Am discutat în cursul trecut ciclul celular și am văzut că este format dintr-o fază dintre diviziuni numite interfaza și o fază de diviziune. Am stabilit că nucleul se prezintă în mod diferit și are funcții diferite în cele două faze ale ciclului celular. Astăzi vom discuta funcțiile nucleului interfazic.
Dacă vă amintiți, nucleul interfazic poartă denumirea de nucleu metabolic, pentru că el realizează sinteza acizilor nucleici, dar în același timp guvernează și mecanismele citoplasmatice de sinteze proteice. Aceste etape pe care le realizează nucleul pe parcursul interfazei au fost inițial denumite dogma centrală a geneticii, ulterior dogma centrală a biologiei moleculare, Și la ora actuală, datorită dezvoltării extraordinare a cunoștințelor în biologia moleculară, se numește simplu de la ADN la proteine. Ce cuprinde acest capitol de la ADN la proteine? Cuprinde autoreplicarea ADN-ului, transcriptia, deci sinteza de ARN mesager, Metaborismul posttranscripțional, translația sau sinteza proteică și metabolismul posttranslațional.
Practic, ce se întâmplă din momentul în care ADN-ul se replică își copiază Informația pe ARN-ul mesager, acesta trece în citoplasmă, participă la sinteza proteică, iar proteinele ulterior, până a fi utilizate, sunt modificate. De ce sunt importante proteinele? Am insistat în multiple cursuri că fără proteine nu există viață, că proteinele reprezintă substratul vieții, că proteinele intră în toate structurile, în alcătuirea tuturor structurilor și sunt responsabile de funcțiile celulare. De altfel, Se consideră la ora actuală că viața a apărut pe pământ odată cu apariția primilor aminoacizi.
Pe de altă parte am mai stabilit în primul curs că celula este acea structură care este capabilă de metabolism, autoreglare și diviziune. pentru ca să aibă un metabolism, pentru ca să poată să își formeze mecanismele de autoreglare și de asemenea pentru ca să se dividă este nevoie de proteine. Deci, pe parcursul vieții ei, Celula are două deziderate importante, să producă proteine și al doilea să pregătească și să realizeze diviziunea pentru a menține specia celulară.
Acest capitol de la ADN la proteine este sumarizat în această imagine. Observați că se pornește de la autoreplicarea ADN-ului, practic dublarea informației genetice, după aceea copierea informației pe ARN, Metabolismul modificările post-transcripționale ale RNA-ului, după care RNA-ul poate să părăsească nucleul prin intermediul porilor învelișului nuclear, să ajungă în citoplasmă, să se placeze între cele două subunități ribozomale și să dicteze ordinea aminoacizilor care vor forma lanțul polipeptidic. așa încât o să le luăm pe rând. Și o să începem cu autoreplicarea semai conservativă a ADN-ului.
Chiar dacă mă repet, vă atrag atenția. De ce este importantă autoreplicarea? De ce este nevoie de ea?
Pentru că dacă vă uitați pe schița ciclului celular, celula când se naște are 46 de cromozomi, dar aceștia sunt unicromatidieni. Pentru ca ea să poată să dea naștere la două celule vice, este nevoie ca informația genetică să fie duplicată. Această duplicare poartă de mirea de autoreplicare și are loc în faza S sau sintetică a ciclului celular.
De ce se numește semiconservativă? pentru că ADN-ul nou format va conține o catenă parentală, deci o catenă veche și o catenă nou formată, deci ea conservă informația parentală. În ceea ce privește mecanismul autoreplicării, La eucariote autoreplicarea nu se realizează simplu ca la prokariote cu pornire dintr-un singur punct numit origine de replicare, ci pe lungimea întregului ADN, întregii macromolecule, apar mai multe origini de replicare. Autoreplicarea începe prin separarea catenelor de ADN și formarea unei așa-numite furci de replicare cu formă de literă Y.
Replicarea sau sinteza noului lanț nu poate să aibă loc decât în direcție 5'-3'. De ce? Pentru că adenepolimeraza, care este cea responsabilă de atașarea complementară a bazelor, poate să citească doar în direcția respectivă.
De aceea, catena 5'-3'nou formată se sintetizează continuu și este denumită catena prioritară sau leading. și catena 3'-5'se sintetizează discontinu, ea de fapt se sintetizează tot 5'-3'după cum vom vedea, pe fragmente care poartă denumirea de fragmente Okazaki, care nu au o lungime de mai mult de 200 de nucleotide. Pentru că se sintetizează pe fragmente mici care ulterior trebuiesc legate între ele, Aceasta se sintetizează cu o viteză mai mică, de aceea se numește catenă tardivă sau legging. Cine realizează replicarea? Replicarea se realizează de către un grup mare de enzime, dar și de proteine fără activitate enzimatică, care se numește replizom și care se asamblează doar în momentul începerii autoreplicării și doar în locurile unde cele două lanțuri se...
Deci fac pentru formarea furcii, deci în originile de replicare. Pe slide aveți toate enzimele cunoscute și proteinele cunoscute care participă la replicare. Eu vă voi explica pe desen modul de replicare și vom face apel la cunoștințele pe care le veți acumula de pe acest slide.
În roșu avem ADN-ul parental cu catena sa 3'-5'și catena 5'-3'. La nivelul originii de replicare spuneam că se asamblează acest replizom format din mai multe enzime. Și anume, în primul rând, helicaza desface, avansează și desface dublul helix formând furca de replicare în Y. ADN polimeraza se atașează pe ADN-ul parental. și atașează în mod complementar bazele.
Sigur că pe catena 3'-5'formarea noului ADN în albastru aici va avea loc complementar în direcție 5'-3'. Și pentru că ADN polimeraza poate citi cu rapiditate și atașa cu rapiditate bazele, aceasta este catena prioritară. Ce facem însă cu catena tardivă?
Aceasta este în direcție 5'-3', deci ADN polimeraza nu poate să sintetizeze ADN-ul. Și atunci intervine o enzimă care se numește ADN primaza și care va insera un primer. un fragment de ribonucleotide de 3 până la 8, care poartă denumirea de primer și care primează sau inițiază copierea. Deci, ADN primează, atașează primerul, după care ADN polimerază va sintetiza în direcție inversă. Deci...
5 prim către 3 prim, dar nu mai mult de 200 de nucleotide, deci un fragment Okazaki. După care, adenepolimereaza se întoarce și va sintetiza un alt nucleotide. Un alt fragment Okazaki.
Și tot așa, pe măsură ce helixul se desface, ea se tot întoarce și sintetizează câte un mic fragment Okazaki. La sfârșit... Vine o altă enzimă care se numește ADN ligază și care leagă fragmentele Okazaki între ele, iar ADN polimeraza va digera primerul.
În afară de aceste... Enzime Mai există și un grup de enzime numit SSB, Single Strand DNA Binding, care se atașează de ADN-ul monocatenar și menține deschisă furca de replicare, deoarece ADN-ul are tendință la refacerea dublului helix. Deci, să repetăm. ADN helicaza desface helixul, ADN primaza atașează primerul, ADN polimeraza are rol de a atașa complementar bazele, al doilea rol al ADN polimerazei de a participa la corectarea erorilor de...
Atașare și al treilea rol al ADN-volimerazei de atingerea primerului. În ceea ce privește transcripția. Transcripția, după cum știm, este copierea unui fragmentel de informație genetică care semnifică o sinteza unei proteine. Imaginați-vă că pe lungimea unei catene de ADN, din cele 46 macromolecule de ADN, avem mii de informații pentru mii de proteine. celulei nu-i trebuiesc tot timpul toate proteinele și atunci se va copia doar acel fragment care corespunde proteinei care va trebui sintetizată în citoplasmă.
Deci, practic, RNA-ul, și aici vorbim despre RNA-ul mesager în principal, este nimic altceva decât un carrier al informației din nucleu în citoplasmă. Pentru că ADN-ul nu poate ajunge la locul biosintezei proteice, amintiți-vă că macromolecula are 10, poate să ajungă la 10 la anoa Dalton, deci nu poate să treacă prin porii învelișului nuclear. Se copiază deci mici fragmente de care este nevoie în acel moment.
în citoplasmă. Mecanismul transcripției este mult mai simplu decât sau enzimele care participă la transcripție sunt mult mai puține decât cele care participă la autoreplicarea ADN-ului. Și în principal avem RN-polimerazele, RN-polimeraza 1 care se găsește în nucleol și catalizează formarea RNA-ului ribozomal, aduceți-vă aminte, acel 45S care se transformă în 41 și așa mai departe, RNA polimeraza 2 care se găsește în nucleu și participă la sinteza RNA-ului messenger, realizează RNA-ul messenger, și RNA polimeraza 3 care se găsește în nucleu și sintetizează RNA-ul de transport. La aceste RNA polimeraze, sigur că mecanismul transcriptiei mai cuprinde și factori de transcriptie, proteine reglatoare și alte elemente de control pe care ADN-ul le conține. Pe slide aveți etapele.
de inițiere, elongare și terminare a transcripției, pe care eu vi le voi explica pe imaginea care urmează. Etapa de inițiere constă în atașarea RNA polimerazei la nivelul unei, unui fragment de ADN care poartă denumirea de promotor. În cadrul promotorului există și ea începe să culiseze pe ADN-ul respectiv.
În cadrul promotorului există o secvență repetitivă de timină și adenină, motiv pentru care se numește TATA BOX, cutia lui TATA. Atunci când alunge la TATA BOX, RN-Polimeraza începe să desfacă. Dublul helix de ADN Datorită faptului că și ARN-ul se transgrie tot în direcție 5'-3', asta denotă că ARN polimeraza nu poate copia decât lanțul de ADN complementar, adică 3'-5'.
Se trece ulterior la etapa de elongare, deci RNA polimerază a face totul, desface progresiv din aproape în aproape dublu helix de ADN și atașează progresiv bazele de manieră complementară în direcție 5-3. Pe măsură și ajungem la etapa de terminare. Pe măsură ce RN-polimereaza avansează, sigur că și lanțul de RN-mesager va fi din ce în ce mai lung.
Tot ea este cea care permite, care realizează refacerea din urmă a dublului helix de ADN. Când ajunge la o secvență stop, RN-polimereaza se desprinde. În consecință, va elibera și RN-ul mesager, cum spuneam, realizat în direcție 5'-3'.
În schemă, avem ADN-ul pe interior și sute de RNA polimeraze care îl citesc și copiază lanțurile de RNA care sunt din ce în ce mai lungi, pe măsură ce RN polimerază avansează. Această schemă, acest ADN, fragment de ADN cu multiplele RN polimeraze atajate pe el și cu RN-urile din ce în ce mai lungi, îl aveți și în imaginea de jos, în microscopie electronică de transmisie. Este această structură, poartă denumirea de unitate de transcriere și are forma unei frunze de ferică.
Activitatea renepolimerazei poate fi inhibată în două moduri, fie de factori care se leagă de ADN. Îi modifică acestuia structura și în consecință RNA polimeraza va citi o structură greșită și va determina apariția unui RNA mesager greșit. Fie, acești alți factori vor inhiba direct acțiunea RNA polimerazei.
În prima categorie se încadrează actinomicinate pe care dvs. o veți folosi. ca și antifungic, pentru că destabilizează sinteza proteică la fungi. Bromura de etidiu este o substanță pe care noi o folosim, nu toți o veți folosi, numai cei care vor lucra în laborator.
Este un fluorocrom utilizat pentru evidențierea acizilor nucleici. Este toxică. celulare, chiar a fost pusă în legătură cu apariția cancerului de sân, tocmai datorită faptului că modifică structura ADN-ului și deci provoacă citirea greșită a acestuia cu sinteza greșită a ARN-ului.
Dar cu aflatoxina vă întrăniți toți în fiecare zi. Aflatoxina este o toxină eliberată de mucegaiuri. Care se dezvoltă pe gramine? Poate că vă aduceți aminte, deși erați mai mici în urmă cu 4-5 ani, a fost un scandal enorm în România datorită laptelui infestat practic cu aflatoxină. vitele au mâncat gramine, au mâncat paie mucegăite, iar laptele lor conținea aflatoxina eliberată de acea ciupercă.
De aceea, când deschideți punga de pâine și vedeți pe pâine mici granule albe, nu așteptați să se facă verzi, și pâinea are un miros ușor acriu, imediat o aruncați, pentru că deja dezvoltă ciuperca care sintetizează aflatoxină. Nu uitați, este toxică prin aceea că modifică structura ADN-ului. A doua categorie spuneam că inhibă direct RN-porimereaza, fără a afecta ADN-ul.
Aici se încadrează rifampicina. Rifampicina o să o întâlniți la tuberculoză, deci când veți studia la pneumologie tuberculoză, este alături de streptomicină unicele antibiotice utilizate sau capabile să distrugă peretele celular extraordinar de gros și de rezistent al bacilului Koch. Rivampicina se administrează în doze foarte mari la bolnavii cu tuberculoză și majoritatea dezvoltă, veți vedea în stagiile de pneumologie, majoritatea bolnavilor dezvoltă o...
insuficiență hepatică și renală, tocmai datorită rifampicinei, care, pe de o parte, ca orice medicament cu două tăișuri, pe de o parte, inhibă, are nepolimereaza bacteriei, respectiv a bacilului COC, care permite distrugerea peretelui celular, dar inhibă și RNA polimeraza eucariotelor, deci a celulelor hepatice și renale, ele nefiind capabile să își sinteze o cantitate suficientă de proteină. De aceea ea este toxică. De asemenea, o altă toxină.
pe care neastră o cunoașteți foarte bine, poate nu sub această denumire, este alfa-amanitina. Alfa-amanitina este toxina eliberată de amanita phalloides, ciupercat cea considerată cea mai toxică, cea mai otrăvitoare, și anume pălăria șarpelui. Alfa-amanitina este toxică datorită inhibiției RNA polimerazei, bolnavii pe care o să-i aveți intoxicați cu ciuperci.
și o să-i vedeți în stagiile dumneavoastră de medicină internă, vor prezenta o așa numită insuficiență multiplă de organ, adică insuficiență hepatică, renală, digestivă, pulmonară. De ce? Tocmai pentru că celulele eucariote, inclusiv ale omului, își diminuează foarte mult.
Sinteza proteică, de ce și-o diminuează? Pentru că nu există, pentru că RNA polimerează este inhibată, nu conduce la formarea de RNA mesager, în consecință citoplasma nu poate sintetiza proteine. Ce se întâmplă după ce RNA-ul se formează, deci se transcrie în mod normal?
El trebuie să sufere, el este un așa numit RNA transcris primar, pentru că el copiază practic toată informația de pe ADN. El este foarte lung, foarte mare, are aproximativ 50.000 de nucleotide și deci nu poate să părăsească. nucleul, fiindcă nu poate să depășească porinii nucleari. Înainte de a trece în citoplasmă, acest RNA transcris primar suferă trei modificări, și anume atașează la capătul 5 prim un nucleotid cu rol în debutul sintezei proteice, pentru ca să știe ribozomul la care capăt Al RNA-ului mesager se atașează și începe citirea. La capătul 3 prim, deci la capătul, la extremitatea finală, atașează o secvență de polinucleotidică de 100-200 de nucleotidă de adenină, motiv pentru care se numește secvență poli-A.
și mai face ceva în al treilea rând și anume pierde toată informația de care nu are nevoie. Spuneam că RNA-ul transcris primar are aproximativ 50.000 de nucleotide. Între aceste nucleotide, și RNA-ul dacă a copiat absolut tot ceea ce este cuprins în informația de pe ADN despre proteina respectivă, Această copieră conține zone de care este nevoie în citoplasmă, este nevoie pentru sinteza proteică, și aceștia se numesc exoni pentru că vor ieși din nucleu către citoplasmă și vor forma RNA-ul matur.
Dar acești exoni alternează cu zone de care nu este nevoie în citoplasmă. și care vor rămâne în nucleu, motiv pentru care se numesc introni. Înainte de a trece în citoplasmă, pe lângă atașarea la extremități a nucleotidelor de în sinteză proteică la capătul 5'și polinucleotidul A la capătul 3', ARN-ul transcris primar suferă un așa numit proces de splicing, de pliere, prin care pierde intronii și păstrează exonii. Am încercat să-mi cer scuze pentru calitatea imaginii, dar este imaginea pe care v-aș fi făcut-o și pe tablă.
Această înlănțuire, să spunem, de introni și exoni de pe catena ADN-ului, care se transcrie cu totul pe ARN-ul transcris primar și fenomenul de splicing, de priere. Intronii se vor plia. Exonii se leagă, în consecință, dacă RN-ul transcris primar a avut 50.000 de nucleotide, RN-ul matur, Rezultat în urma splicing-ului nu depășește 3000 de nucleotide.
Și aduceți-vă aminte de la nucleu că și în aceste condiții când el s-a micșorat foarte mult, trebuie să adopte o conformație alungită ca să poată să treacă prin porii nuclear și să ajungă în citoplasmă unde participă la sinteza proteică. Vă rog să remarcați că 90%, mai mult de 90%, din ceea ce a copiat ARN-ul transcris primar, este sub formă de introni, nu de exoni. Practic, noi utilizăm pentru ca să trăim, să ne formăm, să ne rănim celulele. și să le facem să funcționeze doar 5-7% din toată informația genetică pe care o avem în ADN.
Restul nu știm încă la ce folosește. Cunoaștem existența intronilor, dar nu știm. și știm încă la ce folosesc ei.
Există multiple teorii, ar fi factor de reglare a transcriptiei, factor de reglare a biosintezei proteice, factor de reglare a autoreplicării semiconservative, dar nimic nu este sigur. În mod sigur însă, Trebuie să ne gândim că dacă ei există acolo, servesc la ceva, doar că încă nu știm. Și să trecem la translație, numită și biosinteza proteică. Trebuie să stabilim din start niște lucruri, și anume, aduceți-vă aminte că poliribozomii liberi Din citoplasmă sintetizau holoproteine, iar cei atașați reticulile endoplasmatic sintetizau heteroproteine.
Ca să înceapă sinteza proteică în citoplasmă, este nevoie de o concentrație citoplasmatică a ionilor de magneziu de aproximativ 10 la minus 3. Dacă concentrația este mai mică, cele două subunități ribozomale nu se pot atașa pe RN-ul mesager, deci sinteza proteică nu poate debuta. Dacă concentrația este mai mare, atunci pe RN-ul mesager se atașează multiple subunități ribozomale ca într-un fel de polimer. și care nu pot să citească informația, deci din nou sinteza proteică este inhibată.
Pentru ca ea să deputeze, trebuie ca această concentrație a ionilor de magneziu să ajungă la 10 la minus 3. O altă idee este aceea pe care am discutat-o la ribozomii. Că natura lanțului polipeptidic este dictată de RNA-ul mesager. Același ribozom poate să sintetizeze mai multe proteine funcție de RNA-ul mesager pe care se atașează. Iar lanțul polipeptidic care... Se sintetizează dinspre capătul amino spre cel carboxil.
Biosinteza proteică are loc și ea tot în trei faze, care se numesc la fel ca și la transcripție, inițiere, elongare și terminare, dar atenție, doar denumirile sunt aceleași. Nu confundăm, ceea ce se petrece în fiecare este total diferit. Faza de inițiere constă în formarea așa numitului complex de inițiere, realizat de subunitatea mică ribozomală, subunitatea mare ribozomală, RNA-ul mesager și primul RNA de transport care aduce primul aminoacid și acest complex RNA de transport plus aminoacid poartă denumirea de aminoacil RNT.
Inițierea începe, se realizează și ea în mai multe subfaze. Începe prin atașarea subunității mici la capătul 5'acel capăt care are nucleotidul de recunoaștere a RNA-ului. Mesager Deci subunitatea mică se atașează la capătul 5 prima la RNA-ului mesager și începe să culiseze pe RNA-ul mesager în căutarea codonului inițiator AUG. Întotdeauna codonul inițiator este AUG pentru că toate lanțurile polipeptidice încep cu același aminoacid și anume cu metionină.
Din citoplasmă vine primul RNA de transport aducând metionina. Metionina funcționează aici ca și primerul de dincolo de la autoreplicarea ADN-ului. Inițiază sinteza proteică. Funcționează ca o amorsă a sintezei proteice. Deci subunitatea mică culisează în căutarea primului codon și ajunge și se dispune pe ea, împreună cu aminoacil-RNT pentru metionină.
Atât subunitatea mică cât și subunitatea mare prezintă pe ele trei situsuri de fixare. situsul A pentru fixarea aminoacil-RNT, situsul P pe care are loc formarea legăturii peptidice și situsul E de eliberare. Deci subunitatea mică a ajuns la nivelul codonului AUG împreună cu primul aminoacil RNT al metioninei și care se placează inițial în această etapă pe situsul P. După aceasta, prin consumul unei molecule de GTP, utilizat la atașarea primului aminoacil RNT, după aceea sosește și subunitatea mare și se atașează deasupra subunității mici, în acest fel s-a format așa numitul complex de inițiere.
După care începe elongarea. Din citoplasmă vine un alt RNA de transport, deci un alt aminoacil RNA T și se așează pe situsul A, A de la aminoacil RNA T. În acel moment, subunitatea mare culisează către capătul 3 prim cu lungimea unui codon. În acest fel, al doilea aminoacid, al doilea aminoacil RNT, ajunge pe situsul P de la peptidil și se realizează legătura peptidică, ribozomul realizează legătura peptidică sub acțiunea peptidil-transferazei, cu metionina. Deci, prin curisarea subunității mari, Situsul A rămâne liber, situsul P are loc formarea legăturii peptidice, iar primul arenet de transport care a adus metionina se placează pe situsul de eliberare.
Această deplasare a subunității mari către capătul 3 prim cu lungimea unui coton poartă denumirea de translocare. Ulterior, și subunitatea mică se deplasează în aceeași direcție pentru a se plasa în dreptul subunității mari. Și în acest fel... Etapa de elungare În etapa de elongare, lanțul polipeptidic va fi din ce în ce mai lung. Etapa cu etapă, lanțul polipeptidic va fi mai lung cu încă un aminoacid.
Remarcăm că pe toată perioada de elongare, După ce a avut loc translocarea subunității mari, situsul A va rămâne liber pentru a atașa un alt aminoacil RNT. Fiecare atașare de aminoacil RNT utilizează un GTP. De asemenea, fiecare legătură peptidică este și ea energodependentă. Ciclul se repeta și ajungem la faza de terminare, care intervine atunci când pe situsul A ajunge un codon.
care poartă denumirea de codon stop și care poate să fie Uag, UAG sau Uaa. De ce sunt denumiți codoni stop? pentru că pentru ei în citoplasmă nu există aminoacil sau nu există să-i spunem RN de transport cu anticodon corespunzător. Deci aici nu mai poate veni niciun RN de transport care să se atașeze. În acel moment...
Intervine terminarea, situsul UAG este blocat, lanțul polipeptidic este eliberat și cele două subunități ribozomale sunt eliberate. Ele pot să se atașeze pe același RNA mesager și să înceapă sinteza progresivă a aceleiași proteine, pot să coexiste ca subunități libere în citoplasmă sau se pot atașa pe un alt RNA mesager și să sintetizeze o altă proteină. Vedeți că, amintiți-vă că spuneam că numărul de ribozom de pe un poliribozom, fie liber, fie atașat pe reticul endoplasmatic, diferă de la o lungime la alta a RNA-ului mesager și deci de la o proteină la alta.
Aceeași proteină este sintetizată în mai multe copii Fiecare copie fiind sintetizată de către un ribozom pe măsură ce el alunecă, glisează pe RNA-ul mesager. În carte aveți un tabel în care am sumarizat. Acțiunea inhibitorilor sintezei de RNA și de proteine ca implicații medico-farmaceutice.
Ce urmărim noi? Marea lor majoritate, acești inhibitori sunt utilizați ca antibiotice, dar o să mai găsiți aici și substanțe considerate toxice, cum este actinomicina, alfa-amanitina și toxinele microbiene care inhibă sinteza RNA-ului. Sunt utilizate ca antibiotice în ce scop? Pentru a destabiliza sinteza proteică și în consecință pentru a avea efect bactericit, adică de omorâre a bacteriei. Dacă bacteriei îi inhib sinteza proteică, fără proteine nu poate să trăiască.
Fiecare dintre aceste antibiotice acționează la un anumit nivel, într-o anumită etapă a sintezei proteice. De exemplu, streptomicina acționează pe subunitatea mică și produce citirea greșită a RNA-ului. Tetraciclina blochează legarea aminoacil-RNA-ului. Cloramfenicolul înhibă acțiunea pe direct, acțiunea peptidil-transferazet, deci nu se poate face legătura peptidică între aminoacizi.
Fiecare dintre acestea, spuneam deci, că acționează la un anumit nivel. în timpul sintezei proteice. Sunt mulțumită dacă rețineți acest aspect. Nu vă oblic să le învățați pe de rost, pentru că toate aceste acțiuni, moduri de acțiune ale acestor substanțe inhibitoare, sunt scrise în prospectul medicamentului. Dar...
Trebuie să fim atenți ca viitori medici la un aspect extrem de important. De fapt la două aspecte importante. V-am clasificat aceste antibiotice și substanțe care înhipă sinteza RNA și de proteine în substanțe care acționează exclusiv pe sinteza proteică la prokaryote, care acționează pe ambele tipuri celulare și care acționează doar la eucariote. Aș vrea să fiți atenți la un aspect. La ora actuală sunt introduce pe piață, pe piața farmaceutică, un număr foarte mare de medicamente, printre care și antibiotice care.
Nu au trecut proba timpului sau care nu sunt foarte bine cunoscute și utilizate în practica medicală. Niciodată să nu vă repeziți să utilizați un antibiotic nou fără a-l urmări în timp ce efecte adverse are, pentru că veți avea pe conștiință bolnavi. Vă rog să-i întrebați pe părinții dumneavoastră.
Ei trebuie să-și aducă aminte. Streptomicina a fost al doilea antibiotic sintetizat și scos pe piața farmaceutică după penicilină, în urmă cu 30 de ani, poate și mai mult. A fost utilizată la greu.
Până când, la ora actuală se utilizează foarte rar și vă spun, aproape de elecție în tratamentul tuberculozei împreună cu rifampicina. De ce? Pentru că este toxică. Și este toxică.
datorită faptului că afectează sinteza proteică inclusiv la eucariote, mai ales într-un moment în care acele celule se găsesc în plin proces de diferențiere, adică de specializare. Revin la experiența prin care a trecut omenirea, acum 30-40 de ani, S-a administrat streptomicină la copii mici și această streptomicină s-a dovedit a determina surtitate definitivă. De ce? Pentru că în momentul în care ea a fost administrată, Dacă urechea internă era în plină formare, diferențiere, celulele respective aveau nevoie de proteine pentru ca să își producă ATP-ul, ca să aibă energie suficientă pentru diferențiere. Proteinele care s-au format și cele puține care s-au format au fost prost sintetizate și totul a condus la surditate definitivă.
Tetraciclina administrată la copii în momentul exploziei sau erupției dentiției definitive determină apariția unor dinți portocalii și nu mai scoți culoarea decât cu cleștele. Cloranfenicolul s-a dovedit a avea efecte adverse pe sinteza proteică a celulelor medulare. Au fost cazuri și nu puține când după administrarea de cloranfenicol, la câteva luni, respectivii subiecti au prezentat leucemie.
Despre rifa în picină am vorbit că dă toxicitate pe lângă efectul pe bacterii și toxicitate majoră la eucariote. Și aș vrea să mai accentuez pe un lucru. Ribozomii, aduceți-vă aminte de la mitocondrie.
Mitoribozomii, deci ribozomii mitocondriali. Sunt mult mai asemănători din punct de vedere a organizării moleculare și a constantei totale de sedimentare, dar și a constantelor de sedimentare per subunitate. cu cei de la bacterii, mult mai asemănători cu cei de la bacterii, practic nu seamănă cu cei citoplasmatici, cu cei de la eucariote.
În consecință, în momentul în care administrezi un antibiotic, chiar un antibiotic care inhibă sinteza proteică la prokariote, acesta va inhiba și sinteza proteică mitocondrială. pentru că va inhiba și activitatea mitolibozomilor. În consecință, repet, dacă celula respectivă este în nevoie mare energetică, în caz de diviziune, în caz de diferențiere, și de altfel știm foarte bine că majoritatea mecanismelor celulare sunt energodependente și energoface, Deci, în aceste cazuri, sinteza proteică mitocondrială va fi inhibată prin inhibarea mitorivozomilor, nu se va produce suficientă de energie și, în consecință, celula nu va putea să se diferențieze, să se specializeze, să se dividă, să aibă sinteze proteice și așa mai departe. Ce se întâmplă după ce lanțul polipeptidic, sau chiar în timp ce lanțul polipeptidic este sintetizat la nivel de ribozom?
Lanțul acela polipeptidic trebuie să adopte o anumită conformație, pentru ca în final proteina devenită matură, funcțională, să fie o proteină cu structură secundară sau terțiară, deci el trebuie să înceapă să se plieze chiar din momentul în care este sintetizat la nivel de ribozom. Ulterior, în reticulul endoplasmatic va continua plierea Și va suferi, dacă vă aduceți aminte, fenomene de modificare biochimică de tip glicozilare sau fosfatare sau acetilare sau alte modificări biochimice, scindări proteolitice, autoasamblări și așa mai departe. Pentru ca în final această proteină să fie bine conformată, să permită această conformație, să-i permită atașarea cu alte.
sub unități proteice ca să formeze împreună o proteină matură funcțională. Frierea începe, cum spuneam, de la nivelul ribozomilor, continuă în reticulul endoplasmatic concomitent cu modificările biochimice, Pentru majoritatea lanțurilor polipeptidice prierea se face cu rapiditate și foarte bine, în parametrii foarte buni, dar întotdeauna vor exista cam o treime din proteinele sintetizate care nu se pliază normal. care nu se pliază normal.
Aceste proteine vor avea întotdeauna la suprafața lor, sau în majoritatea cazurilor, vor avea la suprafața lor situsuri hidrofobe, care vor indica faptul că aceste proteine nu sunt bine pliate. Și atunci celula încearcă să repare defectele de pliere, pentru că dacă nu reușește să le repare, atunci o pliere defectoasă va conduce la pierderea funcției, după cum am mai vorbit și în cursul de chimie, și chiar la o patologie. O primă măsură de reparare a defectelor este realizată de grupe mari proteice care poartă denumirea de șaperone. Șaperonele se prescurtează HSP, de la Heat Shock Proteins, Există mai multe grupe de șaperone. Aici v-am notat doar șaperonele de grup 60 și șaperonele de grup 70. Să vedem cum acționează ele.
Șaperonele HST70 acționează încă de la nivelul ribozomilor. Ele se atașează pe lanțul polipeptidic care se sintetizează, pe acele lanțuri polipeptidice care nu sunt pliate corect. Se atașează și prin mecanisme energodependente repetate și cu ajutorul HSP40 vor plia, vor încerca să plieze normal, să aducă proteina la o pliere corectă. Aici vorbim despre lanțurile polipeptidice sintetizate la nivel de ribozom, atașați reticului endoplasmatic.
Dacă vorbim despre proteinele care se sintetizează la nivelul mitocondriilor, acolo acționează grupul proteic de șaperone Hsp60, care care formează niște structuri asemănătoare unui butoi și care înglobează proteina priată incorrect, pe care o recunosc și o înglobează prin situsurile hidrofobe de legătură de la extremități. pentru a-i permite să realizeze un spațiu închis în care proteinei îi se dă timp să se replieze și să adopte o pliere corectă. Se face acest lucru pentru că dacă proteinele priate incorrect se acumulează, ele vor forma complexe proteice greșite, complexe se vor aglomera și vor forma agregate proteice care sunt nocive pentru celulă și pentru organism în general. În cazul în care proteinele pliate defectuos de la nivelul ribozomilor scapă de încercarea șaperonelor 70 de a le plia corect, sau dacă aceste plieri sunt mai grave, atunci în citoplasmă există niște structuri care se numesc proteazome și care încearcă ele, într-un al doilea pas, să repare aceste plieri anormale.
Proteazoma este o structură de natură proteică formată din patru inele proteice suprapuse și care creează în interior un canal de pasaj. De asupra acestor patru inele și dedesubt, la nivel de extremități, se găsesc alte structuri proteice. formate din aproximativ 20 de tipuri de proteine care joacă rol de poartă de intrare sau poartă de ieșire din proteazomă.
Proteazoma se găsește într-un număr mare de copii în citoplasmă. Cu cât celula este mai implicată în sinteze proteice, cu atât vor fi mai multe proteazome. atât în citoplasmă cât și în nucleu. Și proteazoma încearcă să repare acele proteine care vin din reticulul endoplasmatic și au o priere alterată. Pentru că dacă șaperonele n-au reușit să repare plierea la nivel de ribozomi, aceste lanțuri polipeptidice vor trece în reticul, iar reticul le va recunoaște ca fiind alterate și le va trimite, le va elibera în citoplasmă, tocmai pentru a le destina a intra în proteazomă.
Aceste proteine alterate sunt recunoscute de un grup de proteine care se numesc ubiquitine, care se atașează și le conduc la nivel de proteazomă. Poarta extremității proteazomei se deschide, lanțul polipeptidic pătrunde în canalul proteazomei, unde sub acțiunea proteazelor aminoacizii sunt separați, legătura peptidică este tăiată, aminoacizii sunt separați și sunt eliberați în citoplasmă pentru a participa din nou la o altă sinteză proteică a unui alt lanț. polipeptidic.
Ca implicații medicale, de regulă, după cum ați văzut, celula este capabilă. Deci celula sintetizează. Un număr mare de proteine, marea lor majoritate se sintetizează normal și cu rapiditate și se pliază corect, dar totuși o treime dintre ele sunt sintetizate incorrect. Se încearcă repararea prin mecanismele șaperonelor și prin mecanismul proteazomei, dar există totuși proteine care nu pot fi reparate sau care nu sunt recunoscute de ubiquitine, nu trec prin mecanismul de degradare al proteazomei și în consecință acestea vor forma agregate proteice mari care se vor acumula în celula afectată și vor determina lezarea foarte gravă a acesteia sau chiar moartea celulară.
Aceste agregate, celula încearcă încă o dată să se apere și elimină prin exocitoză aceste agregate proteice care ajung și se acumulează în matricea extracelulară și aici vor produce sigur leziuni ale țesutului. Ca exemplu, avem... O categorie de boli genetice care afectează creierul. După cum știți, creierul este un ansamblu celular cu o foarte complexă organizare și tocmai din cauza aceasta este extrem de vulnerabil. Bolile pe care vi le am...
Trecut aici, Coreea Huntington și maladia Alzheimer se datorează unei acumulări matriciale de astfel de complexe proteice alterate care se dispun în așa numite filamente încrucișate beta, care în histologie-morfopatologie poartă denumirea de amiloid, dar de fapt sunt proteine alterate. Se numesc filamente încrucitate beta pentru că ele de regulă au o structură de foiță beta ca și proteine. Și am mai discutat acest aspect, acest amiloid duce la distrugerea, la creșterea de volum extraordinară a matricei extracelulare, care este o matrice alterată, și cu distrugerea concomitentă neuronală.
O altă categorie de maladii determinate de aceste proteine alterate, care nu pot fi distruse, nu pot fi reparate de șaperone și nici degradate de proteazomă, o alcătuiesc bolile prionice, cum este de exemplu boala Creutzfeldt-Jacobs și encefalopatia spongiformă bovină, în care are loc o acumulare de agregate proteice, așa numit PRP, de la proteina prionică. și care duc tot așa la o manifestare de tip demențial, deoarece are loc o degradare a celularității neuronale. Să vă mulțumim pentru viz