Какие белки и с какой целью производят для нужд медицины? Ответ поясните.
- Для медицины производят белки-гормоны, например инсулин (для лечения сахарного диабета) и гормон роста (при карликовости).
- Производят белки-ферменты, например для растворения тромбов и при нарушениях пищеварения.
- Производят защитные белки: интерфероны, иммуноглобулины, антитела и белки вакцин (для профилактики и лечения инфекций, вирусных болезней).
- Эти белки получают методами генной инженерии: ген человека встраивают в бактерии или дрожжи, и они синтезируют нужный белок. Так белок получается в большом количестве, чистым и безопасным для человека.
Многие белки нужны организму в строго определённом виде. Если свои белки не вырабатываются или их не хватает, их вводят как лекарство.
Белки-гормоны (инсулин, гормон роста), ферменты, интерфероны, антитела и белки вакцин; их получают генной инженерией для лечения заболеваний, профилактики инфекций и замещения недостающих белков организма.
Белки способны проявлять свои свойства и выполнять свои функции, если имеют определённую пространственную конфигурацию. Чем обеспечивается пространственная конфигурация белковой молекулы и как она формируется? Ответ поясните.
- Пространственная конфигурация определяется первичной структурой, то есть последовательностью аминокислот в цепи, которая закодирована в гене.
- Вторичная структура: цепь закручивается в α-спираль или складывается в β-слой. Её удерживают водородные связи между группами –CO– и –NH– пептидных связей.
- Третичная структура: спираль сворачивается в глобулу. Её удерживают взаимодействия радикалов аминокислот: дисульфидные мостики, ионные и водородные связи, гидрофобные взаимодействия.
- Четвертичная структура есть у белков из нескольких цепей: субъединицы объединяются в один комплекс (например, гемоглобин).
- Складывание цепи идёт самопроизвольно, часто с участием белков-шаперонов.
Порядок аминокислот задаёт, какие радикалы окажутся рядом и какие связи между ними возникнут. Поэтому форма белка однозначно зависит от первичной структуры.
Конфигурацию обеспечивает последовательность аминокислот (первичная структура) и связи между ними: водородные (вторичная структура), дисульфидные, ионные, гидрофобные (третичная), взаимодействие субъединиц (четвертичная). Формируется она последовательным свёртыванием цепи в спираль, затем в глобулу.
В чём заключается структурное и функциональное сходство целлюлозы и хитина? Ответ поясните.
- Структурное сходство: оба вещества — линейные неразветвлённые полисахариды. Их молекулы состоят из множества остатков моносахаридов, соединённых β-
, -гликозидными связями. У целлюлозы мономер — β-глюкоза, у хитина — азотсодержащее производное глюкозы (N-ацетилглюкозамин). - Между цепями образуются водородные связи, поэтому цепи собираются в прочные волокна (микрофибриллы).
- Функциональное сходство: оба вещества выполняют структурную, опорную и защитную функцию. Целлюлоза образует клеточную стенку растений, хитин — клеточную стенку грибов и наружный скелет членистоногих.
- Оба вещества нерастворимы в воде и плохо перевариваются большинством животных.
Одинаковая β-
Целлюлоза и хитин — неразветвлённые полисахариды с β-
В медицинской практике при парентеральном (путём инъекций) введении лекарственных средств используют этиловый спирт. Объясните, с какой целью это делают.
- Перед инъекцией кожу протирают этиловым спиртом, чтобы обеззаразить место укола.
- Спирт вызывает денатурацию белков микроорганизмов: нарушается их пространственная структура, и бактерии и вирусы погибают.
- Так в организм вместе с иглой не попадают микробы, и инфекции не возникает.
Денатурация — потеря белком природной структуры и функций. Для белков микробов она необратима, поэтому спирт действует как антисептик.
Спирт используют для дезинфекции кожи и инструментов: он денатурирует белки микроорганизмов и убивает их, что предотвращает заражение при инъекции.
Объясните, почему зрелые эритроциты не могут синтезировать белки?
- Зрелые эритроциты млекопитающих и человека не имеют ядра, поэтому в них нет ДНК, а значит, нет генов и невозможен синтез иРНК (транскрипция).
- В них нет и рибосом, на которых идёт трансляция.
- Освободившееся место занимает гемоглобин, который переносит кислород.
- Поэтому белки не синтезируются, а эритроцит живёт около
дней и затем разрушается.
Для синтеза белка нужны ДНК, иРНК и рибосомы. В ходе созревания эритроцит теряет ядро и рибосомы, чтобы вместить больше гемоглобина.
У зрелых эритроцитов нет ядра (ДНК) и рибосом, поэтому нет ни транскрипции, ни трансляции.
