Краткий обзор курса «Молекулярная биология», страница 6

Причиной этого заболевания является недостаток ферментов фосфорилазы и фосфатазы, что вызывает повышенное содержание в биологических жидкостях лизина и цистеина. Это характеризуется образованием кист и камней на протяжении всего мочевого тракта, наблюдается недостаточность функции почечных канальцев, так как нарушается механизм реабсорбции. Цистиноз иногда комбинируется с интермедиальным нарушением расщепления аминокислот и гликолизом печени. Так как цистеин является труднорастворимой кислотой, то при нарушении расщепления он осаждается в эндотелии всего тела, что обеспечивает характерную картину: отмечается отсутствие аппетита, запоры, полидипсия, полиурия. Моча содержит следы белка и декстрозы, из-за чего заболевание на этой стадии часто путают с одной из форм сахарного диабета. Моча имеет нейтральную или слабощелочную среду, поэтому часто наблюдается помутнение, зависящее от фосфатов и карбонатов, больные находятся на грани обезвоживания. В сыворотке крови отмечается гипофосфатемия и колеблющаяся гликемия, в большинстве случаев понижение щелочного резерва крови и гипокалиемия, которая может привести к гипергликемическому шоку и далее коме при нагрузке глюкозой. Со стороны костей часто развивается рахит, иногда остеопороз, рост почти прекращается. В мазке пунктата костного мозга при окрашивании можно увидеть кристаллы цистина прямоугольной, либо шестиугольной формы, и кристаллы тирозина в виде тонких игл. Назначается строгая диета, препараты щелочных металлов, в частности лимоннокислые натрий и калий, хорошие результаты дает введение больших доз витамина D.

Нуклеиновые кислоты.

Нуклеиновые кислоты – это полимеры, мономерными звеньями которых являются нуклеотиды.

Нуклеотидами называются эфиры фосфорной кислоты, содержащие углевод пентозу и азотистое основание. Нуклеозидами называются органические части нуклеотидов, то есть части, содержащие только пентозу и азотистые основание.

В зависимости от природы нуклеотида различают дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). Разница между ними состоит в том, что в первых отсутствует гидроксильная группа в положении 2’ в пентозном цикле (в состав нуклеотида входит дезоксирибоза вместо рибозы). Первичная структура нуклеиновых кислот – это регулярная линейная цепь, в которой 3’ - гидроксил  одного нуклеотида связан с 5’ – гидроксилом последующего нуклеотида 3’,5’ – фосфодиэфирной связью (или нуклеотидной связью). Направление этой связи, от 3’ к 5’ – гидроксилу, определяет ориентацию или полярность нуклеотидной цепи. Атомы углерода в положении 1’ пентозных циклов соединены N – гликозидными связями с азотистыми основаниями. В ДНК это: аденин и гуанин, содержащие систему пурина, и цитозин и тимин – содержащие систему прирмидина, а в РНК – первые три и урацил, содержащий пиримидиновую систему. Каждая из межнуклеотидных фосфатных групп имеет одну ионизующуюся кислотную группу, что придает всей молекула свойства полиэлекролита (полианиона).

Состав нуклеотидов объясняет и вторичную структуру ДНК – двуцепочечную правозакрученную спираль (эта структура была предложена Д.Уотсоном и Ф.Криком в 1953г.). Её характерные черты: 1. Две спиральные полинуклеотидные цепи закручены вокруг общей оси, и эти цепи направлены в противоположные стороны.

2. пуриновые и пиримидиновые основания расположены внутри спирали, а остатки фосфата и дезоксирибозы – снаружи. Плоскости оснований перпендикулярны к оси спирали, а плоскости сахара расположены почти под прямым углом к основаниям.

3. Диаметр спирали составляет 20 Å, расстояние между соседними основаниями вдоль оси спирали 3,4 Å и они повернуты относительно друг друга на 360. Таким образом на один виток спирали приходится 10 нуклеотидов, что соответствует 34 Å.

4. Две цепи удерживаются вместе водородными связями между парами оснований. Аденин всегда спаривается с тимином, а гуанин – с цитозином.

5. На последовательность нуклеотидов в цепи не накладывается никаких ограничений. Определенная последовательность  оснований несет конкретную генетическую информацию.