Ситуационные задачи Белки, строение, функции (стр. 3 )

На каких матрицах в клетке, инфицированной онкогенным вирусом, происходит синтез: а) новых молекул вирусной РНК, б) вирусных белков?

Ответ: а) РНК онкогенных вирусов индуцирует в клетках образование молекул ДНК, в которых одна цепь комплементарна исходной РНК. Эта цепь ДНК и служит матрицей для построения новых вирусных РНК при участии РНК-полимеразы. б) синтезированные вирусные РНК служат матрицей для построения вирусных белков.

В результате действия высокоактивного химического соединения, попавшего в клетку, оказались отщепленными азотистые основания от обоих нуклеотидов пары Г...Ц. Могут ли репарирующие системы поправить это повреждение?

Ответ: Нет, так как для репарирующих систем необходима неизмененная матрица.

Единичная цепь (+) ДНК (А-21%, Г-29%, Т-21%, Ц-29%) реплицируется ДНК-полимеразой с образованием комплементарной (–) цепи ДНК. Образовавшаяся двухцепочечная ДНК используется затем в качестве матрицы для РНК-полимеразы, транскрибирующей (–) цепь. Напишите каков будет нуклеотидный состав (процентное соотношение) синтезируемой РНК?

Ответ: А-21%, Г-29%, У-21%, Ц-29%.

Подберите характеристики, присущие процессу репликации и репарации:

1. Матрицей является одна из нитей ДНК.

2. Матрицей для синтеза служат обе нити.

3. Субстратами являются дезоксирибонуклеозитрифосфаты.

4. Субстратами являются рибонуклеозитрифосфаты.

5. Процесс локализован в хроматине ядра и митохондриальной ДНК.

6. Процесс протекает в S периоде клеточного цикла.

7. Процесс протекает постоянно на всех стадиях жизнедеятельности клетки.

Ответ на каждый вопрос выберите из четырех, предлагаемых Вам.

А – Характерно для репликации

Б – Характерно для репарации.

С – Характерно для обоих процессов.

D – Не характерно ни для одного из процессов.

Ответ: 1Б, 2А, 3С, 4А, 5С, 6С, 7Б.

6.        Производное уридина, фторурацил, превращается в клетке во фтордезоксиуридилат – ингибитор тимидилат-синтазы. Как объяснить факт, что фторурацил подавляет рост быстро делящихся раковых клеток у экспериментальных животных?

Ответ: Быстрое деление клеток, подобных раковым, зависит от скорости синтеза ДНК. Поскольку синтез ДНК лимитируется недостатком дезокситимидилата, блокирование синтеза последнего, вызванное фтордезоксиуридилатом, снижает скорость деления клеток и тем самым рост опухолей.

7.        В химиотерапии рака часто применяют некоторые структурные аналоги фолиевой кислоты (метотрексат, аминоптерин). Каким образом они подавляет рост раковых клеток? Можно ли ожидать, что они будут подавлять также и рост нормальных клеток?

Ответ: Метотрексат и аминоптерин (структурные аналоги фолиевой кислоты) ингибируют дигидрофолатредуктазу, и тем самым блокируют синтез д ТМФ и ДНК. Ингибиторы синтеза дезоксирибонуклеотидов блокируют синтез ДНК и в нормальных клетках, поэтому они токсичны для организма.

8.        У большинства организмов нуклеотиды не используются как источник энергии. Почему нуклеотиды являются относительно плохим источником энергии у млекопитающих?

Ответ: Организмы не запасают нуклеотиды в качестве источника энергии и не расщепляют их до конца, а гидролизуют лишь до оснований, а затем реутилизируют эти основания с помощью особых метаболических путей. Из-за низкого отношения углерода к азоту нуклеотиды представляют собой бедный источник энергии.

9.        Аллопуринол, ингибитор ксантиноксидазы, используется для лечения подагры. Какова биологическая основа такого лечения?

Ответ: Лечение аллопуринолом подагры приводит к двум биохимическим последствиям. Во-первых, подавляется превращение гипоксантина в мочевую кислоту, в результате чего накапливается гипоксантин. Гипоксантин лучше, чем мочевая кислота, растворяется в крови и моче, и поэтому легче выводится из оганизма. Во-вторых, ингибируется также превращение гуанина в мочевую кислоту. При этом накапливается ксантин, который, к сожалению, растворяется хуже, чем мочевая кислота. Это служит причиной образования ксантиновых камней.

10.        Почему для стимуляции обмена нуклеиновых кислот используют препарат на базе пиримидинового основания – оротат калия и не используют препараты на базе пуриновых оснований?

Ответ: Для биосинтеза нуклеиновых кислот необходимы пиримидиновые и пуриновые азотистые основания. Пищевые пуриновые основания не используются в синтезе пуриновых нуклеотидов, а оротат может включиться в синтезируемый пиримидиновый нуклеотид путем присоединения фосфорибозилпирофосфата.

11.        Циклофосфан, попадая в опухолевые клетки, расщепляется присутствующими там фосфатазами с образованием очень реакционноспособного алкилирующего агента, который взаимодействует с ДНК и повреждает ее структуру. Какие матричные синтезы ингибирует этот препарат в опухолевых клетках?

Ответ: Репликацию и транскрипцию.

Гормоны

Для проявления биологического эффекта каких гормонов требуется больше времени и почему?

Ответ: Для стероидных гормонов, так как эффект будет проявляться после появления в клетке вновь синтезированных белков.

Добавление адреналина к гомогенату печени приводит к повышению активности гликогенфосфорилазы. Если гомогенат при высокой скорости (100000 g) центрифугировать и к надосадочной жидкости добавить адреналин, данный эффект не отмечается. Почему?

Ответ: При такой скорости центрифугирования аденилатциклаза (мембрансвязанный фермент) осаждается вместе с мембранами, что приводит к нарушению аденилатциклазного механизма действия адреналина.

В чём заключается опасность резкой отмены глюкокортикоидов после длительного лечения этими препаратами?

Ответ: При длительном введении глюкокортикоидов по принципу обратной отрицательной связи происходит угнетение синтеза и секреции кортиколиберина, АКТГ (кортикотропина) и, следовательно, собственных кортикостероидов с последущим развитием атрофии коры надпочечников. Резкая отмена экзогенных глюкокортикоидов может привести к синдрому острого гипокортицизма.

Больным с приступом бронхиальной астмы наряду с адреналином часто вводят вещества, сходные с теофиллином из чая (например, эуфиллин). Объясните цель и биохимическую основу совместного применения этих препаратов.

Ответ: Цель – снять спазм гладкой мускулатуры бронхов. Адреналин расслабляет гладкую мускулатуру бронхов через аденилатциклазный механизм, стимулируя наработку цАМФ. Эуфиллин и теофиллин ингибируют фосфодиэстеразу, сохраняя наработанный цАМФ и пролонгируют, таким образом, действие адреналина.

Объясните механизм действия лекарственного препарата каптоприл, который ингибирует ангиотензин-превращающий фермент и применяется для лечения больных артериальной гипертензией?

Ответ: Прием каптоприла вызывает снижение концентрации ангиотензина II и уменьшение секреции альдостерона. Это обусловливает снижение тонуса сосудов и, следовательно, снижение артериального давления.

6. При анализе крови у небеременной женщины обнаружено,  что содержание прогестерона составляет верхнюю границу нормы.  В какую стадию яичникового цикла был взят анализ крови?

Ответ: В лютеиновую стадию (желтое тело - основной источник прогестерона).

7. При анализе крови у небеременной женщины обнаружено, что содержание прогестерона приближается к нижней границе нормы, а содержание эстрогенов достигает верхней границы нормы. В какую стадию яичникового цикла взят анализ крови?

Ответ: В конце фолликулиновой стадии (предовуляционный пик эстрогенов).

Некоторые ученые относят витамин Д к гормонам, проникающим в клетку. Какую форму витамина можно рассматривать как гормон, регулирующий фосфорно-кальциевый обмен? Где она образуется и при участии каких ферментов?

Ответ: Биологически активной формой является 1,25-дигидроксихоле (или эрго) кальциферол (кальцитриол). Образование его происходит путем гидроксилирования витамина Д3 (или Д2) в печени в 25-ом положении в процессе микросомального окисления, а затем в почках в 1-ом положении под действием гидроксилазы 25-гидроксикальциферола.

1,25-дигидроксихолекальциферол

Витамины

В каком витамине возрастает потребность при преимущественно белковом питании? Почему?

Ответ: В витамине В6, который необходим для протекания специфических путей катаболизма аминокислот (см. роль вит. В6 в метаболизме).

Почему употребление в пищу большого количества сырых яиц может сопровождаться явлениями дерматита, себорреи, нарушением функции периферической нервной системы?

Ответ: Гиповитаминоз витамина Н, вследствие наличия в сыром курином белке антивитамина авидина.

Почему недостаточность витаминов В9, В12 может привести к развитию мегалобластической анемии?

Ответ: Витамины В9, В12 необходимы для процессов метилирования и трансметилирования, следовательно для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

В каком витамине возрастает потребность при преимущественно углеводном питании? Почему?

Ответ: В витамине B1. См. роль вит В1 в метаболизме.

Какой витамин участвует в окислительно-восстановительных реакциях с присоединением и отщеплением протонов и электронов по изоалаксозиновому кольцу? Как называется этот процесс?

Ответ: B2, тканевое дыхание.

6.        В конце XIX века и вначале XX века пеллагра была довольно распространенным заболеванием, особенно в сельской местности, где люди употребляли в пищу мало мяса, а питались в основном кукурузой. Объясните, почему такое питание приводило к недостаточности никотиновой кислоты?

Ответ: Кукуруза бедна триптофаном, из которого в организме может синтезироваться витамин РР.

7.        Голуби, содержавшиеся на экспериментальной диете, утрачивали координацию движений и способность удерживать свое тело в равновесии. Уровень пирувата в крови и мозгу этих птиц значительно превышал нормальный. Такое состояние проходило, если голубям давали мясо. Объясните это явление.

Ответ: Недостаточность тиамина.

8.        У больных с патологией почек, несмотря на нормально сбалансированную диету, часто развивается заболевание, похожее на рахит, сопровождающееся интенсивной деминерализацией костей. Какой витамин участвует в минерализации костей? Почему заболевание почек приводит к деминерализации?