Изменения белкового состава при онтогенезе и болезнях

КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики 

 

 

 

 

 

 

СРС

На тему: «Изменения белкового состава при онтогенезе и болезнях»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы 1-026 

специальности «Общая медицина»

Мустафаев М.М.

Проверила: Естемесова К.А.

 

 

 

 

 

 

Караганда 2016

 

 Содержание:

1. Строение белка
2. Процесс синтеза белка
3. Функции белка
4. Болезни, связанные с нарушением белка

 

Белки — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций создают молекулы белков с большим разнообразием свойств. Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его "работы" в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс.

Функции белков в клетках живых организмов более разнообразны, чем функции других биополимеров — полисахаридов и ДНК. Так, белки-ферменты катализируют протекание биохимических реакций и играют важную роль в обмене веществ. Некоторые белки выполняют структурную или механическую функцию, образуя цитоскелет, поддерживающий форму клеток. Также белки играют ключевую роль в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле.

Белки — важная часть питания животных и человека (основные источники: мясо, птица, рыба, молоко, орехи, бобовые, зерновые; в меньшей степени: овощи, фрукты, ягоды и грибы), поскольку в их организмах не могут синтезироваться все необходимые аминокислоты и часть должна поступать с белковой пищей. В процессе пищеварения ферменты разрушают потреблённые белки до аминокислот, которые используются для биосинтеза собственных белков организма или подвергаются дальнейшему распаду для получения энергии.

 

 

В пятидесятых годах XX века было установлено, что синтез белка происходит в рибонуклеопротеиновых частицах, называющихся рибосомами. Диаметр рибосомы бактерии составляет 18 нм, а их общее количество – десятки тысяч в клетке. Рибосомы эукариот несколько крупнее (21 нм).

Сам процесс протекает в пять этапов:

1. Активация аминокислот. Каждая из 20 аминокислот белка соединяется ковалентными связями к определённой т-РНК, используя энергию АТФ. Реакция катализуется специализированными ферментами, требующими присутствия ионов магния.
2. Инициация белковой цепи и-РНК, содержащая информацию о данном белке, связывается с малой частицей рибосомы и с инициирующей аминокислотой, прикреплённой к соответствующей т-РНК. т-РНК комплементарна с находящимся в составе и-РНК триплетом, сигнализирующим о начале белковой цепи.
3. Элонгация. Полипептидная цепь удлиняется за счёт последовательного присоединения аминокислот, каждая из которых доставляется к рибосоме и встраивается в определённое положение при помощи соответствующей т-РНК.
4. Терминация. После завершения синтеза цепи, о чём сигнализирует ещё один специальный кодон и-РНК, полипептид высвобождается из рибосомы.
5. Сворачивание и процессинг. Чтобы принять обычную форму, белок должен свернуться, образуя при этом определённую пространственную конфигурацию. До или после сворачивания полипептид может претерпевать процессинг, осуществляющийся ферментами и заключающийся в удалении лишних аминокислот, присоединении фосфатных, метильных и других групп и т. п.

Основные функции белков:

1. Каталитическая функция

 

 

К настоящему времени учеными идентифицировано более 3000 ферментов, почти все они по своей природе являются белками. Основная функция ферментов – управлять скоростью химических реакций в биологических системах. 

 

2. Транспортная функция.

 

 

Белок крови гемоглобин осуществляет перенос кислорода к органам и тканям. Альбумины участвуют в переносе

липидов. Ряд других белков могут образовывать комплексы с железом, медью, жирами, витаминами и доставлять их к нужным органам. 

 

3. Защитная функция.

 

 

Защитная функция реализуется белками-антителами, которые вырабатываются иммунной системой организма при попадании в него чужеродных веществ, называемых антигенами (бактерий, вирусов и др.). Защитная функция также реализуется в способности белков крови, в частности фибриногена, образовывать сгусток (сворачиваться). Это защищает организм от потери крови при ранениях.  

 

4. Сократительная функция.

 

 

Сокращение мышц осуществляется с участием миофибриллярных белков актина и миозина. 

 

5. Структурная функция.

 

 

Белки соединительной ткани, креатин, коллаген, эластин, ретикулин выполняют структурную функцию. Из них состоят покровы тела (кожи, волосы, ногти), сосуды. Белковые комплексы с липидами участвуют в образовании биомембран клеток.

 

6. Гормональная функция.

 

 

Для регулирования обмена веществ организмом используются различные методы, но одну из главных ролей в этом процессе играют гормоны. Множество гормонов представлены белками или полипептидами.

 

 

Болезни, связанные с нарушением белка:

• Алиментарная дистрофия - голодная болезнь АЛИМЕНТАРНАЯ ДИСТРОФИЯ (голодная болезнь, безбелковый отек) - болезнь длительного недостаточного питания, характеризующаяся общим истощением, расстройством всех видов обмена веществ, дистрофией тканей и органов с нарушением их функций.

Имеют значение не только абсолютное, но и относительное (непропорциональное выполняемой физической работе) снижение калорийности пищи, качественные изменения пищевого рациона, особенно дефицит белков (главным образом животных), жиров.

При продолжительном недостатке питания возникают гипопротеинемия, дистрофические изменения в различных органах и тканях, нарушается функция многих органов, возникает полигландулярная недостаточность.

Дистрофические изменения в стенке пищеварительного тракта и пищеварительных железах сопровождаются прогрессирующими нарушениями их функций и еще более усугубляют изменения обмена в организме.

Наблюдаются повышенный аппетит и жажда, поли- и поллакиурия, начальные дистрофические изменения в различных органах, изменения психики.

Для III стадии характерны кахексия, полное исчезновение подкожной жировой клетчатки, атрофия мышц, резкая слабость (до полной невозможности совершать самостоятельные движения), апатия, выраженные изменения психики, парестезии, полигиповитаминоз, признаки сердечной, печеночной недостаточности, анемия, мучительные запоры, нередко пролежни.

Течение болезни при отсутствии экстренных мер прогрессирующее вплоть до развития голодной комы. 

Анемия (малокровие) - уменьшение гемоглобина в крови

 

Важнейший показатель болезни - снижение уровня железа сыворотки (норма - 13-28 моль/л для мужчин).

Иммунные комплексы нередко представлены криоглобулинами (комплекс иммуноглобулинов, выпадающих в осадок при температуре ниже 37 С), которые могут циркулировать в крови, откладываться под эндотелием сосудов разных органов и тканей, вызывая развитие генерализованного васкулита, например, болезни Шенлейна - Геноха.

Болезнь наследуется по рецессивному типу, наследование сцеплено с Х-хромосомой.

В начале болезни иногда отмечается небольшое увеличение селезенки, в дальнейшем в связи с повышенным отложением железа в органах развивается гемосидероз печени (печень увеличивается и становится плотной), поджелудочной железы (появляется картина сахарного диабета).

Поскольку синтез нуклеиновых кислот касается всех костномозговых клеток, частыми признаками болезни являются уменьшение числа тромбоцитов, лейкоцитов, увеличение числа сегментов в гранулоцитах.

Болезнь развивается у детей и характеризуется сочетанием областной анемии с поражением почек. Изредка болезнь бывает у взрослых. Причина возникновения наиболее распространенной идиопатической формы болезни не совсем ясна, хотя для многих случаев может быть доказана наследственная природа (рецессивное наследование). Болезнь наследуется по доминантному типу. Внутриклеточный распад эритроцитов определяет клинические проявления болезни - желтуху, увеличение селезенки, анемию, склонность к образованию камней в желчном пузыре, характерные морфологические изменения эритроцитов, ретикулоцитоз.

Первые клинические проявления болезни могут быть в любом возрасте, хотя в действительности она начинается с рождения. Весьма редкий и неспецифический признак болезни - образование трофических язв на голенях.

Трудности диагностики часто обусловлены желчнокаменной болезнью, обычно сопровождающей наследственный микросфероцитоз (из-за образования в протоках и желчном пузыре билирубиновых камней).

Однако в отличие от наследственного микросфероцитоза при них не бывает изменений лицевого черепа, признаков наследственного микросфероцитоза у кого-либо из родителей.

Характерные для наследственного микросфероцитоза изменения выявляются в кислотной эритрограмме: обнаруживаются резкое увеличение устойчивости эритроцитов к действию хлористоводородной кислот.

Болезнь широко распространена в ряде стран Азии и Африки. Особой формой болезни является тяжелый гемолитический криз у новорожденных, клиническая картина которого соответствует резус-конфликту.

 

 

• Заключение:

Таким образом, следует заметить, что функция белков в организме человека является ключевой. Практически во всех процессах, протекающих в организме участвует белок. Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.  
Белки - незаменимый строительный материал. Одной из важнейших функций белковых молекул является пластическая. Все клеточные мембраны содержат белок, роль которого здесь разнообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.

 

• Список использованной литературы: 
• Молекулярная биология Структура рибосомы и биосинтез белка Спирин.
• Молекулярная биология клетки В 3-х т. Т. 1 Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж.
• http://meduniver.com/