Тропонин и тропомиозин


Тропонин – это комплекс состоящий из трех регуляторных белков (тропонина Т, тропонина I, тропонина С), которые играют ключевую роль в сокращении скелетных мышц и мышцы сердца.

Тропонин присоединен к белку тропомиозину и расположен в желобке между актиновыми нитями в мышечном волокне. В расслабленной мышце тропомиозин блокирует место присоединения миозиновой головки к актину, предотвращая таким образом мышечное сокращение. Когда на мышечную клетку подается потенциал действия, стимулируя её сокращение, кальциевые каналы открываются в саркоплазматический ретикулум (sarcoplasmic reticulum) и выпускают ионы кальция в саркоплазму. Часть этого кальция присоединяется к тропонину, вызывая его структурное изменение, в результате которого тропомиозин сдвигается таким образом, что миозиновая головка может присоединиться к актиновой нити и вызвать мышечное сокращение.

Тропонин содержится в скелетных мышцах и сердечной мышце, но некоторые элементы тропонина могут отличаться в разных типах мышечной ткани. Главное из этих отличий в том, что тропонин C в составе тропонина в скелетных мышцах имеет четыре места присоединения ионов кальция, тогда как у тропонина сердечной мышцы таких мест три.

Рис.1 Схематическое строение комплекса тропонин-тропомиозин


Untitled-19

И сердечная, и скелетные мышцы управляются с помощью изменения внутриклеточной концентрации кальция. Когда концентрация возрастает, мышцы сокращаются, а когда падает — расслабляются. Тропонин — комплекс белков, к которому присоединяется кальций, управляя его структурой, компонент тонких мышечных филаментов (вместе с актином и тропомиозином), располагается на тропомиозине с промежутками, длина которых равна длине тропомиозина (40 нм). Тропонин состоит из трех белков: тропонина C, тропонина I и тропонина T. Когда кальций присоединяется к определенным местам белка тропонина C, тропомиозин сдвигается с активных мест на актине, таким образом, что миозин (молекулярный мотор, образующий толстые мышечные волокна) может присоединиться к актиновому волокну и, создав силу, произвести движение. В отсутствие кальция тропомиозин служит препятствием для миозина, и мышца остается расслабленной.

Также доказано in vivo и in vitro, что тропонин I подавляет ангиогенез.

Отдельные элементы служат разным функциям:


  • Тропонин C (мол. м. 20 тыс.) может связывать кальциевые ионы Ca2+, производя структурные изменения в тропонине I. Этот белок похож на кальмодулин по строению.
  • Тропонин T (мол. м. 37 тыс.) связывается с тропомиозином, образуя с ним тропонин-тропомиозиновый комплекс. Тропонин Т имеет формы специфические для скелетной и сердечной мускулатуры:
  • Медленный скелетный тропонин Т1, TNNT1
  • Сердечный тропонин Т2, TNNT2
  • Быстрый скелетный тропонин Т3, TNNT3
    • Тропонин I (мол. м. 25 тыс.) связывается с актином в тонких филаментах, удерживая таким образом тропонин-тропомиозиновый комплекс на месте, он также служит ингибитором актомиозиновой Mg-АТФазы, препятствует взаимодействию актина и миозина, когда ионы кальция не связаны с тропонином C. Изоформы тропонина I включают в себя:
    • Медленно сокращающаяся изоформа скелетных мышц тропонин I,  TNNI1
    • Быстро сокращающаяся изоформа скелетных мышц тропонин I, TNNI2
    • Сердечный тропонин I,  TNNI3

Наиболее актуально в медицинской практике определение кардиоселективных тропонинов Т и I при острых коронарных синдромах (ОКС). Существуют также другие маркеры некроза миокарда, такие как МВ фракция креатинин-фосфо-киназы (КФК-МВ), миоглобин, сердечный белок связывающий жирные кислоты (сБСЖК), лактатдегидрогеназа (ЛДГ), аспартатаминотрансераза (АСТ) и др.


нако, преимущество тропонинов по сравнению с остальными маркерами состоит в том, что данные белки дольше циркулируют в крови (7-14 суток), что позволяет использовать их для уточнения диагноза инфаркт миокарда (ИМ) в более поздние сроки и для мониторирования динамики заболевания. Другое преимущество заключается в их высокой специфичности для выявления разрушения кардиомиоцитов, так как сердечные тропонины не выявляются в крови у здоровых людей. Это свойство позволяет диагностировать ИМ с большей точностью и при меньшем размере инфаркта, чем определение КФК-МВ, миоглобина, ЛДГ и др. и дает возможность оценить размеры некроза миокарда, что помогает в определении прогноза пациента. С другой стороны, как и у всех диагностических методов, у определения тропонинов в крови имеется недостаток – их уровень в крови поднимается при некоторых других патологических состояниях (см. ниже).

Табл.1 Сравнение характеристик различных биомаркеров некроза миокарда


Кардиальные биомаркеры Время обнаружения от начала клинических проявлений, час. Время максимального повышения, час. Время возвращения к исходному уровню
сБСЖК 1 6 24-72ч
Миоглобин 2 6 24-39 ч
МВ-КФК 5 14 72-120 ч
Тропонин Т 7 19 7-14 суток
Тропонин I 6 18 5-10 суток

Рис.2 Время выведения биомаркеров  из организма

Untitled-20

Различия в диагностической значимости тропонина Т и тропонина I незначительны, но у каждого из этих маркеров имеются свои особенности. Наличие двухфазного выделения тропонина Т в кровь, в отличие от однофазного выделения тропонина I, подразумевает некоторое снижение его уровня (или наличия фазы плато) при рецидивирующем течении заболевания.


мимо этого, тропонин  I циркулирует в крови в течение 5–7 дней, а тропонин Т – почти 2 недели, что затрудняет его использование для диагностики рецидивов заболевания. Кроме того, больший разброс времени возвращения концентрации тропонина Т в крови к первоначальному уровню также снижает его диагностическую ценность. К недостаткам тропонина I, как правило, относят нестандартизованность метода и наличие большого количества лабораторных систем для его определения. Не смотря на эти различия исследования проведенные Lucher M.S. et al свидетельствуют об отсутствии значимых различий этих двух показателей при применении в практике.

Имеется два различных варианта определения тропонинов в крови – качественный и количественный. Качественный метод прост в проведении и его можно выполнить в короткие сроки. Это обеспечивает актуальность его применения на догоспитальном этапе, в приемных отделениях больниц и в других ситуациях когда необходимо быстро дифференцировать ИМ и нестабильную стенокардию при неоднозначной клинической картине и проявлениях на ЭКГ для принятия решения о дальнейшей лечебной тактике. В большинстве качественных тропониновых тестов используется иммунохроматографический метод.

Рис.3 Качественный тест на тропонин Т. Стрелочкой указано место для капли крови пациента


Untitled-21

При использовании количественного метода определяется непосредственно уровень тропонина в крови. Данный тест проводится в условиях специально оборудованной лаборатории, то есть не доступен на догоспитальном этапе. К его преимуществам относится возможность отслеживать динамику развития инфаркта и оценивать размер некротизированного миокарда. В условиях стационара количественный метод определения уровня тропонина в крови является методом выбора при подозрении на ИМ. Нормальные показатели варьируют в зависимости от лаборатории, но в среднем граница нормы составляет 0-0,1 нг/мл.

При поступлении в стационар пациента с ИМ рекомендуется брать анализ на уровень тропонина в крови дважды – первый раз при поступлении и второй раз через 6-12 часов прибывания в стационаре. Данная методика проводится для мониторирования прогрессирования некроза кардиомиоцитов.

Показаниями к назначению биомаркеров некроза миокарда являются:

  • Диагностика ОИМ в ранние и поздние («пропущенный» инфаркт) сроки заболевания.
  • Дифференциальная диагностика между ОИМ и нестабильной стенокардией.
  • Сортировка больных с болевым синдромом в груди при госпитализации.
  • Стратификация «коронарного риска» и оценка прогноза заболевания.
  • Выбор и оценка эффективности проводимой терапии.
  • Оценка размеров инфарктной зоны.
  • Диагностика ОИМ во время хирургических вмешательств (кроме кардиохирургии).
  • Определение сердечных маркеров в динамике.

Диагностическое значение

Кардиальная патология

Определенные подтипы тропонина (сердечные изоформы тропонинов I и T) являются очень чувствительными и специфическими индикаторами повреждения сердечной мышцы. Они измеряются в крови, для проведения дифференциальной диагностики между нестабильной стенокардией и инфарктом миокарда у людей с болью в груди или острым коронарным синдромом. Человек, у которого недавно был инфаркт миокарда, будет иметь область поврежденной сердечной мышцы и его уровни тропонина в крови будут повышены. Это может также встречаться у людей с тяжелым спазмом коронарных артерий (стенокардией Принцметалла). После инфаркта миокарда тропонины могут оставаться высокими в течение 2 недель.

Важно отметить, что тропонины – маркер повреждения сердечной мышцы любой этиологии, а не только инфаркта миокарда. Однако, диагностический критерий для уровня тропонина, свидетельствующего об инфаркте миокарда, в настоящее время установлен  Всемирной организацией здравоохранения и составляет 2 мкг/мл или выше. Другие условия, которые прямо или косвенно приводят к повреждению миокарда и смерти, такие как почечная недостаточность или тяжелая тахикардия, могут также увеличить уровень тропонина.


Тропонины также увеличиваются у больных с сердечной недостаточностью. У таких пациентов они также могут предсказывать летальность и вероятность желудочковых расстройств ритма. Данные маркеры могут повышаться при воспалительных заболеваниях, таких как миокардит и миоперикардит. Тропонины могут также повышаться при некоторых формах кардиомиопатий, таких как дилатационная кардиомиопатия, гипертрофическая кардиомиопатия, послеродовая кардиомиопатия, кардиомиопатию Тако-Цубо, или инфильтративные заболевания, такие как кардиальный амилоидоз.

Повреждение сердца с увеличенным уровнем тропонинов в крови также встречается при ушибе сердца, дефибрилляции и внутренней или внешней кардиоверсии. Тропонины обычно увеличиваются при проведении различных инвазивных процедур, таких как кардиохирургические операции, чрескожные коронарные вмешательства и крио-/радиочастотная абляция.

Экстракардиальные причины повышения тропонинов

Различие между кардиальными и экстракардиальными причинами несколько искусственно; упомянутые ниже условия не являются первичными болезнями сердца, но они проявляют косвенные воздействия на сердечной мышце.

Тропонины увеличиваются приблизительно у 40 % пациентов с критическими болезнями, такими как сепсис. У таких пациентов значительно возрастает риск смерти и более длительного нахождения в условиях отделения интенсивной терапии (ОИТ). При тяжелом желудочно-кишечном кровотечении, также может быть несоответствие между кислородным требованием и поставкой миокарда, что ведет к ишемии и некрозу отдельных кардиомиоцитов.


Средства химиотерапии могут проявить токсические эффекты на сердце (например, антрациклин, циклофосфамид и др.). Некоторые токсины и яды могут также привести к повреждению сердечной мышцы (яд скорпиона, яд змеи, и яд от медузы и многоножек). Отравление угарным газом или отравление цианидом могут также сопровождаться выходом тропонинов в сосудистое русло из-за гипоксических и кардиотоксических эффектов. Повреждение миокарда встречается приблизительно у одной трети пациентов с тяжелым отравлением СО.

Некоторые пациенты с расслоением восходящей аорты имеют повышенный уровень тропонинов. Теория стрессовой адаптации гемодинамики была предложена для объяснения повышенного уровня тропонинов у данной категории больных.

При первичной легочной артериальной гипертензии, легочной эмболии, и при острых обострениях хронической обструктивной болезни легких. Конечно, у пациентов с обострениями хронической обструктивной болезни легких могут также быть инфаркт миокарда или легочная эмболия, таким образом, следует с осторожностью приписывать увеличенные уровни тропонина хронической обструктивной болезни легких.


Заболевания центральной нервной системы могут привести к повышенному симпатическому тонусу и выходу катехоламинов, которые приводят к сердечной гиперстимуляции. Это замечено при субарахноидальном кровоизлиянии, инсульте, внутричерепном кровотечении, и генерализованных судорожных приступах (например, у больных с эпилепсией или эклампсией).

Тяжелая физическая нагрузка, такая как марафоны или триатлон может привести к увеличенным уровням тропонина у одной трети участников, но это не сопровождается побочными эффектами на здоровье спортсменов. Высокий уровень тропонина T был также обнаружен у больных с воспалительными болезнями мышц, такими как полимиозит или дерматомиозит. Тропонины также повышаются при остром рабдомиолизе.

Источник: vnmed3.kharkiv.ua

Тропомиозин блокирует миозинсвязывающие участки поперечных мостиков.

Тропонины(лейотонины): тропонин Т – связывается с тропомиозином; тропонин I – препятствует взаимодействию актина и миозина; тропонин С – связывается с ионами кальция.

В гладких мышцах:

1)Кальций соединяется с кальмодулином (кальций поступает из внеклеточного пространства)

2)Этот комплекс активирует киназу легких цепей миозина

3)Киназа фосфолирует легкую цепь миозина, которая перестает ингибировать АТФазную активность миозина.

4)Дефосфолирование осуществляет специфическая фосфатаза.

Происходит взаимодействие актина с миозином.

Электромиография. Двигательные единицы и их классификация. Особенности мембранного потенциала и потенциала действия в скелетных и гладких мышцах.

Для регистрации суммарной электрической активности мышц предплечья человека кожу предплечья обрабатывают спиртом и размещают два активных накожных электрода на расстоянии 3-5см друг от друга, заземляющий электрод разместить на втором предплечье или на голени. В качестве электропроводной среды используют марлевые салфетки, смоченные физиологическим раствором. Если регистрация ЭМГ проводится на электрокардиографе, то необходимо установить его коммутатор в положение “I отведение”, к активным электродам присоединить штекеры красной и желтой маркировки, а к заземляющему электроду с черной маркировкой. Регистрацию электрической активности проводить при скорости лентопротяжного механизма, равной 50 мм/с в условиях покоя, а также при последовательном развитии усилия, величину которого оценивают с помощью ручного динамометра, модифицированного для исследования мышечной выносливости.

Двигательная единица – совокупность миоцитов, иннервируемых разветвленими одного мотонейрона.

Быстрые двигательные единицы – нейрон иннервирует быстрые мышечные волокна.

Медленные двигательные единицы – нейрон иннервирует медленные мышечные волокна.

Особенности мембранного потенциала и потенциала действия скелетных и гладких мышц рассмотрен ранее.

 

Виды сокращения гладких мышц.

Для тонических гладких мышц характерно наличие базального тонуса – некоторой активности. В ответ на раздражитель меняется медленно.

У фазно-тонических мышц имеется базальный тонус и фазная активность(вариант одиночных сокращений) – протекает медленно.

Показатели деятельности мышц.

Работа мышц – произведение силы и расстояния на протяжении которого она действует.(A = F * S)

Мощность мышц – количество работы в единицу времени( N = A/t)

Выносливость – способность мышц удерживать необходимый уровень силы продолжительное время.(Выносливость = 2/3 * Fmax * t).

Теория утомления скелетных мышц.

Гуморально-локалистические теории:

1) Теория истощения Шиффа – утомление – следствие истощения энергетических запасов в мышце.

2) Теория отравления Пфлюгера – утомление – следствие накопления в мышце продуктов обмена.

3) Теория удушения – утомление – следствие недостатка кислорода в мышце.

Центрально-нервные теории:

1)Утомление – результат торможения ЦНС

2) Утомление – результат дисбаланса между корой больших полушарий и центров вегетативной системы.

3) Утомление – результат нарушения координации процессов в ЦНС.

4) Утомление – результат ослабления адаптационно-трофического влияния симпатической нервной системы на соматическую.

 

Физиология нервов и синапсов.

Строение синапсов.

Синапс – морфофункциональное образование ЦНС, которое обеспечивает передачу сигнала с нейрона на другой нейрон или эффекторную клетку.

Синапс состоит из:

Пресинаптического элемента, ограниченного пресинаптической мембраной.

Постсинаптический элемент, ограниченный постсинаптической мембраной.

Синаптическая щель.

Внесинаптическая область.

Электрический синапс – щелевидное образование с ионными мостиками-каналами между двумя контактирующими клетками.

Источник: studopedia.ru

  • ГЛАВА 24. ДНК: генетическая роль, структура и репликация
  • 24.2. Трансформация пневмококков с помощью ДНК показала, что гены состоят из ДНК
  • 24.3. Гены некоторых вирусов состоят из РНК
  • 24.4. Двойная спираль ДНК Уотсона-Крика
  • 24.5. Комплементарные цепи служат матрицами друг для друга при репликации ДНК
  • 24.6. Репликация ДНК полуконсервативна
  • 24.7. Некоторые вирусы содержат на определенных стадиях жизненного цикла одноцепочечную ДНК
  • 24.8. Молекулы ДНК очень длинные
  • 24.9. Двойная спираль может быть обратимо расплавлена
  • 24.10. Некоторые молекулы ДНК имеют кольцевую форму
  • 24.11. Кольцевые двухспиральные молекулы ДНК могут находиться в суперспирализованном состоянии
  • 24.12. Открытие ДНК-полимеразы
  • 24.13. ДНК-полимераза получает инструкции от матрицы
  • 24.14. ДНК-полимераза I исправляет ошибки в ДНК
  • 24.15. ДНК-лигаза соединяет фрагменты ДНК
  • 24.16. Открытие ДНК-полимераз II и III
  • 24.17. Расплетание родительской ДНК и синтез новой ДНК происходят в репликационной вилке
  • 24.18. Репликация ДНК начинается в строго определенном месте и продолжается последовательно в обоих направлениях
  • 24.19. Одна цепь ДНК синтезируется прерывисто
  • 24.20. Затравкой синтеза ДНК служит РНК
  • 24.21. Энергия гидролиза АТР используется для расплетания родительской ДНК в области репликационной вилки под действием белка rep
  • 24.22. ДНК-гираза вводит отрицательные супервитки в родительскую ДНК, чтобы облегчить ее расплетание
  • 24.23. Сложность аппарата репликации, по-видимому, необходима для обеспечения очень высокой надежности
  • 24.24. Повреждения ДНК постоянно репарируются
  • 24.25. Рак кожи при золотистой ксеродерме обусловлен нарушением нормальной репарации ДНК
  • 24.26. ДНК содержит тимин вместо урацила, что делает возможной репарацию дезаминированного цитозина
  • 24.27. Рестриктирующие эндонуклеазы совершили переворот в анализе ДНК
  • 24.28. Последовательность нуклеотидов в ДНК можно быстро определить с помощью специфического химического расщепления
  • 24.29. Полная последовательность оснований ДНК фага фХ174 была определена с помощью метода ферментативной репликации
  • ГЛАВА 25. Информационная РНК и транскрипция
  • 25.1. Структура РНК
  • 25.2. Клетки содержат три типа РНК: рибосомную, транспортную и информационную
  • 25.3. Формулирование концепции информационной РНК
  • 25.4. Экспериментальные данные о существовании информационной РНК-посредника в синтезе белка
  • 25.5. Опыты по гибридизации показали, что информационная РНК комплементарна кодирующей ее ДНК-матрице
  • 25.6. Рибосомные РНК и транспортные РНК также синтезируются на ДНК-матрице
  • 25.7. Все клеточные РНК синтезирует РНК-полимеразa
  • 25.8. РНК-полимераза получает инструкции от ДНК-матрицы
  • 25.9. Обычно в данном участке генома транскрибируется только одна цепь ДНК
  • 25.10. РНК-полимераза Е. coli состоит из субъединиц
  • 25.11. Транскрипция инициируется на промоторных участках матричной ДНК
  • 25.12. сигма-Субъединица обеспечивает узнавание промоторных участков РНК-полимеразой
  • 25.13. Цепи РНК начинаются с pppG или рррА
  • 25.14. Цепи РНК синтезируются в направлении …
  • 25.15. Матричная ДНК содержит стоп-сигналы для транскрипции
  • 25.16. Белок р участвует в терминировании транскрипции
  • 25.17. Многие молекулы РНК после транскрипции расщепляются и химически модифицируются
  • 25.18. Антибиотики — ингибиторы транскрипции: рифамицин и актиномицин
  • 25.19. Разработаны совершенные методы определения последовательности нуклеотидов в РНК
    ГЛАВА 26. Генетический код и зависимость между генами и белками
  • 26.1. Транспортная РНК — адапторная молекула в синтезе белка
  • 26.2. Аминокислоты кодируются группами из трех оснований, начиная со строго определенной точки
  • 26.3. Расшифровка генетического кода: синтетические РНК могут служить информационными РНК
  • 26.4. Состав кодонов многих аминокислот был определен с помощью сополимеров в качестве матриц
  • 26.5. Тринуклеотиды способствуют связыванию определенных молекул тРНК с рибосомами
  • 26.6. Еще один инструмент расшифровки кода — сополимеры с определенной последовательностью
  • 26.7. Основные свойства генетического кода
  • 26.8. Сигналы инициации и терминации синтеза белка
  • 26.10. Последовательность оснований гена и последовательность аминокислот соответствующего полипептида коллинеарны
  • 26.11. Некоторые последовательности вирусных ДНК кодируют более одного белка
  • 26.12. Гены эукариот представляют собой мозаику из транслируемых и нетранслируемых последовательностей ДНК
  • 26.13. Мутации возникают в результате изменений последовательности оснований ДНК
  • 26.14. Некоторые химические мутагены весьма специфичны
  • 26.15. Многие мутагенные канцерогены можно выявить по их мутагенному действию на бактерии
  • ГЛАВА 27. Синтез белка
  • 27.1. Аминокислоты активируются и присоединяются к транспортным РНК под действием специфических синтетаз
  • 27.2. Надежность синтеза белка определяется высокой специфичностью аминоацил-тРНК-синтетаз
  • 27.3. Молекулы транспортных РНК имеют общий план строения
  • 27.4. Транспортная РНК имеет L-образную форму
  • 27.5. В узнавании кодона участвует антикодон, а не активированная аминокислота
  • 27.6. Молекула транспортной РНК может узнавать более одного кодона благодаря «качаниям»
  • 27.7. Мутантные молекулы транспортных РНК могут подавлять другие мутации
  • 27.8. Рибосомы — органеллы, в которых происходит синтез белка, — состоят из большой и малой субчастиц
  • 27.9. Рибосомы можно реконструировать из составляющих их молекул белков и РНК
  • 27.10 Белки синтезируются в направлении от аминоконца к карбоксильному концу
  • 27.11. Информационная РНК транслируется в направлении …
  • 27.12. Одну молекулу мРНК одновременно транслирует несколько рибосом
  • 27.13. Синтез белка в бактериях инициируется формилметиониновой тРНК
  • 27.14. Сигналом инициации служит кодон AUG (или GUG), которому предшествует несколько оснований, способных спариваться с 16S-PHK
  • 27.15. В результате образования инициирующего 70S-комплекса формил-метиониновая тРНК связывается с Р-участком
  • 27.16. Фактор элонгации Tu доставляет аминоацил-тРНК в А-участок рибосомы
  • 27.17. После образования пептидной связи происходит транслокация
  • 27.18. Синтез белка терминируется факторами освобождения
  • 27.19. Многие белки модифицируются после трансляции
  • 27.20. Стрептомицин ингибирует инициацию и вызывает неправильное считывание информационной РНК
  • 27.21. Пуромицин вызывает преждевременную терминацию цепи, так как имитирует амииоацилированную транспортную РНК
  • 27.22. Некоторые короткие пептиды синтезируются без участия рибосом
  • ГЛАВА 28. Регуляция выражения гена в фенотипе
  • 28.2. Открытие регуляторного гена
  • 28.3. Оперон — единица координированной генетической экспрессии
  • 28.4. lас-Репрессор — тетрамерный белок
  • 28.5. Последовательность оснований в lас-операторе симметрична
  • 28.6. Циклический AMP стимулирует транскрипцию многих индуцибельных катаболических оперонов
  • 28.7. Различные формы одного и того же белка активируют и ингибируют транскрипцию арабинозного оперона
  • 28.8. Транскрипция триптофанового оперона регулируется и аттенюатором, и оператором
  • 28.9. Аттенюация опосредуется трансляцией лидерной мРНК
  • 28.10. Аттенюаторный участок гистидинового оперона содержит семь гистидиновых кодонов подряд
  • 28.11. Репрессоры и активаторы детерминируют развитие умеренных фагов
  • 28.12. Два оператора фага лямбда содержат ряд участков связывания репрессора
  • 28.13. «лямбда»-Репрессор регулирует собственный синтез
  • ГЛАВА 29. Эукариотические хромосомы и выражение генов у эукариот
  • 29.1. Эукариотическая хромосома содержит одну молекулу двухспиральной ДНК
  • 29.2. Эукариотическая ДНК прочно связана с основными белками — гистонами
  • 29.3. Последовательности аминокислот в гистонах Н3 и Н4 почти одинаковы у всех животных и растений
  • 29.4. Нуклеосомы — повторяющиеся субъединицы хроматина
  • 29.5. Минимальная нуклеосома («ядро» нуклеосомы) состоит из ДНК длиной 140 пар оснований, намотанной на октамер гистонов
  • 29.6. Нуклеосома — первый уровень конденсации ДНК
  • 29.7. Репликация эукариотической ДНК начинается во многих местах и идет в двух направлениях
  • 29.8. Новые гистоны образуют новые нуклеосомы на отстающей дочерней цепи ДНК
  • 29.9. Митохондрии и хлоропласты содержат собственную ДНК
  • 29.10. Эукариотическая ДНК содержит много повторяющихся последовательностей оснований
  • 29.11. Высокоповторяющаяся ДНК (сателлитная ДНК) локализована в центромерах
  • 29.12. Гены, кодирующие рибосомные РНК, расположены один за другим тандемно и повторяются несколько сот раз
  • 29.13. Гены гистонов собраны вместе и повторяются тандемно много раз
  • 29.14. Многие белки, синтезирующиеся в больших количествах, кодируются уникальными генами
  • 29.15. Большинство уникальных генов перемежается повторяющимися последовательностями
  • 29.16 Почти все гены высших эукариот, кодирующие белки, имеют разорванное строение
  • 29.17. РНК в эукариотических клетках синтезируется тремя различными РНК-полимеразами
  • 29.18. Грибной яд а-аманитин — мощный ингибитор РНК-полимеразы II
  • 29.19. Специфические гены могут активироваться для транскрипции
  • 29.20. Три вида рибосомных РНК образуются в результате процессинга одного первичного транскрипта
  • 29.21. Информационные РНК избирательно образуются из больших ядерных предшественников РНК (гетерогенной ядерной РНК, мРНК)
  • 29.22. На 5-конце мРНК находятся «колпачки», а на 3-конце, как правило, poly(А)-последовательности
  • 29.23. Ферменты сплайсинга с высокой точностью удаляют интроны из первичных транскриптов разорванных генов
  • 29.24. В настоящее время известны последовательности оснований многих информационных РНК
  • 29.25. Эукариотическая рибосома (80S) состоит из малой (40S) и большой (60S) субчастиц
  • 29.26. Талассемия — генетически обусловленное нарушение синтеза гемоглобина
  • 29.27. Трансляция регулируется каскадом протеинкиназ, инактивирующим один из факторов инициации
  • 29.28. Дифтерийный токсин блокирует синтез белка у эукариот, ингибируя транслокацию
  • 29.29. Рибосомы, связанные с эндоплазматическим ретикулумом, синтезируют секреторные и мембранные белки
  • 29.30. Сигнальные последовательности позволяют секреторным белкам проходить через мембрану эндоплазматического ретикулума
  • 29.31. Присоединение сахарных остатков «ядра» к гликопротеинам происходит в эндоплазматическом ретикулуме при участии донора долихола
  • 29.32. Модификация и сортировка гликопротеинов происходит в аппарате Гольджи
  • ГЛАВА 30. Вирусы
  • 30.1 Оболочка мелких вирусов состоит из множества идентичных белковых субъединиц
  • 30.2. Самосборка вируса табачной мозаики (ВТМ)
  • 30.3. При сборке вирусной частицы ВТМ белковые диски присоединяются к петле РНК
  • 30.4. Заражение фагом Т4 полностью перестраивает синтез макромолекул в клетке E. coli
  • 30.5. В упорядоченной сборке фага Т4 участвуют вспомогательные белки и протеазы
  • 30.6. В репликации фага T4 участвует конкатемерный промежуточный продукт
  • 30.7. ДНК фага Т4 вводится в преобразованную головку
  • 30.8. Гибкость белка оболочки ВККТ позволяет ему образовывать икосаэдрический капсид
  • 30.9. Бактериальные рестрикционные эндонуклеазы расщепляют чужеродные молекулы ДНК
  • 30.10. Стратегия репликации РНК-содержащих вирусов
  • 30.11. Белки вируса полиомиелита образуются путем множественного расщепления гигантского предшественника
  • 30.12. С геномной РНК вируса везикулярною стоматита транскрибируется пять моноцистронных мРНК
  • 30.13. Геном реовируса состоит из десяти различных молекул двухцепочечной РНК
  • 30.14. Мелкие РНК-содержащие фаги содержат перекрывающиеся гены
  • 30.15. Дарвиновская эволюция фаговой РНК вне клетки
  • 30.16. Лизогенные фаги могут включать свою ДНК в состав ДНК клетки-хозяина
  • 30.17. Ретровирусы и некоторые ДНК-содержащие вирусы могут вызывать рак у чувствительных клеток-хозяев
  • 30.18. Вирусы SV-40 и полиомы могут вызывать продуктивную инфекцию или трансформацию клеток-хозяев
  • 30.19. Ретровирусы содержат обратную транскриптазу, которая синтезирует двухспиральную ДНК, используя в качестве матрицы ( + )РНК
  • 30.20. Ретровирусная ДНК транскрибируется только в том случае, если она интегрирована с геном клетки-хозяина
  • 30.21. Киназа, кодируемая геном src вируса саркомы птиц, участвует в трансформации
  • 30.22. Двухцепочечная РНК подавляет синтез белка в клетках, обработанных интерфероном
  • ГЛАВА 31. Перестройки генов: рекомбинация, транспозиция и клонирование
  • 31.1 В основе генетической рекомбинации лежат разрыв и воссоединение цепей ДНК
  • 31.2. При генетической рекомбинации происходит спаривание гомологичных цепей ДНК с образованием двухцепочечного промежуточного продукта
  • 31.3. Белок recA катализирует АТР-зависимый обмен цепей ДНК при генетической рекомбинации
  • 31.4. Бактерии содержат плазмиды и другие подвижные генетические элементы
  • 31.5. Фактор F позволяет бактериям передавать гены реципиентам путем конъюгации
  • 31.6. Плазмиды факторы R придают бактериям устойчивость к антибиотикам
  • 31.7. IS-элементы могут присоединяться к неродственным генам
  • 31.8. В лаборатории можно сконструировать новые геномы и клонировать их в клетках-хозяевах
  • 31.9. Ферменты рестрикции и ДНК-лигаза — необходимые инструменты для получения рекомбинантных молекул ДНК
  • 31.10. Плазмиды и фаг лямбда — наиболее подходящие векторы для клонирования ДНК в бактериях
  • 31.11. Из суммарной геномной ДНК, расщепленной рестриктирующими эндонуклеазами, можно выделить с помощью клонирования определенные эукариотические гены
  • 31.12. Эукариотические гены могут транскрибироваться в бактериальных клетках
  • 31.13. Химически синтезированный ген пептидного гормона соматостатина экспрессируется в клетках Е. coli
  • 31.14. Перспективы клонирования генов
  • ГЛАВА 32. Оболочки бактериальных клеток
  • 32.1. Клеточная стенка — это огромная мешковидная макромолекула
  • 32.2. Стадии синтеза пептидогликана
  • 32.3. Синтез UDP-углевод-пептидного звена
  • 32.4. Перенос углевод-пептидного звена на липидный переносчик
  • 32.5. Синтез дисахарид-пептидного звена, прикрепленного к липидному переносчику
  • 32.6. Перенос дисахарид-пептидного звена на растущую полисахаридную цепь
  • 32.7. Поперечные мостики между полисахаридными цепями образуются в реакции транспептидирования
  • 32.8. У грам-положительных бактерий пептидогликан покрыт тейхоевой кислотой
  • 32.9. Пенициллин вызывает гибель растущих бактерий, ингибируя синтез клеточных стенок
  • 32.10. Пенициллин блокирует синтез клеточных стенок путем ингибирования реакции транспептидирования
  • 32.11. Некоторые бактерии резистентны к пенициллину, так как синтезируют разрушающий его фермент
  • 32.12. Грам-отрицательные бактерии окружены наружной мембраной, богатой липополисахаридами
  • 32.13. Благодаря разнообразию О-боковых цепей грам-отрицательные бактерии противостоят защитным силам организма-хозяина
  • 32.14. Порин образует в наружной мембране каналы для небольших полярных молекул
  • 32.15. Новообразованные белки наружной мембраны содержат отщепляемую сигнальную последовательность
  • ГЛАВА 33. Иммуноглобулины
  • 33.2. Синтез специфических антител в ответ на антиген
  • 33.3. Участки антител, связывающие антиген, подобны активным центрам ферментов
  • 33.4. Препараты антител с определенной специфичностью обычно гетерогенны
  • 33.5. При ферментативном расщеплении иммуноглобулина G образуются активные фрагменты
  • 33.6. Иммуноглобулин G состоит из L- и Н-цепей
  • 33.7. Иммуноглобулин G — гибкая Y-образная молекула
  • 33.8. Антитела образуются под действием отбора или инструкции?
  • 33.9. Конец инструктивной теории
  • 33.10. Иммуноглобулины миеломы и гибридомы гомогенны
  • 33.11. Каждая L- и Н-цепь состоит из вариабельного и константного участков
  • 33.12. Участок связывания антигена образован гипервариабельными фрагментами L- и Н-цепей
  • 33.13. Вариабельная и константная области выполняют разные функции
  • 33.14. Молекулы антител уложены с образованием компактных доменов, имеющих гомологичные последовательности
  • 33.15. Рентгеноструктурный анализ связывающих участков антител показал, как происходит связывание некоторых гаптенов
  • 33.16. Разные классы иммуноглобулинов различаются по биологической активности
  • 33.17. Молекулы антител возникли в результате дупликации и последующей дивергенции генов
  • 33.18. Вариабельные и константные области кодируются разными, но соединившимися генами
  • 33.19. Как возникает разнообразие специфичности антител?
  • 33.20. Вариабельные участки L- и Н-цепей кодируются несколькими сотнями генов
  • 33.21. Открытие генов J (соединяющих) — дополнительного источника разнообразия антител
  • 33.22. Соединение генов V и J в различных рамках также способствует разнообразию антител
  • 33.23. мРНК для L- и Н-цепей образуются путем сращивания (сплайсинга) первичных продуктов транскрипции
  • 33.24. Разные классы антител образуются в результате перескока генов …
  • 33.25. Разнообразие антител обусловлено соматической рекомбинацией многих генов клеток зародышевого пути и соматической мутацией
  • 33.26. Клонально-селекционная теория образования антител
  • 33.27. На поверхности клеток, продуцирующих антитела, имеются рецепторы антигенов
  • 33.28. Биологическое значение клональной селекции
  • ГЛАВА 34. Мышечное сокращение и подвижность клеток
  • 34.2. При мышечном сокращении происходит скольжение толстых и тонких нитей относительно друг друга
  • 34.3. Миозин образует толстые нити; он гидролизует АТР и связывает актин
  • 34.4. Миозин можно расщепить на активные фрагменты
  • 34.5. Актин образует нити, которые соединяются с миозином
  • 34.6. Актин повышает АТР-азную активность миозина
  • 34.7. Толстые и тонкие нити мышечного волокна определенным образом ориентированы
  • 34.8. Полярность толстых и тонких нитей в середине саркомера меняется на противоположную
  • 34.9. «Рабочим ходом» является поворот связанной с актином S1-головки миозина
  • 34.10. Тропонин и тропомиозин опосредуют регуляторное действие ионов кальция на мышечное сокращение
  • 34.11. Поток ионов Са2+ регулируется саркоплазматическим ретикулумом
  • 34.12. Фосфокреатин — форма запасания ~P
  • 34.13. Актин и миозин служат сократительными элементами почти во всех эукариотических клетках
  • 34.14. Распределение микрофиламентов в клетке выявляется методом иммунофлуоресцентной микроскопии
  • 34.15. Прикрепленные к мембране нити актина опосредуют сокращение микроворсинок кишечника
  • 34.16. Цитохалазин и фаллоидин тормозят подвижность, сопряженную с процессами сборки и дезагрегации нитей актина
  • 34.17. Микротрубочки участвуют в различных видах клеточной подвижности и частично формируют цитоскелет
  • 34.18. Биение ресничек и движение жгутиков обусловлено скольжением микротрубочек, индуцированным динеином
  • ГЛАВА 35. Действие гормонов
  • 35.2. Циклический AMP синтезируется аденилатциклазой и расщепляется фосфодиэстеразой
  • 35.3. сАМР служит вторым посредником при действии многих гормонов
  • 35.4. Сопряжение рецепторов гормонов с аденилатциклазой осуществляется белком, связывающим гуаниннуклеотиды
  • 35.5. Циклический AMP активирует протеинкиназы
  • 35.6. Циклический AMP — эволюционно древний сигнал голодания
  • 35.7. Холерный токсин стимулирует аденилаткиназу, ингибируя GTP-азную активность G-белка
  • 35.8. Инсулин стимулирует анаболические процессы и ингибирует катаболические процессы
  • 35.9. Препроинсулин и проинсулин — предшественники активного гормона
  • 35.10. Трехмерная структура инсулина
  • 35.11. Рецепторы инсулина локализованы в плазматической мембране клеток-мишеней
  • 35.12. Недостаточность инсулина вызывает диабет
  • 35.13. Эндорфины — пептиды мозга, действующие подобно опиатам
  • 35.14. При расщеплении проопиокортина образуется несколько пептидных гормонов
  • 35.15. Простагландины — модуляторы действия гормонов
  • 35.16. Простагландины образуются из ненасыщенных жирных кислот
  • 35.17. Стероидные гормоны активируют специфические гены
  • 35.18. Белковые факторы роста типа ФРН и ЭФР стимулируют пролиферацию клеток-мишеней
  • ГЛАВА 36. Мембранный транспорт
  • 36.1. Различие между пассивным и активным транспортом
  • 36.2. Открытие системы активного транспорта ионов натрия и калия
  • 36.3. И фермент, и насос ориентированы в мембране
  • 36.4. АТР транзиторно фосфорилирует натрий-калиевый насос
  • 36.5. Транспорт ионов и гидролиз АТР тесно сопряжены
  • 36.6. Натрий-калиевый насос — олигомерный трансмембранный белок
  • 36.7. Модель механизма действия натрий-калиевого насоса
  • 36.8. Кардиотонические стероиды — специфические ингибиторы (Na+ + + К+)-АТРазы и (Na+ + К)-насоса
  • 36.9. Транспорт кальция осуществляется другой АТРазой
  • 36.10. Поток Na+ обеспечивает энергией активный транспорт сахаров и аминокислот в животных клетках
  • 36.11. Поток протонов служит движущей силой во многих процессах транспорта у бактерий
  • 36.12. Активный транспорт ряда сахаров сопряжен с их фосфорилированием
  • 36.13. Транспортные антибиотики повышают ионную проницаемость мембран
  • 36.14. Транспортные антибиотики функционируют либо как подвижные переносчики, либо как каналообразователи
  • 36.15. Антибиотики-переносчики имеют форму скорлупы ореха и связывают ионы в своей центральной полости
  • 36.16. Валиномицин связывает К+ в 1000 раз прочнее, чем Na+
  • 36.17. Можно выявить поток ионов через единичный канал в мембране
  • 36.18. Через щелевые соединения ионы и небольшие молекулы перетекают из клетки в клетку
  • ГЛАВА 37. Возбудимые мембраны и сенсорные системы
  • 37.1. Потенциалы действия опосредованы кратковременными изменениями проницаемости для Na+ и К+
  • 37.2. Тетродотоксин и сакситоксин блокируют натриевые каналы в мембранах аксонов нервных клеток
  • 37.3. Ацетилхолин является нейромедиатором
  • 37.4. Ацетилхолин открывает в постсинаптической мембране каналы для катионов
  • 37.5. Ацетилхолин высвобождается квантами
  • 37.6. При добавлении ацетилхолина реконструированные мембранные пузырьки становятся проницаемыми для катионов
  • 37.7. Ацетилхолин быстро гидролизуется, и концевая пластинка реполяризуется
  • 37.8. Ингибиторы ацетилхолинэстеразы используются как лекарственные средства и как яды
  • 37.9. Разработка антидота для лечения отравлений органическими фосфатами
  • 37.10. Ингибиторы ацетилхолинового рецептора
  • 37.11. К числу нейромедиаторов относятся также катехоламины и у-аминомасляная кислота (ГАМК)
  • 37.12. Для возбуждения палочки сетчатки глаза достаточно одного фотона
  • 37.13. Родопсин — фоторецепторный белок палочек
  • 37.14. Свет вызывает изомеризацию 11-цис-ретиналя
  • 37.15. Свет вызывает гиперполяризацию плазматической мембраны наружного сегмента палочек
  • 37.16. Медиаторы передают сигнал от фотолизированного родопсина на плазматическую мембрану
  • 37.17. Свет снижает содержание циклического GMP путем активации фосфодиэстеразы
  • 37.18. Цветовое зрение опосредуется фоторецепторами трех типов
  • 37.19. 11-цис-ретиналь — хромофор всех известных органов зрения
  • 37.20. Хеморецепторы бактерий воспринимают специфические молекулы и передают сигналы на жгутики
  • 37.21. В основании бактериального жгутика находится вращающий его реверсивный «мотор»
  • 37.22. Бактерии различают временной градиент, а не одномоментный пространственный градиент концентраций
  • 37.23. При бактериальном хемотаксисе передача информации обеспечивается метилированными белками

Источник: know.alnam.ru

Миозин составляет 50–55% от сухой массы миофибрилл. Миозин обладает АТФазной активностью, т.е. способностью катализировать расщепление АТФ на АДФ и Н3РО4. Химическая энергия АТФ, освобождающаяся в ходе данной ферментативной реакции, превращается в механическую энергию сокращающейся мышцы. Молекулярная масса миозина скелетных мышц около 500000 (для миозина кролика 470000). Молекула миозина имеет сильно вытянутую форму, длину 150 нм. Она может быть расщеплена без разрыва ковалентных связей на субъединицы: две тяжелые полипептидные цепи с мол. массой 205000–210000 и несколько коротких легких цепей, мол. масса которых около 20000. Тяжелые цепи образуют длинную закрученную α-спираль («хвост» молекулы), конец каждой тяжелой цепи совместно с легкими цепями создает глобулу («головка» молекулы), способную соединяться с актином. Эти «головки» выдаются из основного стержня молекулы.

Легкие цепи, находящиеся в «головке» миозиновой молекулы и принимающие участие в проявлении АТФазной активности миозина, гетерогенны по своему составу. Количество легких цепей в молекуле миозина у различных видов животных и в разных типах мышц неодинаково.

Толстые нити (толстые миофиламенты) в саркомере надо понимать как образование, полученное путем соединения большого числа определенным образом ориентированных в пространстве молекул миозина.

 

Актин, составляющий 20% от сухой массы миофибрилл, был открыт Ф. Штраубом в 1942 г. Известны две формы актина: глобулярный актин (G-актин) и фибриллярный актин (F-актин). Молекула G-актина с мол. массой 42000 состоит из одной полипептидной цепочки (глобула), в образовании которой принимают участие 374 аминокислотных остатка. При повышении ионной силы до физиологического уровня G-актин полимеризуется в F-актин (фибриллярная форма). На электронных микрофотографиях волокна F-актина выглядят как две нити бус, закрученных одна вокруг другой (рис. 20.5).

 

Актомиозин образуется при соединении миозина с F-актином. Актомиозин, как естественный, так и искусственный, т.е. полученный путем соединения in vitro высокоочищенных препаратов миозина и F-актина, обладает АТФазной активностью, которая отличается от таковой миозина, АТФазная активность миозина значительно возрастает в присутствии стехиометрических количеств F-актина. Фермент актомиозин активируется ионами Mg2+ и ингибируется этилендиаминтетраацетатом (ЭДТА) и высокой концентрацией АТФ, тогда как миозиновая АТФаза ингибируется ионами Mg2+, активируется ЭДТА и не ингибируется высокой концентрацией АТФ. Оптимальные значения рН для обоих ферментов также различны.

Как отмечалось, кроме рассмотренных основных белков, в миофибриллах содержатся также тропомиозин, тропонин и некоторые другие регуляторные белки.

 

Тропомиозин.
Молекула тропомиозина состоит из двух α-спиралей и имеет вид стержня длиной 40 нм; его мол. масса 65000. На долю тропомиозина приходится около 4–7% всех белков миофибрилл.

 

Тропонин – глобулярный белок; его мол. масса 80000. В скелетных мышцах взрослых животных и человека тропонин (Тн) составляет лишь около 2% от всех миофибриллярных белков. В его состав входят три субъединицы (Тн-I, Тн-С, Тн-Т). Тн-I (ингибирующий) может ингибировать АТФазную активность, ТН-С (кальцийсвязывающий) обладает значительным сродством к ионам кальция, Тн-Т (тропомиозин-связывающий) обеспечивает связь с тропомиозином. Тропонин, соединяясь с тропомиозином, образует комплекс, названный нативным тропомиозином. Этот комплекс прикрепляется к актиновым филаментам и придаетактомиозину скелетных мышц позвоночных чувствительность к ионамСа2+.

Установлено, что тропонин (его субъединицы Тн-Т и Тн-I) способенфосфорилироваться при участии цАМФ-зависимых протеинкиназ. Вопрос о том, имеет ли отношение фосфорилирование тропонина in vitro к регуляции мышечного сокращения, остается пока открытым.

 

Альфа-актинин — один из мышечных белков.

В клетках поперечнополосатой мышечной ткани (скелетной и сердечной) α-актинин входит в структуру Z-дисков саркомеров миофибрилл (см. рис. миофибрилла: схема). К белковым молекулам α-актинина присоединяются концы тонких нитей саркомера, построенных из F-актина. Z-диски объединяют в виде упорядоченных пучков актиновые нити каждой пары саркомеров.

Этот белок также присутствует в цитоплазме клеток гладкой мышечной ткани. Он образует плотные аморфные тела, скрепляющие вместе актиновые нити, а также актиновые нити и внешнюю мембрану клетки. При взаимодействии актиновых и миозиновых нитей сила сокращения от актиновых нитей через плотные тела передается к внешней мембране клетки.

 

Строение из гистологии.

В каждом мышечном волокне в полужидкой саркоплазме по длине олокна расположено, нередко в форме пучков, множество нитевидных образований – миофибрилл (толщина их обычно менее 1 мкм), обладающих, как и все волокно в целом, поперечной исчерченностью.

Повторяющимся элементом поперечно-полосатой миофибриллы является саркомер – участок миофибриллы, границами которого служат узкие Z-линии. Каждая миофибрилла состоит из нескольких сот саркомеров.

Средняя длина саркомера 2,5–3,0 мкм. В середине саркомера находится зона протяженностью 1,5–1,6 мкм, темная в фазово-контрастном микроскопе. В поляризованном свете она дает сильное двойное лучепреломление Эту зону принято называть диском А (анизотропный диск). В центре диска А расположена линия М, которую можно наблюдать только в электронном микроскопе. Среднюю часть диска А занимает зона Н более слабого двойного лучепреломления. Наконец, существуют изотропные диски, или диски I, с очень слабым двойным лучепреломлением. В фазово-контрастном микроскопе они кажутся более светлыми, чем диски А. Длина дисков I около 1 мкм. Каждый из них разделен на две равные половины

Z-мембраной, или Z-линией. Согласно современным представлениям, в дисках А расположены толстые нити, состоящие главным образом из белка миозина, и тонкие нити, состоящие, как правило, из второго компонента актомиозиновой системы – белка актина. Тонкие (актиновые) нити начинаются в пределах каждого саркомера у Z-линии, тянутся через диск I, проникают в диск А и прерываются в области зоны Н.

При исследовании тонких срезов мышц под электронным микроскопом было обнаружено, что белковые нити расположены строго упорядоченно.

Толстые нити диаметром 12–16 нм и длиной примерно 1,5 мкм уложены в форме шестиугольника диаметром 40–50 нм и проходят через весь диск А.

Между этими толстыми нитями расположены тонкие нити диаметром 8 нм, простираясь от Z-линии на расстояние около 1 мкм. Изучение мышцы в состоянии сокращения показало, что диски I в ней почти исчезают, а область перекрывания толстых и тонких нитей увеличивается (в скелетной мышце в состоянии сокращения саркомер укорачивается до 1,7–1,8 мкм).

Тропонин и тропомиозин

Источник: lektsia.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.