Студопедия — ПРИНЦИПЫ БИОХИМИЧЕСКОЙ ГЕНЕТИКИ.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ПРИНЦИПЫ БИОХИМИЧЕСКОЙ ГЕНЕТИКИ.






Биохимические процессы в организме и в клетке своей упорядочностью и исключительно высокой скоростью реакции прежде всего обязаны системе – белковферментов, управляющих синтезом жизненно важных веществ.

Обмен веществ в каждом организме – это цеп реакций, связанных с действием ферментов. Вместе с тем наследственность – это воспроизведение в поколениях сходного типа обмена веществ. Вся биохимия ферментов в клетке должна находится под генетическим контролем. Этот тезис был развит в работах Бидла и Тотума, что положило начало биохимической генетике.

Гены и ферменты. Связь генов с белками – ферментами впервые была высказана Бидлом и Тотумом при изучении биохимических мутантов у нейроспоры. Микроорганизмы нуждающиеся для своего роста в источниках углевода, азота и минеральных веществ, из которых они синтезируют: аминокислоты, нуклеотиды, липиды и др. В том случае когда клетка не обладает способностью к синтезу данного вещества, она может жить получая его из вне в готовом виде. Опираясь на эти данные у нейроспоры, а затем у других организмов получили так называемые биохимические мутации. Эти мутации в большинстве случаев лишали клетку способности синтезировать те или иные вещества. Организмы, способные синтезировать вещества из простых соединений и развивающиеся на минеральной среде – называются прототрофы. Биохимические мутанты способны жить только при добавке в среду питания готовых веществ, которые они не могут синтезировать – это ауксотрофы.

У нейроспоры было выделено 380 биохимических ауксотрофных мутантов. Они были лишены способности синтезировать: аминокислоты, витамины, пуриновые и перимединовые основания. Было обнаружено, что в основе этих изменений лежат мутации более 100 генов, локализованных в самых различных местах семи хромосом нейроспоры. Например, в опытах было получено около 50 ауксотрофных мутантов нейроспоры неспособных синтезировать аргинин. Они требовали для своего роста добавления в среду различных веществ – предшественников аргинина: цитрулина, орнитина, глутаминовой кислоты.

Каждая химическая реакция катализируется специфическим ферментом. Это показывает, что мутации блокируют образование в каждом случае своего специфического фермента. В цепи биосинтеза аргинина разные ауксотрофные мутанты нейроспоры не содержат специфических белков-ферментов, контролируемых разными генами. Упрощено действие генов в цепи биосинтеза аргинина может быть представлено в таком виде:

глутаминовая кислота → пролин → орнитин → цитрулин → аргинин

ген-1 ген-2 ген-3 ген-4

На самом деле число реакций в этой цепи гораздо больше. Бидл проводит следующую схему действия семи различных генов на биосинтез аргинин.

 

 

 

Под действием аргиназы часть аргинина расщепляется и образовавшийся орнитин вновь включается в цикл биосинтеза.

К биохимическим мутациям относится заболевание – фенилкетонурия. У человека открытая Горродом в 1902 г. Фенилкетонурия связана с нарушением метаболических процессов фенилаланина и тирозина. Первая ступень в этом метаболизме связана с превращением фенилаланина в тирозин – ген – 1, что совершается под действием специфического фермента. Тирозин под действием другого фермента – ген-2, превращается в 4-диоксифенилаланин который является предшественником для гармонов адреналина и норадреналина и пигмента меланина. Тирозин, кроме того служит предшественником гармонов: тироксина и трийодтиродина – ген-5. При наличии избытков тирозин появляется гомогентизиновая кислота (ген-8 и 9). Мутации нарушающие синтез соответствующих ферментов, блокируют метаболизм фенилаланина и тирозина на разных ступенях, что приводит к появлению наследственных заболеваний людей.

Фенилкетонурия – тяжелое рецессивное наследственное заболевание – возникает в том случае, когда блокируется переход фенилаланина в тирозин. Этот блок ведет к накоплению фенилаланина в крови и моче. Больные страдают умственной неполноценностью, что вызвано накоплением фенилаланина в мозге. Резкое ограничение фенилаланина в диете, начиная с самого раннего возраста, уменьшает проявление заболевания.

Алкаптонурия – связана с тем, что у больных в их печени отсутствует фермент оксидаза гомогентезиновой кислоты, что вызывает накопление кислоты. Моча больных алкаптонурией при соприкосновении с воздухом темнеет благодаря наличию гомогентезиновой кислоты.

Тирозиновые заболевания вызываются мутацией гена, ответственного за фермент, препятствующий образованию гомогентезиной кислоты.

Кретинизм – представлен резкой умственной и физической задержкой развития, что вызвано нарушением в превращении тирозина.

Альбинизм – связан с потерей способности образовывать меланистический пигмент. Обычно пигмент образуется из ДОПА (диоксифенилаланин) в меланоцитах. Эти клетки имеются у альбиноса, но они лишены пигмента.

 







Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 587. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ САМОВОСПИТАНИЕ И САМООБРАЗОВАНИЕ ПЕДАГОГА Воспитывать сегодня подрастающее поколение на со­временном уровне требований общества нельзя без по­стоянного обновления и обогащения своего профессио­нального педагогического потенциала...

Эффективность управления. Общие понятия о сущности и критериях эффективности. Эффективность управления – это экономическая категория, отражающая вклад управленческой деятельности в конечный результат работы организации...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Йодометрия. Характеристика метода Метод йодометрии основан на ОВ-реакциях, связанных с превращением I2 в ионы I- и обратно...

Броматометрия и бромометрия Броматометрический метод основан на окислении вос­становителей броматом калия в кислой среде...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия