2010/2011 Учебный год

1 .Биотрансформация ксенобиотиков. Характеристика основных реакций и ферментов.

Часть ферментов, которые необходимы организму, выделяется на биотрансформацию ксенобиотиков, а это ослабляет организм. Изначально этот процесс называли детоксикацией, но иногда при биотрансформации ксенобиотиков получаются даже более токсичные вещества.

Процесс метаболических превращений ксенобиотиков делится на две стадии:

1. Стадия диссимиляции (предконъюгационная), к ней относятся реакции окисления, восстановления и гидролиза.

2. Стадия синтеза (конъгации)

Общая картина превращения ксенобиотиков:

Ксенобиотик (диссимиляция) → продукты окисления, восстановления, гидролиза (синтез) → конъюгаты

1. Реакции окисления. Среди ферментов, котоализирущих окисление, особое место принадлежит микросомальным оксигеназам. Это ферменты, катализирующие в организме реакцию элементарного кислорода с некоторым субстратом, в процессе которой, одни из атомов кислорода входит в субстрат, а другой атом реагирует с другим акцептором, чаще всего с водородом. В качестве основного компонента монооксигеназные системы содержат цитохром Р₄₅₀, основная функция которого обезвреживание эндогенных субстратов.

Особенностями окислительных ферментов является их различная избирательность к субстрату в зависимость от вида тканей, их активность может вызываться самими веществами.

Реакции:

- Окисление спиртов и альдегидов

- Окисление аминов

- окисление ароматических аминов

- окисление алкил замещенных соединений

- эпоксидация

- окисление органической серы.

2. Реакции восстановления. Они менее обычные, чем реакции окисления. Наряду с окислительными ферментами здесь работают ферменты восстановления, например редуктазы.

- восстановление альдегидов и кетонов

- восстановление нитро- и азотгрупп (нитроредуктазы и азотредуктазы)

- восстанавления дисульфидов

- дегидроксилирование

3. Реакции гидролиза. Катализируются ферментами гидролазами.

- гидролиз эфиров карбоновых кислот (с помощью эстераз)

- гидролиз амидов

- гидролиз фосфатов

4. Реакции конъюгации – к ним относятся процессы биосинтеза, в которых из ксенобиотиков или их метаболитов и эндогенных продуктов образуются сложные вещества.

- конъюгирование ацетата с ароматическими аминами, при участи ацетил коэнзима А

- конъюгация глицина с бензойной кислотой

- алкилирование с участием метионина и этионина

- сульфатная конъюгация.

Относительно неорганических ксенобиотиков сложно говорить, т.к. они находятся в организме.

- Восстановление атомов с переменой валентностью (арсенатов в арсениты, хлоратов в хлориты)

- Метилирование

-Реакции конъюгации (цианид обезвреживается с серой, в результате - тиоцианит)

- биотрансформация серы.

2.Принципы и методы генетического анализа про- и эукариот.

Генетический анализ – это совокупность методов исследования наследственности и изменчивости. Это осн. метод генетики.

Задача: изучение организации генет. материала. Т.к. изучение генов осущ. ч/з признаки, то генет. анализ по существу явл. анализом признаков.

Включает классические методы:

• гибридологический

• мутационный

• математический

• цитологический

• онтогенетический

• популяционный

И современные методы:

• гибридизация соматических кл.

• молекулярно-генетические

• методы смежных наук

Основоположник генетического анализа Серебровский.

Гибридологический метод в эксперименте с горохом:

- скрещиваемые организмы д. б. 1 вида;

- должны четко различаться по отд. признакам;

- признаки д.б. наследственно закреплены и передаваться потомству;

необходим строгий кол-ный учет всех без искл. типов расщеплений в потомстве.

Мутационный исп. для получения мутантных форм, для получения различий м/у особями, и для пол. мутаций для идентификации генов и синтезируемых ими продуктов;

Математический (Мендель исп. алгебраический). Шир. исп. для доказательства достоверности. Метод хи-квадрата для отклонения нулевой гипотезы, он – осн. популяционной генетики.

Цитогенетический метод позволяет ч/з изменения в стр-ре хр и в их числе изучать плоидность организмов. М. б. использован для цитологического картирования генов. Шир. исп. в медицинской генетике для определения наследственных заболеваний.

Онтогенетический направлен на изучение изменений в генетическом материале и в работе генов на ранних этапах онтогенеза.

Популяционный исп. для устан. частоты генотипов, либо отд. дом. / рец. аллелей в пределах 1 популяции. Накопление вредных рец. мутаций и прогнозирование неблагоприятных последствий этого ген. груза.

Прорыв → методы секвенирования, клонирования.

У бактерий 3 способа передачи генетической инфы: трансформация, трансдукция и конъюгация.

Трансформация: преимущественно грам «+». Лизис кл. → ДНК фрагменты → рекомбинация. Входить в реципиентную кл. м. фрагменты 4-5*10⁶ Да. Участки не > 7 генов.

Трансдукция: Фаг заражает кл. → размножение его ДНК → фрагментирование ДНК бактерии → захват фагом участка ДНК бактерии → перенос фагом его в др. кл., где эта ДНК уч. в рекомбинации. Р1 – E. coli, Р22 – Salmonella typhymurium. Могут переноситься большие уч.

Конъюгация. Только для грам «-». АВС + авс = аВс. Отд. Hfr ♂ штаммы способны переносить свою ДНК женским особи. Состояние Hfr приобретается кл., если F-фактор встраивается в состав хр.

2 подхода к картированию хр:

1) по времени вхождения в реципиентную клетку;

2) по частоте рекомбинации.

Еще возможно слияние протопластов.

З.Морфо-биологическая характеристика млекопитающих. Многообразие млекопитающих в связи с адаптациями к различным условиям среды.

Млекопитающие – высокоорганизованный класс хордовых животных, насчитывающий около 4,5 тыс. видов. Его представители заселили все среды жизни, включая поверхности суши, почву, морские и пресные водоемы, приземные слои атмосферы.

Характерные черты организации:

1. Внешний облик и размеры весьма многообразны в зависимости от условий среды и образа жизни. Масса тела колеблется от 1,5 г (землеройка-крошка) до 150 т (синий кит). Тело подразделено на голову, шею, туловище, парные передние и задние конечности хвост. Длинные конечности способствуют быстрому передвижению, благодаря чему животные не имеют себе равных по скорости.

2. Кожа относительно толстая прочная и эластичная, покрытая волосяным покровом, хорошо удерживающим выбрасываемое организмом тепло. В коже расположены сальные, потовые, млечные и пахучие железы. Производными эпидермиса являются ногти, когти, копыта, чешуя и полые рога.

3. Скелет по строение сходен со скелетом наземных позвоночных, но есть и различия: число шейных позвонков всегда равно семи, череп более объемный. Кости черепа срастаются довольно поздно, что дает возможность увеличиваться головному мозгу. Конечности млекопитающих построены по пятипалому типу, характерному для наземных позвоночных. Т.К. способы передвижения млекопитающих различны, то это отражается на строении конечностей.

4. Мускулатура представлена сложной системой дифференцированных мышц. Имеется грудобрюшная мышечная перегородка – диафрагма. Развитая подкожная мускулатура обеспечивает изменение положения волосяного покрова, а также различную лицевую мимику.

5. Пищеварительная система сильно дифференцирована. Зубы на челюстных костях сидят в лунках и по строению и назначению подразделяются на резцы, клыки и коренные. Ротовое отверстие окружено мясистыми губами, что свойственно только млекопитающим в связи с вскармливанием молоком. В ротовой полости пища, кроме пережевывания подвергается химическому воздействию ферментов слюны, а затем последовательно переходит в пищевод и желудок. Кишечник имеет тонкий и толстый отделы. На их границе находится двенадцатиперстная кишка, в которую открываются протоки печени и поджелудочной железы. По характеру питания млекопитающие разделяются на растительноядных, плотоядных и всеядных. У растительноядных животных значительно развита слепая кишка. У большинства клоака отсутствует.

6. Сердце четырехкамерное. Имеется левая дуга аорты. Все органы и ткани снабжаются чистой артериальной кровью. Сильно развито губчатое вещество костей – красный костный мозг, который является кроветворным органом.

7. Органы дыхания – легкие – имеют большую дыхательную поверхность за счет альвеолярного строения. В дыхательных процессах кроме межреберных мышц, участвует и диафрагма. Интенсивность процессов жизнедеятельности высокая, вырабатывается много тепла, поэтому млекопитающие теплокровными животными.

8. Органы выделения – тазовые почки. Моча с большим количеством мочевины оттекает от почек по мочеточникам в мочевой пузырь, а из него выходит наружу.

9. Головной мозг состоит из 5 отделов: передний, промежуточный, средний, мозжечок и продолговатый. Особенно велики размеры больших полушарий переднего мозга, покрытой корой, и мозжечка. Кора становится высшим отделом ЦНС, координирующей работу других отделов мозга и всего организма

10. Из органов чувств у млекопитающих лучше всего развиты органы обоняния и слуха. Кроме внутреннего и среднего уха у них имеется и внешнее. В полости среднего уха кроме стремечка есть молоточек и наковальня. Во внутреннем ухе развит чувствительный звуковоспринимающий кортиев орган.

11. Размножение характеризуется внутренним оплодотворением, мелкими размерами яиц, лишенных запасных питательных веществ, живорождением, выкармливанием новорожденных. У большинства млекопитающих внутриутробное развитие связано с образованием плаценты.

12. Разнообразие. Класс подразделяется на два подкласса: Яйцекладущие и Плацентарные. К подклассу Яйцекладущие относятся ехидна и утконос. К подклассу Плацентарные относятся отряды: Сумчатых (коала, сумчатый волк), Насекомоядных (крот, землеройка, ёж), Рукокрылых (летучие мыши), Грызунов (белка, бобр, мыши), Хищных (псовые – песец, лиса, собака; кунье – соболь, куница, барсук; кошачьи – лев, тигр, рысь; медвежьи), Ластоногих (тюлени, моржи), Китообразных, Парнокопытных (нежвачные – свиньи, бегемоты; жвачные – коровы, козы, жирафы), Непарнокопытных (лошади, носороги, ослы), Обезьян (орангутанг, шимпанзе).

№12