Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
Основной путь синтеза пиримидиновых нуклеотидов происходит из исходных простых веществ. Особенностью синтеза пиримидиновых нуклеотидов является предварительный синтез пиримидинового кольца и включение его в состав нуклеотида только на завершающих стадиях.
При дефекте оротатфосфорибозилтрансферазы развивается – оротатацидурия. ОМФ является предшественником уридиловых, цитидиловых и тимидиловых нуклеотидов
Синтез уридилового нуклеотида:
Синтез цитидилового нуклеотида:
Синтез тимидилового нуклеотида:
В процессе синтеза тимидилового нуклеотида происходит восстановление рибозы в дезоксирибозу при участии рибонуклеотидредуктазного комплекса (включающего белок тиоредоксин, витамин В12 и НАДФН2), а урацил метилируется в тимин
Авторегуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов
Ключевыми ферментами являются карбамоилфосфатсинтетаза и карбамоиласпартаттрансфераза
Эти аллостерические ферменты угнетаются высокими концентрациями готовых пиримидиновых нуклеотидов.
Многие противоопухолевые препараты являются ингибиторами фермента тимидилатсинтетазы.
Дополнительный путь синтеза пиримидиновых нуклеотидов возможен из готовых оснований.
Биосинтез ДНК
Возможны 2 пути биосинтеза ДНК в организме: репликация, репарация.
Репликация- самовоспроизведение молекулы ДНК с целью передачи генетической информации. В репликации ДНК участвует сложный репликационный комплекс, который включает в себя:
1. нуклеотиды в виде трифосфатов (АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ). Они являются одновременно и структурным материалом и источником энергии;
2. ДНК-матрица – программа, по которой будет синтезироваться ДНК;
3. праймер (затравка) - короткая молекула РНК, к которой присоединяется первый нуклеотид ДНК;
4. ферменты:
· ДНК-полимеразы соединяют нуклеотиды в полинуклеотидную цепь;
· ДНК-рестриктазы разрывают полинуклеатидную цепь ДНК;
· ДНК-лигазы соединяют фрагменты ДНК;
· хеликазы раскручивают молекулу ДНК;
· топоизомеразы осуществляют кратковременные разрывы ДНК в процессе синтеза и контролируют конформацию вновь синтезированной ДНК;
· праймазы – осуществляют синтез затравки.
5. белковые факторы;
6. ионы металлов.
Репликация ДНК происходит в S-фазу клеточного цикла. Важную роль в чередовании циклов выполняют белки - циклины.
Сущность репликации сводится к соединению нуклеотидов в комплементарную антипараллельную дочернюю цепь ДНК. В репликации выделяют 3 стадии: инициация (начало синтеза), элонгация (удлинение цепи), терминация (окончание синтеза).
Матрицей для синтеза ДНК являются обе полинуклеотидные цепи материнской ДНК. Репликация начинается в нескольких участках материнской ДНК (точки репликации, точки Ориджины). В них происходит частичный разрыв водородных связей с формированием репликационных утолщений (узелков). В последующем, при участии ферментов ДНК-рестриктаз происходит разрезание молекулы ДНК. Под действием ферментов хеликаз возникает расплетание (раскручивание) двух цепей, и при участии топоизомераз формируется репликационная вилка, в которой одна цепь имеет направление 5→3, а вторая 3→5. Затем на каждой из цепей синтезируются дочерние нити ДНК по принципу комплементарности. Поскольку ДНК- полимераза замыкает связь только в направлении 5’→3’, то на одной цепи ДНК происходит синтез непрерывной (лидирующей) нити ДНК в направлении 5→3. При синтезе лидирующей цепи праймазы синтезируют праймер, затем ДНК- полимераза присоединяет к праймеру первый ДНК-овый нуклеотид и по принципу комплементарности происходит удлинение молекулы ДНК. На второй материнской нити ДНК синхронно синтезируется отстающая нить ДНК, которая синтезируется в виде небольших фрагментов в направлении 5→3. В последующем эти фрагменты (фрагменты Оказаки) соединяются между собой ДНК-лигазами. Праймеры при этом расщепляются.
Таким образом, биосинтез ДНК проходит по полуконсервативному типу, при котором в новой ДНК одна цепь материнская, а другая - дочерняя.
Репарация ДНК происходит при появлении в её молекуле повреждений, искажений. При репарации вначале распознаётся место повреждения, затем ферменты рестриктазы вырезают дефектный участок, ДНК-полимеразы по принципу комплементарности синтезируют отсутствующий участок, а ДНК-лигазы прикрепляют его к сохранившимся участкам неповреждённой ДНК.
Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 2093;