Экзаменационные вопросы по биохимии для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов за 2010-2011 уч. Год
Биохимия, ее задачи. Значение биохимии для медицины.Биохимия относится к фундаментальным дисциплинам медицины и биологии. В результате научного познания мира выделился ряд фундаментальных дисциплин: философия, физика, химия, биология и д.р. Биохимия выделилась с одной стороны в результате разделения наук. Но не доставало точности, т.к. длительно она была описательной наукой. Середина 20 в. ознаменовалась глобальными открытиями в физике. В это же время интеграция биологии с точными науками способствовала ее бурному развитию. Биохимия возникла как наука, благодаря привлечению в биологию точных знаний, в частности химии.
Биохимия—наука о структуре веществ, входящих в состав живого организма, их превращениях и физико-химических процессах, лежащих в основе жизнедеятельности.
Задачи биохимии: Изучение процессов БИОКАТАЛИЗА; Изучение механизмов наследственности на молекулярном уровне; Изучение строения и обмена нуклеиновых кислот; Изучение строения и обмена белков; Изучение превращения углеводов; Изучение обмена жиров; Изучение биологической роли сигнальных молекул (ГОРМОНЫ, НЕЙРОМЕДИАТОРЫ); Изучение роли витаминов в обмене веществ; Изучение роли минеральных веществ.
Значение биохимии для медицины.
Основные вопросы медицины: патогенез, диагностика, лечение и профилактика заболеваний.
1. Значение биохимии для понимания механизма заболевания.
ПРИМЕР. В норме, ГЕМОГЛОБИН-А располагается в эритроцитах равномерно, занимая весь объём клетки. При смене 1 АК ГЛУТАМИНА на ВАЛИН образуется ГЕМОГЛОБИН-5, плохо растворимый и выпадающий в эритроцитах в осадок. Сущность этого заболевания раскрыл Л.ПОЛЛИНГ.
Только биохимические исследования позволяют диагностировать это заболевание и раскрыть механизм развития вследствие недостатка гормона инсулина. Сердечно-сосудистые заболевания (атеросклероз). Раньше считали, что важную роль в патогенезе принадлежит накоплению ЛИПОПРОТЕИНОВ низкой плотности и нарушение соотношения между ЛИПОПРОТЕИНАМИ низкой плотности и ЛИПОПРОТЕИНАМИ высокой плотности. В настоящее время предполагают, что важным является чувствительность рецепторов клеток к ЛИПОПРОТЕИНАМ низкой плотности.
2. Значение биохимии для диагностики заболеваний.
Широкое использование биохимических, исследований биологических жидкостей.
А. Количество субстратов.
Б. Исследование активности ферментов.
В. Исследование уровня гормонов.
Методы РИА, ИФА, ИХЛА, ДНК-зонды. Важным моментом в настоящее время является появление ПРЕДЗАБОЛЕВАНИЙ
3. Значение биохимии для лечения. Выявление нарушенных звеньев метаболизма и создание соответствующих лекарственных препаратов, широкое использование природных препаратов
4. Значение биохимии для профилактики заболеваний,
ПРИМЕР. Недостаток витамина С - цинга - для профилактики использование витамина С (профилактика простудных заболеваний). Недостаток витамина D – рахит - использование витамина D.
Аминокислоты, их классификация. Строение и биологическая роль аминокислот. Аминокислоты – органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы. Аминокислоты могут рассматриваться как производные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода заменены на аминные группы.
Существует несколько классификаций: 1) по химическому строению радикалов: алифатические, ароматические и гетероциклические. 2) Тривиальные названия: от названия источника, из которого они впервые были выделенны, или от свойств данной аминокислоты. 3) По растворимости их радикалов в воде, растворимость радикол определяется полярностью функциональных групп, входящих в состав молекулы.
Строение белков. Уровни структурной организации белка. Характеристика связей, стабилизирующих их. Доменные белки.Белки - это высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, состоящие из АК, соединенных ПЕПТИДНЫМИ связями в ПОЛИПЕПТИДНУЮ цепь, и имеющие сложную структурную организацию.
Характерные признаки белков, отличающие их от других соединений:
1. Белки - АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ вещества (до 16 %).
2. Структурной единицей белков являются альфа АК L-РЯДА. Н2N-СН-СООН
R
З.АК связываются ПЕПТИДНЫМИ связями в ПОЛИПЕПТИДНУЮ цепь,
4. Большая молекулярная масса белков (от 20000 до нескольких миллионов дальтон).
5. Сложная структурная организация.
ФУНКЦИИ БЕЛКОВ.
Каталитическая. Многие белки являются ферментами
Регуляторная. Некоторые гормоны являются белками
Структурная. Во все структуры живой клетки входят белки.
Рецепторная. Белки являются обязательным компонентом рецепторов, способны узнавать другие молекулы.
Транспортная. Транспорт жиров, лекарственных веществ и д.р.
Опорная. Коллаген, белки костной ткани.
Энергетическая. Окисление 1 грамма белка сопровождается выделением 17 кДж энергии. В сутки 15% энергии образуется за счёт распада Б.
Сократительная. Актин, миозин мышц.
Генно-регуляторная (ГИСТОНЫ).
Иммунологическая. Антитела являются белками.
Гемостатическая. Фибриноген.
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЛКОВ.
Свойства белков обусловлены их структурой.
ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА - последовательное соединение АК в ПОЛИПЕПТИДНОЙ цепи с помощью ПЕПТИДНЫХ связей. О-НС – N
ПЕПТИДНАЯ СВЯЗЬ.
Свойства ПОЛИПЕПТИДНОЙ цепи зависят от составляющих ее АК. Порядок АК в цепи устанавливается с помощью СЕКВЕНИРОВАНИЯ - процедура выявления последовательности АК. Впервые было проведено в 1958 г. Ф. СЕНДЖЕРОМ на инсулине.
ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА - способ укладки в пространстве ПОЛИПЕПТИДНОЙ цепи. Образуется за счет водородных связей между 1 и 4 АК.
Выделяют 3 вида вторичной структуры:
I .Альфа спираль (Л.ПОЛЛИНГ) - виток составляет от 3 до 6 АК. Терминатором спирали является ПРОЛИН.
2.Бетта складчатый слой.
3.Петли ПОЛИПЕПТИДНОЙ цепи (соединительные петли).
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА - укладка вторичной структуры более компактно, в виде ГЛОБУЛЫ или ФИБРИЛЛЫ. Осуществляется за счет водородных, ионных, ДИСУЛЬФИДНЫХ и гидрофобных связей.
Домены - это фрагменты ПОЛИПЕПТИДНОЙ цепи, сходные по свойствам с самостоятельными глобулярными белками. Домен автономен. Домены возникают в результате слияния нескольких генов отдельных белков.
ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА - объединение нескольких доменов. Пример. Гемоглобин - 4 СУБЪЕДИНИЦЫ.
- Экзаменационные вопросы по биохимии для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов за 2010-2011 уч. Год
- Электрохимические свойства белков как основа методов их исследования. Электрофорез белков крови.
- Коллоидные свойства белков. Гидратация. Растворимость. Денатурация, роль шаперонов.
- Углевод-белковые комплексы. Строение углеводных компонентов. Гликопротеины и протеогликаны.
- Липид-белковые комплексы. Строение липидных компонентов. Структурные протеолипиды и липопротеины, их функции.
- Ферменты, их химическая природа, структурная организация. Активный центр ферментов, его строение.
- Коферменты и их функции в ферментативных реакциях. Витаминные коферменты. Примеры реакций с участием витаминных коферментов.
- Свойства ферментов. Лабильность конформации, влияние температуры и рН среды. Специфичность действия ферментов, примеры реакций.
- Номенклатура и классификация ферментов. Характеристика класса оксидоредуктаз. Примеры реакций с участием оксидоредуктаз.
- Характеристика класса лиаз, изомераз и лигаз (синтетаз), примеры реакций.
- Характеристика классов ферментов трансфераз и гидролаз. Примеры реакций с участием данных ферментов.
- Современные представления о механизме действия ферментов. Стадии ферментативного катализа, молекулярные эффекты, примеры.
- Ингибирование ферментов. Конкурентное и неконкурентное ингибирование, примеры реакций. Лекарственные вещества как ингибиторы ферментов.
- Обмен веществ и энергии. Этапы обмена веществ. Общий путь катаболизма. Окислительное декарбоксилирование пирувата.
- Цитратный цикл, химизм процесса, его биологическое значение.
- С опряжение реакций цикла трикарбоновых кислот с дыхательной цепью ферментов. Написать эти реакции.
- Реакции прямого и окислительного декарбоксилирования, примеры.
- Современные представления о биологическом окислении. Над-зависимые дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм над.
- Компоненты дыхательной цепи и их характеристика. Фмн и фад-зависимые дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм фмн.
- Цитохромы электронтранспортной цепи. Их функционирование. Образование воды как конечного продукта обмена.
- Пути синтеза атф. Субстратное фосфорилирование (примеры). Молекулярные механизмы окислительного фосфорилирования (теория Митчелла). Разобщение окисления и фосфорилирования.
- Альтернативные пути биологического окисления, оксигеназный путь. Микросомальные монооксигеназы.
- Свободнорадикальное окисление. Токсичность кислорода. Активные формы кислорода. Антиокислительная защита. Роль сро в патологии.
- Потребность человека в белках. Строение незаменимых аминокислот. Биологическая ценность белков. Роль белков в питании.
- Превращение белков в желудке. Роль соляной кислоты в переваривании белков. Показать действие пептидгидролаз. Качественный и количественный анализ желудочного содержимого.
- Переваривание белков в кишечнике. Покажите действие трипсина, карбокси-и аминопептидазы на конкретных примерах.
- Гниение белков и аминокислот в кишечнике. Пути образования продуктов гниения. Примеры.
- Механизм обезвреживания продуктов гниения белков. Роль фафс и удф-гк в этом процессе (конкретные примеры).
- Переаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Химизм процессов, характеристика ферментов и коферментов. Образование амидов.
- Дезаминирование аминокислот. Виды дезаминирования. Окислительное дезаминирование. Непрямое дезаминирование аминокислот на примере тирозина.
- Орнитиновый цикл, последовательность реакций, биологическая роль.
- Особенности катаболизма пуриновых нуклеотидов. Их строение и распад. Образование мочевой кислоты. Подагра.
- Генетические дефекты обмена фенилаланина и тирозина.
- Механизмы репликации днк (матричный принцип, полуконсервативный способ). Условия, необходимые для репликации. Основные этапы репликации.
- Биосинтез рнк (транскрипция). Условия и этапы транскрипции. Процессинг рнк. Альтернативный сплайсинг.
- Биосинтез белка. Этапы трансляции и их характеристика. Белковые факторы биосинтеза белка. Энергетическое обеспечение биосинтеза белка.
- Посттрансляционный процессинг. Виды химической модификации, фолдинг и адресование белков. Шапероны, прионы.
- Строение оперона. Регуляция биосинтеза белка у прокариотов. Функционирование лактозного и гистидинового оперонов.
- Особенности и уровни регуляции биосинтеза белка у эукариотов. Амплификация генов, энхансерные и сайленсерные элементы.
- Блокаторы белковых синтезов. Действие антибиотиков и токсинов. Биологическая роль теломер и теломераз.
- Виды молекулярных мутаций и их биологические последствия.
- Биохимический полиморфизм. Генотипическая гетерогенность популяций. Наследственная непереносимость пищевых веществ и лекарств.
- Причины полиморфизма и динамичности протеома при определенной консервативности генома: роль особенностей транскрипции, трансляции, процессинга белка.
- Роль углеводов в питании. Переваривание и всасывание углеводов в органах пищеварительной системы. Написать реакции.
- Катаболизм глюкозы в анаэробных условиях. Химизм процесса, биологическая роль.
- Катаболизм глюкозы в тканях в аэробных условиях. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль. Эффект Пастера.
- Г ексозомонофосфатный путь превращения глюкозы в тканях и его биологическая роль. Реакции окислительной стадии.
- Биосинтез и распад гликогена в тканях. Биологическая роль этих процессов. Гликогеновые болезни.
- Пути образования глюкозы в организме. Глюконеогенез. Возможные предшественники, последовательность реакций, биологическая роль.
- Характеристика основных липидов организма человека, их строение, классификация, суточная потребность и биологическая роль.
- 62. Фосфолипиды, их химическое строение и биологическая роль.
- 63. Биологическая роль липидов пищи. Переваривание, всасывание и ресинтез липидов в органах пищеварительной системы.
- 64. Желчные кислоты. Их строение и биологическая роль. Желчнокаменная болезнь.
- 65. Окисление высших жирных кислот в тканях. Особенности окисления высших жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, энергетический эффект.
- 66. Окисление глицерола в тканях. Энергетический эффект этого процесса.
- 67. Биосинтез высших жирных кислот в тканях. Биосинтез липидов в печени и жировой ткани.
- 6 8. Холестерол. Его химическое строение, биосинтез и биологическая роль. Причины
- Витамины, их характеристика, отличительные признаки. Роль витаминов в обмене веществ. Коферментная функция витаминов (примеры).
- С труктура и функции витамина а.
- Витамин д, его строение, метаболизм и участие в обмене веществ. Признаки проявления гиповитаминоза.
- Участие витаминов е и к в метаболических процессах.
- С труктура витамина в1, его участие в метаболических процессах, примеры реакций.
- Витамин в2. Строение, участие в обмене веществ.
- В итамин в6 и pp. Роль в обмене аминокислот, примеры реакций, строение.
- Характеристика витамина с, строение. Участие в обмене веществ, проявление гиповитаминоза. Витамин р.
- Витамин в12 и фолиевая кислота. Их химическая природа, участие в метаболических процессах. Причины гиповитаминозов.
- Витамины – антиоксиданты, их биологическая роль. Витаминоподобные вещества. Антивитамины.
- Биотин, пантотеновая кислота, их роль в обмене веществ.М
- Гормоны передней доли гипофиза, классификация, их химическая природа, участие в регуляции процессов метаболизма. Семейство пептидов проопиомеланокортина.
- Гормоны задней доли гипофиза, место их образования, химическая природа, влияние на функции органов-мишеней.
- Тиреоидные гормоны, место их образования, строение, транспорт и механизм действия на метаболические процессы.
- Тиреокальцитонин, паратиреоидный гормон. Химическая природа, участие в регуляции обмена веществ.
- Инсулин, схема строения, участие в регуляции метаболических процессов. Специфика в действии на рецепторы органов мишеней, инсулиноподобные факторы роста (ифр).
- Глюкагон и соматостатин. Химическая природа. Влияние на обмен веществ.
- У частие адреналина в регуляции обмена веществ. Место выработки. Структура адреналина, механизм его гормонального действия, метаболические эффекты.
- К ортикостероидные гормоны. Структура кортизола, механизм действия. Участие глюкокортикоидов и минералокортикоидов в обмене веществ.
- Гормоны половых желез: эстрадиол и тестостерон, их строение, механизм действия и биологическая роль.
- Простаноиды - регуляторы обмена веществ. Биологические эффекты простаноидов и химическая природа.
- Важнейшие функции печени. Роль печени в обмене веществ.
- Обезвреживающая роль печени. Реакции микросомального окисления и реакции коньюгации токсических веществ в печени. Примеры обезвреживания (фенол, индол).
- Биосинтез и распад гемоглобина в тканях. Механизм образования основных гематогенных пигментов.
- Патология пигментного обмена. Виды желтух.
- Окисление этанола в печени. Первичные эффекты этанола.
- Основы клинической биохимии. Основные виды изменений биохимического состава крови.
- Белки крови, их биологическая роль, функциональная характеристика, лабораторно – диагностическое значение показателей белкового состава крови.
- Химический состав нервной ткани.
- Особенности обмена веществ в нервной ткани (энергетический, углеводный обмен).
- Роль глутамата в обмене веществ в нервной ткани. Написать реакции.
- Биохимия передачи нервного импульса. Основные компоненты и этапы.
- Образование нейромедиаторов – ацетилхолина, адреналина, дофамина, серотонина.
- Особенности химического состава мышечной ткани.
- Особенности энергетического обеспечения мышечного сокращения. Креатин, креатинфосфат и продукт их распада. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и денервации мышц. Креатинурия.
- Роль атф в мышечном сокращении. Пути ресинтеза атф в мышечной ткани. Написать реакции ресинтеза атф в анаэробных условиях. Нарушение метаболизма при ишемической болезни сердца.
- Межклеточный матрикс, его компоненты, функции. Характеристика коллагена, его строение. Полиморфизм коллагеновых белков.
- Этапы синтеза и созревания коллагена. Роль ферментов и витаминов в этом процессе. Катаболизм коллагена.
- Особенности строения и функции эластина. Неколлагеновые структурные белки: фибронектин и ламинин.
- Гликозаминогликаны. Строение, функции.
- Протеогликаны межклеточного матрикса, их состав, функции. Образование надмолекулярных комплексов. Метаболизм протеогликанов.
- Функциональная биохимия почек. Физико-химические свойства мочи. Характеристика химических компонентов мочи по отношению к процессам мочеобразования.
- Молекулярные основы онкогенеза. Онкогены, протоонкогены, гены-супрессоры опухолей (гсо).
- Виды клеточной гибели: апоптоз и некроз. Биологическое значение.
- Этапы апоптоза. Рецепторы, передача сигнала гибели клетки.
- Каспазы: образование и биологическая роль.
- Варианты индукции апоптоза. Роль митохондрий в развитии апоптоза.