleks EF-G z GTP wiąże się do rybosomu, deacylowany tRNA jest usuwany z miejsca P, peptydylo-tRNA przesuwany z miejsca A do P, mRNA przesuwa się o jeden kodon w str. końca 3’ w stosunku do rybosomu, GDP i EF-G uwalniane i wykorzystywane ponownie, nowy kodon – w wolnym miejscu A

2. IMP do AMP

1. IMP (monofosforan inozyny) przyłącza asparaginian i oddaje wodę. Reakcja zachodzi przy udziale syntetazy adenylobursztynianowej, GTP i jonów magnezu - powstaje AMPS (adenylobursztynian)

2. AMPS oddaje fumaran przy udziale liazy adenylobursztynianowej - powstaje AMP (monofosforan inozyny)

3. Katabolizm pirymidyn

Produkty katabolizmu pirymidyn, w odróżnieniu od puryn, są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Zalicza się do nich: CO2, NH3, B-alanina, B-aminoizomaślan.

Wydalanie B-aminoizomaślanu zwiększa się w:

• białaczce

• po silnej ekspozycji na promienie rentgenowskie (rozpad DNA)

4. Obróbka mRNA

1.Synteza blokady na końcu 5'- po zsyntetyzowaniu koniec 5' ulega modyfikacji, w której wyniku grupa 5'OH transkryptu zostaje połączona z grupą 5'-OH7-metyloguanozyny poprzez trifosforan.

2.Poliadenylacja końca 3'- pierwotny transkrypt zawierający strukturę kap, zostaje rozcięty w pobliżu końca 3' przez endonukleazę, a następnie zostaje do niego przyłączony poliadenylowy 'ogon' poli(A) zawierający 100-200 reszt A. Ogon poli (A) stabilizuje mRNA, chroniąc jego koniec przed strawieniem przez rybonukleazę

3. Splicing - wycinanie sekwencji intronowych i łączenie końców sąsiadujących eksonów. Proces wymaga udziału kilku małych jądrowych snRNA.

4. Redagowanie RNA- reakcje w których zmianom ulegają sekwencje nukleotydowe cząsteczki mRNA. W obrębie mRNA mogą zachodzić delecje, wprowadzanie nowych nukleotydów lub ich wymiana. W wyniku tego mRNA koduje inny polipeptyd od kodowanego przez oryginalny gen.

5. Enzymy wydzielnicze

Wydzielane do krwi z komórek. Potwierdzają prawidłowo zachodzące procesy anaboliczne.

• esteraza cholinowa

• czynniki krzepnięcia

• lipaza lipoproteinowa

• ceruloplazmina

• acylotransferaza lecytynowo-cholesterolowa

6. Ujemne białka ostrej fazy 

Albumina:

• syntezowana w wątrobie

• główne białko osocza

• rozpuszczalna w H2O

• małe ilości przechodzą przez ścianę kłębuszka (ujemne ładunki: ściana i ALB)

• u ludzi jeden rodzaj albuminy, anomalie:

- bisalbuminemia- dziedziczne występowanie 2 rodzajów albumin o różnym składzie aminokwasowym i różnej aktywności elektroforetycznej.

- analbuminemia- powoduje umiarkowane obrzęki i niskie ciśnienie

• Funkcje:

• utrzymywanie ciśnienia onkotycznego krwi

• buforowanie zmian pH

• transport (hormony, wapń, leki, bilirubina)

Transferyna:

• główne białko osocza transportujące Fe3+ do szpiku kostnego

• wiąże 2 at. żelaza na jedną cząst. białka

• syntetyzowana głównie w wątrobie

• wzrost stęż. TRF w anemiach z niedoborem żelaza, a wysycenie żelazem niskie

• spadek stęż. TRF w osoczu: stany zapalne, choroby nowotworowe, uszkodzenia wątroby, niedożywienie, w zespole nerczycowy.

Prealbumina :

• białko transportowe, syntezowane w wątrobie

• nośnik tyroksyny i białka wiążącego retinol

7. Katabolizm puryn – powstawanie kwasu moczowego

ADENOZYNA INOZYNA HIPOKSANTYNA

KSANTYNA KWAS MOCZOWY

GUANOZYNA   GUANINA KSANTYNA
KWAS MOCZOWY
8. Uklad tioredoksyny

Redukcja NDP daje dNDP - zachodzi intensywnie w komórkach syntetyzujących DNA przed podziałem. Redukcja wymaga tioredoksyny ( białkowy kofaktor ) reduktazy tioredoksynowej. Reakcja katalizowana jest przez NADPH. Tak wytwarzane są deoksyrybonukleotydy do syntezy DNA.

9. tRNA

Występuje 50 rodzajów, dostarcza aminokwasy do rybosomu i dekoduje mRNA. Spełnia funkcje: rozpoznaje aminokwas i odpowiadający mu kodon w mRNA oraz przenosi enzymatycznie związany odpowiedni aminokwas do tworzącego się na rybosomie łańcucha polipeptydowego.

BUDOWA:

sekwencja liniowa (struktura I rzędowa) pojedyncze łańcuch zbudowane z 63-94 nukleotydów

struktura II rzędowa (liść koniczyny) Stabilizowana jest wiązaniami wodorowymi, występują 3lub 4 jednoniciowe pętle oraz 4-5 podwójnie łańcuchowe trzony. Końce 5' i3' tworzą razem ramię akceptorowe. Na końcu 5' znajduje się nukleotyd guanylowy a na końcu 3' trinukleotyd pCpCpA.

Cząsteczka ma 4 charakterystyczne pętle (od końca 5'):

• Pętla I dihydrourydylowa (D lub DHU) zawiera 8-12 nukleotydów nie tworzących par komplementarnych, łączy się ze swoistym enzymem aktywującym(syntetazą aminoacylową)

• Pętla II antykodonowa- 7 niekomplenentarnych nukleotydów, wśród nich 3 przyległe, stanowiące antykodon, kótrych zasady tworzą pary z trzema zasadami azotowymi kodonu w mRNA

• Pętla III dodatkowa- cechuje się bardzo zmienną wielkością

• Pętla IV pseudourydylowa - 7 nukleotydów nie tworzących par zasad i dzięki specyficznej budowie odpowiada za przyłączenie się cząsteczki tRNA do powierzchni rybosomu

struktura III rzędowa posiada 9 wiązań wodorowych utworzonych pomiędzy zasadami znajdujących się w rejonach jednoniciowych pętli tRNA pakuje strukturę II rzędową w III rzędową w kształcie litery L

Dojrzałe tRNA pochodzą z dużego prekursorowego RNA (preRNA) rozszczepionego przez rybonukleazę P i są transkrybowane przez polimerazę III
10. Enzymy biorące udział w replikacji, transkrypcji i translacji

Replikacja:

• W Inicjacji bierze udział HELIKAZA- rozrywa wiązania wodorowe między parami zasad w łańcuchu DNA

• POLIMERAZY DNA- katalizują reakcje wydłużania istniejących już fragmentów, nie mogą jednak rozpocząć ich syntezy od początku

LIGAZA DNA- katalizuje powstanie wiązań fosfodiestrowych między kolejnymi fragmentami Okazaki

Transkrypcja:

POLIMERAZA RNA (u prokariontów jedna u eukariontów trzy rodzaje enzymu)- katalizuje syntezę jednoniciowego RNA na matrycy DNA , wymaga matrycy dsDNA i prekursorowych rybonukleotydów : ATP, GTP, CTP, UTP.

POLIMERAZA RNA I – transkrybuje geny rRNA (28S, 18S, 5,8S)

POLIMERAZA RNA II - transkrybuje geny mRNA, snRNA (jądrowe RNA)

POLIMERAZA RNA III - transkrybuje geny tRNA, rRNA (5S), snRNA, 7S RNA

Translacja:

Aminoacylo-tRNA ligazy- mogą być enzymami monomerycznymi, dimerycznymi lub reprezentować jeden z dwóch typów tetramerów, warunkują dwa pierwsze stadia pierwszego etapu biosyntezy białka, czyli aktywacji aminokwasu.

Aminoacylo-tRNA syntetazy-katalizują dołączenie aminokwasu poprzez grupę karboksylową do 3` końcowego hydroksylu w tRNA. Każdy aminokwas ma swoją własną syntetazę.

11. Glutation budowa i funkcje

glutation (γ-glutamylo-cysteinylo-glicyna)

Glutation jest jest nietypowym tripeptydem. Składa się z:

• glutaminianu

• cysteiny

• glicyny

Glutaminian wiąże się z cysteiną wiązaniem nie-α-peptydylowym. W wiązaniu tym nie uczestniczy grupa α-karboksylowa glutaminianu, tylko γ-karboksylowa.

Rola glutationu:

• przenośnik elektronów

• chroni krwinki czerwone przed uszkodzeniem tlenowym

• jest koenzymem: reduktazy askorbinianowej C, peroksydazy glutationowej (rozkładH₂O₂), dehydrogenazy formaldehydu

• reaktywuje gr. -SH enzymów, które uległy inaktywacji

• rola odtruwająca - sprzęga się z toksycznymi metabolitami

• rozkłada nadtlenek wodoru (jako koenzym peroksydazy glutationowej)

Glutation może występować w dwóch formach:

• zredukowana

• utleniona

Zdolność przechodzenia glutationu w stan utleniony i zredukowany jest ważna w procesach oksydacyjno-redukcyjnych.

12. Zaburzenia biosyntezy puryn i pirymidyn (choroby)

Dna moczanowa- zespół chorobowy spowodowany nadmierną akumulacją kwasu moczowego w tkankach i płynach biologicznych. Ma miejsce gdy narasta stężenie kwasu moczowego i moczanu sodowego w płynach biologicznych. Dochodzi do nasycenia roztworu. Następuje precypitacje kwasu moczowego i moczanu w postaci drobnych kryształów, które fagocytują krwinki białe i komórki. Te wędrują z prądem krwi do różnych tkanek gdzie rozpadają się uwalniając kryształki moczanu oraz enzymy lizosomalne które degradują tkanki stawowe. W efekcie często rozwija się kamica dróg moczowych.

Dna moczowa pierwotna- wrodzone defekty enzymatyczne, najczęściej brak i niedobór fosforybozylotransferazy hipoksantynowo-guanozynowej.
Dna moczanowa wtórna - w przebiegu innych chorób, którym towarzyszy, nadmierne wytwarzanie lub upośledzenie wydalania kwasu moczowego.

• Ksantynuria - wrodzony brak oksydazy ksantynowej, zahamowanie przemiany ksantyny do kwasu moczowego, produkt końcowy przemiany puryn-ksantyna(źle rozpuszczalna, gorzej niż kwas moczowy) i hipoksantyna( dobrze rozpuszczalna w płynach biologicznych). W mięśniach i drogach moczowych odkładają się kamienie ksantynowe.

• Niedobór dezaminazy adeninowej - katalizuje reakcję adenozyna w inozyne. Powoduje to prawie całkowity brak odpowiedzi immunologicznej, ilość limfoblastów spada.

• Niedobór fosforylazy nukleozydowej puryn - utrudnia uwalnianie zasad purynowych z nukleozydów, a tym samym hamuje ich przekształcanie w kwas moczowy. Wzrost nukleozydów purynowych w tkankach i płynach ustrojowych- toksyczne dla erytrocytów i limfocytów T.
  

• Zespół Lescha-Nyhana - niedobór fosforybozylotransferazy hipoksantynowo-guaninowej, hipoksantyna i guanina zamiast ponownie wbudować się do nukleotydów utleniają się do kwasu moczowego. Objawy: rozwój dny moczanowej, zwiększenie napięcia mięśni i ruchów mimowolnych, niedorozwój umysłowy.
  

• Niedobór fosforybozylotransferazy adeninowej - niewykorzystana adenina utlenia oksydazę ksantynową do słabo rozpuszczalnego związku. Efekt - tworzenie kamieni w drogach moczowych.

13. Kwas foliowy i jego wpływ na syntezę puryn i pirymidyn

Niedobór kwasu foliowego i witaminy B12 (wtórny niedobór pochodnych folianowych) wywołuje niedobór puryn. Głownym źródłem folianu są drożdże, wątroba i jarzyny liściaste. Aktywną postacią folianu jest tetrahydrofolian. Tetrahydrofolian jest nośnikiem aktywnych grup jednowęglowych. Aktywnie uczestniczy w przemianie histydyny. Inhibitorem kompetycyjnym jest amino i ametopteryna stosowane jako leki w chemioterapii.

Najważniejszą rolą koenzymu jest przenoszenie fragmentów jednowęglowych i reszty formylowej

Tetrahydrofolian przekazuje je do budowy puryn i pirymidyn.

14. centrum aktywne - budowa i funkcje 

• Warunkiem biokatalizy jest powstanie kompleksu enzym : substrat. Substrat wiąże się w swoistym regionie enzymu nazywanym centrum aktywnym.

• Centrum aktywne jest układem przestrzennym , złożonym z grup chemicznych reszt aminokwasowych.

• W tworzeniu centrum aktywnego biorą udział przede wszystkim reszty aminokwasowe, które w łańcuchach bocznych mają grupy mogące być donorami lub akceptorami protonów.

• Aminkwasy kontaktowe (łączą się z substratem)

  • Seryna, treonina, tyrozyna: chymtrypsyna, elastyna, karboksypeptydazy

  • Cysteina: wszystkie dehydrogenazy

  • Glutamina: pepsyna

  • Lizyna: aminotransferaza, karboksypeptydaza

• Substrat musi mieć odpowiedni kształt, aby mógł dopasować się do enzymu. Centrum aktywne enzymu wytwarza się w chwili kontaktu enzymu z substratem.

• Miejsca aktywne są zagłębieniami lub szczelinami. Miejsca wiązania substratów są zazwyczaj niedostępne dla cząsteczek wody, jeśli nie bierze ona udziału w reakcji. Szczeliny i zagłębienia zawierają grupy polarne, które są eksponowane na zewnątrz cząsteczki do środowiska wodnego. W hydrofobowym mikrośrodowisku skierowane do wnętrza szczeliny reszty aminokwasów polarnych nabierają właściowści niezbędnych do pełnienia funkcji katalitycznej.

• W tworzeniu kompleksu enzym : substrat uczestniczą głównie słabe wiązania niekowalencyjne o energii 12-50 kJ/mol
  

15. Kolagen 

Kolagen jest białkiem włókienkowym (fibrylarnym), który stanowi ponad 25% masy białek w organizmie ludzkim. Skóra zawdzięcza swoją elastyczność i wytrzymałość przeplatającej się sieci kolagenu i włókien kratynowych, a struktura kości i zębów jest podtrzymywana przez sieć włókien kolagenowych. Kolagen występuje też w tkance łącznej(tj. więzadłach oraz ścięgnach).

Budowa:

Kolagen tworzy potrójne helisy. Tropokolagen składa się z 3 łancuchów polipeptydowych, zawierających ok.1000 aminkwasów, zwiniętych razem w potrójną helisę kolagenu. Dojrzałe włókno kolagenowe formuje wydłużony pręt o stosunku osiowym ok. 200.

Trzy lewoskrętne helisy polipeptydowe owijają się wzajemnie w prawą stronę tworząc potrójną helisę kolagenu. Na jeden obrót helisy przypada 3,3 reszty aminokwasowej. Aby było możliwe dopasowanie grup R łańcuchów polipeptydowych potrójnej helisy co trzecia z reszt jest glicyna. Kolagen zawiera też prolinę i hydroksyprolinę w formie powtarzającej się sekwencji Gly-X-Y (w których Y to prolina lub hydroksyprolina).

Wiązania wodorowe między resztami utrzymują potrójne helisy kolagenowe. Dotatkową stabliność zapewniają kowalencyjne wiązania między zmodyfikowanymi restzami lizyny.

Choroby ziązane z dojrzeaniwm kolagenu: zespól Elerhs-Danlosa, szkorbut (niedobor wit.C)
16. Replikacja 

• Następuję w fazie S cyklu komórkowego,

• To wieloetapowy proces enzymatyczny, katalizowany przez polimerazy DNA

• Proces semikonserwatywny - synteza nowych łańcuchów DNA zachodzi zawsze z zachowaniem starych łańcuchów

• Przebiega w kierunku od 5` do 3` (tylko w tą stronę działają polimerazy DNA)

• Obie macierzyste nici (matryce do syntezy DNA)- orientacja w przeciwnych kierunkach, jedna nić wydłuża się w sposób ciągły zgodnie z ruchem widełek replikacyjnych,

1. Inicjacja u Eukariota:

• Wiele miejsc replikacji (replikonów).

• Odwinięcie DNA z nukleosomów co opóźnia przesuwanie się widełek replikacyjnych.

• Replikacja prowadzi do aktywacji miejsc inicjacji i wytworzenia widełek replikacyjnych

• Efekt końcowy: jednorazowe podwojenie całej ilości DNA chromosomu

Rodzaje polimeraz DNA

• polimeraza alfa- synteza nici opóźnionej i starterów DNA

• polimeraza delta- synteza nici wiodącej

• polimeraza beta i eta- naprawa DNA

• polimeraza gamma- replikacja DNA mitochondrialnego

1. Elongacja replikacji

Polimeraza DNA III wydłużanie starterów na obu niciach

1. Po wydłużeniu starterów na nici opóźnionej przez polimerazę DNA III, polimeraza DNA I usuwa je i wypełnia powstałe przerwy

Polimeraza DNA I ma na 1 łańcuchu polipeptydowym 3 aktywności:

• polimerazy 5`->3` wypełnianie powstałych luk przez wydłużanie końca 3` sąsiedn. fragm. OKAZAKI

• egzonukleazy 5`->3` usuwanie starterów RNA

• egzonukleazy 3`->5` sprawdzanie poprawności replikacji

1. Usuwanie starterów RNA - łączenie fragmentów Okazaki.

2. Wypełnianie powstałych przerw przez DNA

3. Ligaza DNA- kataliza tworzenia wiązań fosfodiestrowych między kolejnymi fragmentami Okazaki

1. Terminacja replikacji

Dochodzi do niej gdy widełki replikacyjne replikonu natkną się na specjalną sekwencję terminacyjną. Wolne zakończenia DNA (telomery) skracają się, zapobiega temu telomeraza- prowadzi ona odwrotną transkrypcjętych odcinków, posługując się jako "matrycą" nie DNA, ale RNA, będącym częścią składową tego enzymu. Zapobiega to usunięciu znaczących fragmentów DNA.
17. Histony 

występują w chromosomach obok DNA i białek niehistonowych. Przy pierwszym upakowaniu DNA stosunek masowy DNA do histonów wynosi 1:1.

Wyróżniamy 5 głównych rodzajów histonów:

• H1 (silnie lizynowe - VLR)

• H2A i H2B (umiarkowanie lizynowe - SLR)

• H3 i H4 (argininowe - AR)

• H5 charakterystyczny dla erytrocytów jądrzastych (gady)

Są to białka małe(masa cząsteczkowa: 11-22 tyś.), silnie zasadowe, ok. 25% reszt ich aminokwasów stanowią lizyna i arginina, zawierają dużo aminokwasów o dodatnio naładowanych resztach. Grupy naładowane dodatnio wiążą się z ujemnie naładowanymi resztami fosforanowymi DNA. pI = 10-11 . Brak w nich tryptofanu, nie zawierają ani cysteiny i cystyny. Ze względu na małą zawartość tyrozyny i fenyloalaniny oznaczają się niższym pochłanianiem w nadfiolecie.

W główkach plemników histony są zastąpione protaninami (HP1, HP2, HP3, HP4)
18. Klasy enzymów i opisac dokładnie oksydoreduktazy 

1. Oksydoreduktazy - katalizują reakcje oksydoredukcyjne, związane z przeniesieniem protonów, elektronów i tlenu. Zawierają 14 podklas. Zaliczmy tu np.: dehydrogenazy, reduktazy, oksydazy, oksygenazy, peroksydazy.

2. Transferazy

3. Hydrolazy

4. Liazy

5. Izomerazy

6. Ligazy

19. Regulacja syntezy puryn i pirymidyn 

Puryny

• AMP i GMP hamuje wstecznie Amidotransferazę glutamylo-PRPP i syntetazę PRPP

• AMP hamuje Syntetazę adenyloburszytnianową

• GMP hamuje Dehydrogenazę IMP

• Dawcą grupy aminowej w biosyntezie AMP jest asparaginian, natomiast w biosyntezie GMP jest glutaminian. W tym procesie następuje tzw. Reakcja krzyżowa: aktywatorem w biosyntezie AMP jest GTP, natomiast aktywatorem w biosyntezie GMP jest ATP. Mechanizm ten powoduje, że biosynteza puryn zachodzi w ilościach równomiernych.

Pirymidyny

GENETYCZNA

• Pierwsze 3 enzymy i 2 ostatnie są regulowane przez skoordynowaną represje i depresję

ALLOSTERYCZNA

• Syntaza II karbamoilofosforanowa

  • Hamowanie: UTP, puryny

  • Aktywacja: PRPP

• Karbamoilotransferaza asparaginianowa

  • Hamowanie: CTP

  • Aktywacja: ATP

REGULACJA KRZYŻOWA

Biosynteza pirymidyn biegnie równolegle, mol do mola z biosyntezą puryn.
Reakcja katabolizowana przez syntazę PRPP, która daje prekursor niezbędny dla obu procesów, ulega zahamowaniu wstecznemu przez nukleotydy purynowe i pirymidynowe oraz jest aktywowana przez PRPP.

20. Inhibicja kompetycyjna z przykładami

Inhibitory kompetycyjne (współzawodniczące) wykazują analogie strukturalne do substratu i konkuruja z nim o centrum aktywne. Powodują wzrost wartości K_M, ale nie wpływa na maksymalną szybkość reakcji. Obniża powinowactwo enzymu do substratu. Aby odwrócic inhibicję należy zwiększyć stężenie substratu.

Przykłady:

• Antywitaminy - sulfonamid blokuje kwas p-aminobenzoesowy

• ATP i ADP - inhibitory oksydoreduktaz

• Allopurynol - hamuje oskydazę ksantynową

• Aminopteryna i ametopteryna - hamuje wzrost komórek nowotworów puchliny brzusznej

• Adenina - hamuje benzimidazol

• 2,3 bisfpsfpglicerynian - hamuje fosfomutazę glicerynianową

• Fizostygmina - hamuje hydrolizę acetylocholiny

• Acetazolamid - hamuje inhibtor anhydrazy węglanowej

21. Polimerazy DNA

Polimerazy u EUKARIOTA:

• polimeraza alfa- synteza nici opóźnionej i starterów DNA

• polimeraza delta- synteza nici wiodącej

• polimeraza beta i eta- naprawa DNA

• polimeraza gamma- replikacja DNA mitochondrialnego

Polimerazy u PROKARIOTA

• POLIMERAZA DNA I- ma aktywność polimerazy 5`-3`, egzonukleazy 5`-3` (usuwa startery, podczas gdy aktywność polimerazy równocześnie wypełnia powstałe wskutek tego luki) i egzonukleazy 3`-5` (sprawdza poprawność replikacji)

• POLIMERAZA DNA II- sprawdza poprawność DNA i poprawia go

• POLIMERAZA DNA III- dimer, którego jedna część syntezuje nić wiodącą, a druga nić opóźnioną, co daje tę samą szybkość syntezy

22. Katalizatory organiczne a nieorganiczne 

Energia aktywacji
Katalizatory nieorganiczne: obniżają, ale w mniejszym stopniu niż enzymy.

Środowisko działania
Katalizatory nieorganiczne w środowisku homogennym lub w heterogennym, enzymy w środowisku pośrednim

Wrażliwość
- enzymy są białkami, działają w wąskim przedziale temperatury, pH, niskim ciśnieniu,
- katalizatory nieorganiczne wykonane przez człowieka działają niezależnie od tych czynników, często
jednak wymagają wysokiej temperatury, ciśnienia, stężenia H+ lub OH-.

Aktywność molekularna
Dla enzymów większa tzn. potrafią przemienić większą liczbę cząsteczek w jednostce czasu

Swoistość
- enzymy katalizują tylko jedną z termodynamicznie możliwych reakcji
- katalizatory nieorganiczne są uniwersalne i katalizują szereg reakcji

Specyficzność
Cecha charakteryzująca enzymy.

23. Immunoglobuliny 

• Białka wytworzone w odpowiedzi na wprowadzenie do org. obcej subst wielkocząsteczkowej- antygenu.

• Syntetyzowane przez limfocyty B (kom. plazmatyczne)

Budowa:

• 2 łańcuchy lekkie

• 2 łańcuchy ciężkie

Łańcuchy połączone są mostkami disiarczkowymi

W łańcuchu lekkim wyróżniamy:

• Obszar zmienny V

• Obszar łączący J

• Obszar stały C

Część zmienna - odpowiedzialna jest za tworzenie kompleksów z antygenami

Część stała- zaangażowana jest w procesy efektorowe (wiązanie dopełniacza, przyleganie Ig do komórki, przechodzenie przez łożysko)

Wyróżniamy 2 typy łańcuchów lekkich

1. Kappa (częściej)

2. Lambda

Wyróżniamy 5 typów łańcuchów ciężkich:

• M

• A

• G

• D

• E

IgG- 75% wszystkich Ig 3,5% cukru

• Element wtórnej odp immunologicznej (odpowiedź humoralna)

• Zdolność przenikania przez łożysko (wyj. IgG2)

• Noworodek rodzi się z zapasem IgG (do 2-3 miesięcy) od matki które stopniowo zanikają a na ich miejsce produkowane są IgG noworodka.

• Wiąże dopełniacz

• Bierze udział w opsonizacji

• Neutralizuje toksyny bakteryjne i wirusy

IgM- 5-10% 15% cukru

• Budowa pentameru

• Produkowane w pierwotnej odp immunologiczniej

• Jedna cząst IgM ma 10 miejsc wiążących- duża aktywność wiązania antygenu

• Receptor antygenowy na powierzchni limfocytu B

IgA- 15% 10% cukru

• Monomer lub dimer

• Produkowana w postaci wydzielniczej, zbudowana z 2 kompletnych cząst połączonych polipeptydem łączącym J

• Wydzielana na powierzchnie błon śluzowych- transport aktywny (gł.do śliny, łez, mleko)

• Nie wiąże dopełniacza

IgD- 18% cukru

• Funkcja mało poznana

• Stanowi znaczny odsetek przeciwciał membranowych występujących na błonie dojrzałych limf B (stąd klasy CD)

IgE- 18% cukru

• Najniższe stężnie

• Kom tuczne i bazofile rozpoznają połączone z antygenem IgE i uruchamiają reakcje odczynu alergicznego

• Obrona przed pasożytami, nie wiąże dopełniacza

24. Izoenzymy

Katalizują te same reakcje w ustroju, ale występują w różnych formach molekularnych

różnice:

1) fizyczne (szybkość wędrowania w polu elektrycznym, wrażliwość na temperaturę)

2) chemiczne (powinowactwo do substratów, koenzymów, kofaktorów)

3) lokalizacja wewnątrzkomórkowa i narządowa

4) skład podjednostkowy, sekwencja aminokwasów, struktura przestrzenna

Rozdział: elektroforeza na żelu poliakrylamidowym

Często w 2 postaciach: cytosolowa i mitochondrialna

Przykłady

1. Dehydrogenaza moczanowa (LDH) – 5 izoenzymów , każdy 134kDa, z podjednostek H (typu sercowego) lub M (typu mięśniowego).

Katalizuje utlenienia mleczanu do pirogronianu i redukcje pirogronianu do mleczanu

diagnostyka: diagnoza choroby nowotworowej, przerzutów.

1. Aldolaza – enzym rozwojowy

aldolaza A - w tkankach, enzym glikolizy, katalizuje rozkład fruktozo-1,6-bifosforan do aldehydu 3-fosfoglicerynowego i fosfodihydroksyacetonu; pierwsza w rozwoju ontogenetycznym

aldolaza B- w wątrobie i jelitach, katalizuje

aldolaza C - w tkance nerwowej, soczewce oka, mózgu; najpóźniej rozwoju ontogenetycznym

diagnostyka: brak aldolazy wskazuje na nietolerancje na fruktozę

1. Fosfataza zasadowa (AP) – izoenzymy: kostny (dominuje u dzieci), jelitowy, wątrobowy (dominuje u dorosłych), nerkowy, łożyskowy (pojawia się w ciąży)

diagnostyka: jeśli aktywność wzrasta to:

1. kostny - nowotwór kości,

2. wątrobowy - marskość, choroby wątroby

3. jelitowy - marskość wątroby

4. nerkowy - u osób z odrzucanym przeszczepem nerek

5. łożyskowy - nowotwór płuc, jajników

25. Reakcje w których udział bierze tetrahydrofolian 

Tetrahydrofoliany przenoszą fragmenty jednowęglowe i reszty formylowe

Glicynoamidorybozylo-5-fosforan Formyloglicynoamidorybozylo-5-fosforan

Ta reakcja daje węgiel w pozycji 8 w IMP

AminoimidazolokarboksyamidoR-5-F FormimidoimidazolokarboksyamidoR-5-F

Ta reakcja daje węgiel w pozycji 2 IMP

Obie reakcje są katalizowane przez Formylotransferazę

26. Budowa rybosomów i ich udział w biosyntezie bialka 

1. Budowa

• prokariota- 70S

• eukariota- 80S

Zbudowane z dwóch podjednostek (z rRNA i białek) połączonych Mg²⁺:

• podjednostka mniejsza

• podjednostka większa

Podczas translacji mają 2 miejsca łączące tRNA:

• Miejsce P (peptydowe)

  • Dla inicjatorowego tRNA i peptydylo-tRNA

• Miejsce A (akceptorowe/ aminoacylowe)

  • Dla aminoacylo-tRNA

2. Udział w biosyntezie białka

Rybosom jest kluczowym składnikiem do zajścia biosyntezy białek, czyli przepisaniu mRNA na sekwencje aminokwasów w białku.

1. Mniejsza podjednostka związuje się z mRNA i następuje połączenie z podjednostką większą tworząc kompletny rybosom.

2. Rybosom ropoznaje miejsce AUG i ropozczyna syntezę polipetydu.

3. Jeden rybosom może prowadzić na raz syntezę 1 łańcucha polipetydowego.

4. Elongacja

5. Terminacja - rybosom rozpoznaje kodon stop (UAA, UAG, UGA) i biosynteza się kończy. Następuje dysocjacja rybosomu na podjednostki.

27. Biosynteza kolagenu

1. Transport aminokwasów do wnętrza kom syntetyzującej- wbrew gradientowi stężeń

2. Biosynteza łańcuchów peptydowych kolagenu

• Synteza kolagenu na rybosomach

• Powstaje preprokolagen zawierający sekwencje sygnałową lub prowadzącą (sekw prowadząca po wejściu do siateczki enzymatycznie odszczepiana powst prokolagen)

• Hydroksyprolina i hydrokslizyna NIE są bezpośrednio wbudowane do łańcucha polipeptydowego kolagenu

3) Hydroksylacja proliny i lizyny protokolagenu

• Prekursorami hydroksyproliny i hydroksylizyny jest prolina i lizyna

• Proces potranslacyjny zachodzi z udziałem hydroksylazy prolinowej i lizynowej

• Wymagany jest: tlen, askorbinian, Fe2+, alfa-ketoglutaranu

• Hydroksyprolina- chroni kolagen przed trawieniem przez proteazy

• Hydroksylizyna- gr. OH służą jako miejsca przyłączenia galaktozy lub glukozy

4) Glikozylacja reszt hydroksylizylowych

• Pod wpływem galaktozylo-transferazy powstaje UDP- galaktoza- kolagen

• Pod wpływem glukozylo-transferazy powstaje UDP- glukoza- kolagen

• Do gr OH hydroksylizyny dołącza się galaktoza, a do niej glukoza

• Arginina stanowi czynnik decydujący o glikozylacji

5) Transport kolagenu poza obręb kom syntetyzującej

Aby protokolagen przedostał się przez błonę kom potrzebna jest:

1. Określona ilość reszt hydroksyprolinowych

2. Zmiana konfiguracji nowopowstałego kolagenu (w wyniku hydroksylacji)

3. Powstanie struktury potrójnej spirali (chroniącej przed wewnkom proteolizą)

Protokolagen poza komórką zawiera peptydy wydłużające ( na N i C końcu) zawierające reszty cysteiny odpowiedzialne za tworzenie wiązań disiarczkowych, które ułatwiają utworzenie potrójnego heliksu. Po wydostaniu się z kom, peptydy wydłużające są usuwane przez aminoproteinazę i karboproteinazę prokolagenową- Powstaje tropokolagen.

6) Powstanie włókien kolagenowych

Fibrogeneza- zachodzi w przestrzeni międzykom, uczestniczą w niej glukozaminoglikany i proteoglikany tk. łącznej- ułatwiają one polimeryzacje cząsteczek tropokolagenu i stabilizują strukturę wł. kolagenowych. Struktury te stabilizują kowalencyjne wiązania poprzeczne pomiędzy poszczególnymi łańcuchami tej samej cząst tropokolagenu i sąsiadujących czast.

Przykład wiązań poprzecznych- wiązania wytworzone przez pochodne lizyny.

28. Powstawania CoA

CoA to aktywna postać kwasu pantotenowego, powstaje następująco:

Kwas pantotenowy (szybko wchłaniany w jelitach) 4’-fosfopantoteninan

4’-fosfoproteina defosfo-CoA CoA

29. Metabolizm puryn

1. Synteza „de novo” - z amfibolicznych związków pośrednich do IMP, pierwsza reakcja:

Rybozo-5-fosforan 5-fosforybozylo-1-pirofosforan (PRPP)

1. Fosforybozylacja puryn – IMP do AMP i GMP

2. Fosforylacja nukleozydów purynowych – AMP do ATP i GMP do GTP

Rekacje Salvage (rezerwowe) – zamieniają puryny na mononukleotydy (reakcja ta zużywa mniej energii), np.

Guanina/Hipoksantyna GMP/IMP

Adenina AMP