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.