|
загрузка...
БИОХИМИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Биохимическая изменчивость
Эта глава посвящена главным образом изменчивости белков, так как данная область биохимии имеет непосредственное отношение к генетике. Причины такой связи уже обсуждались в разных главах этой книги, в том числе в введении к данной части, и здесь нет нужды повторяться. Еще более существенна связь генетики с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК), однако они пока менее доступны для исследования. Методы гибридизации, о которых упоминалось выше, весьма полезны для оценки дивергенции целых геномов, но пока еще недостаточно чувствительны для изучения подвидовой дифференциации у человека.Биохимическая изменчивость
Изречение, согласно которому генетическая информация становится тем яснее, чем ближе мы подходим к первичному эффекту гена, особенно приложимо к сфере биохимии. Так, нормальная изменчивость уровня сахара в крови зависит, несомненно, от закодированных в генах различий тканей, участвующих в его регуляции, но даже если бы факторы среды удалось стандартизировать, эти различия трудно проанализировать, так как регуляторный механизм состоит из многих компонентов. Вместе с тем известно много примеров серьезных нарушений обмена, наследуемых по простому менделевскому типу,— это фенилкетонурия, галактоземия и «болезни накопления», при которых липиды или углеводы накапливаются в ряде тканей в необычно больших количествах. Биохимические исследования довели диагностику этих метаболических расстройств до высокой степени точности и в ряде случаев позволили установить тот этап метаболического пути, который оказался нарушенным в результате мутации, вызвавшей нарушение синтеза определенного фермента.Биохимическая изменчивость
Прежде чем приступить к отдельным примерам генетической изменчивости белков, полезно вспомнить некоторые их общие свойства. Белки — это необычайно обширный класс макромолекул, молекулярный вес которых варьирует от нескольких тысяч до миллиона и, выше; их свойства и функции чрезвычайно разнообразны. Существуют тысячи различных ферментов, каждый из которых служит катализатором определенной химической реакции в составе сложных метаболических путей. Существуют такие белки, как гемоглобин и трансферрин, обеспечивающие перенос определенных веществ в организме (кислорода, железа).Биохимическая изменчивость
Существу-
ют гормоны, выделяемые в кровоток эндокринными железами и вызывающие определенные ответы в тканях — мишенях. Эти белки растворимы в воде и относятся к глобулярным.Биохимическая изменчивость Известны, кроме того, фибриллярные белки, молекулы которых имеют форму длинных нитей; некоторые из них (например, кератин волос и кожи) образуют прочные нерастворимые структуры, другие (коллаген соединитель-неги, ткани и актин мышечных волокон) значительно легче растворимы.
Все белки состоят из цепей, в которых аминокислотные остатки прочно соединены пептидными связями. Именно последовательность аминокислотных остатков в этих цепях (первичная структура белка) закодирована в генах. Участки полипептидной цепи по ее длине закручиваются в спирали (вторичная структура), а затем складываются определенным образом, образуя клубок. Такая (третичная) структура молекулы имеет решающее значение для функции. В некоторых случаях функционирующие молекулы состоят из двух или более идентичных или разных субъединиц, связанных друг с другом в более крупную (четвертичную) структуру. Конформация молекулы часто поддерживается относительно слабыми (водородными и гидрофобными) связями; в ряде случаев более прочные ковалентные связи за счет сульфгидрильных (SH) групп вносят свой вклад в стабильность молекулы. Эти разнообразные связи образуются между боковыми группами аминокислотных остатков, которые отходят от осевой цепи на одинаковом расстоянии друг от друга. Размер и химические свойства боковых групп разнообразны; одни из них гидрофобны и поэтому в случае водорастворимых белков ориентированы внутрь молекулы; другие гидрофильны и вступают в контакт с водной средой у поверхности белковой молекулы. Некоторые гидрофильные группы способны ионизироваться, получая положительный или отрицательный за¬ряд. Изменения заряда на поверхности белковой молекулы при замене аминокислот в результате мутации позволяют обнаруживать генетические варианты белков довольно простым методом (электрофорез). |
загрузка...
Категория: Мои статьи | Добавил: lex111 (10.08.2010)
|
| Просмотров: 432
| Рейтинг: 0.0/0 |
| |
