Вопросы к экзамену

В о п р о с ы

для подготовки к промежуточной аттестации (экзамену)

для бакалавров

по дисциплине «Основы биохимии и молекулярной биологии»

по направлению подготовки «Биотехнология»

 

1. Белки.

Строение, классификация и физико-химические свойства протеиновых аминокислот. Физико-химические свойства и биологические функции белков. Узнавание и реагирование – две генеральные функции белковой глобулы.

Уровни структурной организации белков. Первичная структура белка, связи, ее стабилизирующие, биологическая роль. Механизм образования пептидной связи. Вторичная структура белка: a-спираль, b-структура. Роль водородных связей в формировании вторичной структуры. Третичная и четвертичная структура белка. Понятие о нативной конформации белка. Связь между пространственной структурой и функцией белка.

Классификация сложных белков. Характеристика отдельных представителей.

Гемоглобин, химическое строение, биологические функции. Кооперативный механизм связывания кислорода гемоглобином. Нуклеопротеиды, общая характеристика.

Методы определения молекулярной массы белков. Методы выделения и очистки белков, в том числе от низкомолекулярных примесей. Критерии гомогенности (чистоты) белка.

2. Ферменты.

Понятие о ферментах. Ферменты, их свойства как биологических катализаторов. Понятие об активном и аллостерическом центрах ферментов. Простые и сложные ферменты. Кофакторы, их структура, классификация и функции. Механизм действия ферментов. Гипотеза индуцированного соответствия (по Кошланду). Основные положения ферментативной кинетики. Уравнение Михаэлиса-Ментон. Константа Михаэлиса, графические методы ее определения. Механизм действия активаторов и ингибиторов на скорость ферментативного катализа. Ингибиторы ферментов, их типы.

Основные пути регуляции активности ферментов. Проферменты (зимогены) и механизм их активации. Мультиферментные комплексы, структурно-функциональная организация, биологическая роль. Аллостерические ферменты, их структурная организация и регуляторные функции. Изоферменты (молекулярные формы ферментов), биологическая роль.

3. Нуклеиновые кислоты.

Общая характеристика нуклеиновых кислот. т-РНК, строение, структурная организация, биологическая роль. ДНК, строение, структурная организация, биологическая роль.

4. Хранение и перенос генетической информации.

Центральный постулат молекулярной генетики, основные положения.

Биосинтез нуклеиновых кислот. Полуконсервативная репликация ДНК, ее механизм и биологическая роль. Молекулярный механизм репарации ДНК. Молекулярные механизмы процесса транскрипции. Молекулярные механизмы созревания гя-РНК (пре-мРНК), транспорт мРНК в цитоплазму.

Генетический (аминокислотный) код, его свойства. Мутации, молекулярные болезни. Активация и рекогниция аминокислот. Структура и функции аминоацил-тРНК-синтетаз. Рибосомы, структура, биологическая роль. Условия и молекулярные механизмы процесса трансляции. Посттранскрипционный процессинг и транспорт новосинтезированных белков.

Регуляция биосинтеза белка. Активаторы и ингибиторы белкового синтеза. Активаторы и ингибиторы биосинтеза белка. Лекарственные вещества-ингибиторы биосинтеза белка.

5. Молекулярные основы биохимии иммунитета.

Понятие об иммунитете. Понятие о чужеродных веществах (АГ).

Гуморальный иммунитет. Иммуноглобулины, их структурно-функциональные особенности, биосинтез и биологическая роль. Процессинг и секреция иммуноглобулинов. Механизм иммунного ответа, индукция и регуляция этого процесса. Система комплемента, каскадный механизм активации ферментов системы комплемента, образование мембрано-атакующего комплекса (МАК).

Клеточный иммунитет. Т –лимфоциты, классификация, основные отличия от В-клеток. Строение рецепторов Т-клеток, их классификация. Биохимия фагоцитоза: кислородзависимые и кислороднезаисимые процессы, процессирование антигенной детерминанты.

Понятие главного комплекса гистосовместимости (ГКГС/MHC). Биологическая роль ГКГС-белков.

6. Биомембраны. Транспорт веществ через мембраны.

Жидкостно-мозаичная модель структуры мембран. Основные функции их белковых и липидных компонентов.

Общая характеристика механизмов пассивного и активного транспорта веществ через мембрану. Соотношение между К+ и Na + в клетке. Функционирование К+, Na насоса, биологическая роль.

7. Биологическое окисление.

Митохондрии, структурная организация и роль в процессах биоэнергетики.

Основные компоненты дыхательной цепи митохондрий. Характеристика ферментов дыхательной цепи митохондрий. Пиридинзависимые дегидрогеназы, биологическая роль, строение НАД+ и НАДФ+. Флавопротеины, строение ФАД и ФМН. АТФ – основной макроэрг клетки. Убихинон и система цитохромов, цитохромоксидаза, как терминальный фермент дыхательной цепи.

Основные пути синтеза АТФ в клетке. Энергетический эффект клеточного дыхания. Роль ступенчатого выхода энергии при биологическом окислении. Современные представления о механизме процесса сопряженного окислительного фосфорилирования.

Микросомальное окисление . Цитохром Р-450, структура, биологическая роль. Отличие механизмов и роли в организме процессов митохондриального микросомального окислений.

8. Фотосинтез.

Фотосинтетические организмы и структуры. Характеристика I и П систем фотосинтеза. Хлоропласты, строение, роль в процессе фотосинтеза. Характеристика светопоглащающих пигментов.

Механизм световой фазы фотосинтеза (Z-схема фотосинтетического переноса электронов), биологическая роль. Фотосинтетическое фосфорилирование. Механизм генерирования протонного потенциала и синтез АТФ на сопрягающей мембране хлоропластов. Молекулярный механизм генерирования НАДФН+ и фотофосфорилирования на мембране фотосинтезирующих бактерий.

Отличие и сходство процессов биологического окисления и фотосинтеза.

9. Обмен углеводов.

Регуляция метаболизма гликогена. Биосинтез и распад гликогена. Механизм контроля гликогенолиза и гликогенеза.

Гликолиз, химизм, регуляторные ферменты, биологическое значение. Отличие процесса гликолиза у аэробов и анаэробов.

Характеристика основных этапов аэробного окисления углеводов. Окислительное декарбоксилирование пирувата, химизм, биологическая роль. ЦТК, химизм, регуляция процесса.

Пентозофосфатный путь окисление глюкозы, химизм, регуляция, биологическая роль.

Глюконеогенез, химизм, биологическая роль.

10. Обмен аминокислот.

Фиксация молекулярного азота, характеристика нитрогеназной системы, химизм, биологическая роль.

Источники азота для биосинтеза аминокислот. Первичная ассимиляция аммиака. Биосинтез заменимых аминокислот. Биосинтез незаменимых аминокислот у растений и микроорганизмов. Окислительное дезаминирование глутамата. Характеристика ферментов. Декарбоксилирование аминокислот, образование биогенных аминов, их биологические функции. Трансаминирование аминокислот. Механизм действия аминотрансфераз.

Современные представления о биосинтезе мочевины.

11. Обмен белков.

Обмен простых белков. Азотистый баланс. Характеристика ферментов, участвующих в расщеплении белков в желудочно-кишечном такте.

Обмен сложных белков. Биосинтез и распад пиримидиновых нуклеотидов (на примере УМФ), химизм, регуляция. Биосинтез и распад пуриновых нуклеотидов, химизм, регуляция. Мочевая кислота как конечный продукт распада пуринов. Особенности образования дезоксирибонуклеидов, характеристика ферментов. Биосинтез и распад гема, химизм, регуляция. Детоксикация и выведение гема из организма. Регуляция обмена сложных белков.

12. Обмен липидов. 

Липиды, классификация, строение, биологическая роль. Основные пути катаболизма липидов в организме.

Митохондриальный ацетил-КоА, механизм его транспорта через митохондриальную мембрану, регуляция биосинтеза ВЖК. Ацетил-КоА – основной строительный блок для синтеза ВЖК, химизм синтеза малонил-КоА. Биосинтез ВЖК, химизм, регуляция, локализация в клетке. Активация ВЖК в цитоплазме, транспорт активированных ВЖК в матрикс митохондрий. Характеристика ферментов, участвующих в этих процессах. Химизм b-окисления ВЖК, его биологическая роль и энергетический эффект.

Основные пути синтеза и распада фосфоглицеридов в тканях.

Холестерин, строение, биологическая роль, основные стадии его биосинтеза.

Биосинтез и распад нейтральных липидов (ТАТ) в организме. Биологическая роль, регуляция.

13. Интеграция обмена веществ в организме.

Ключевые метаболиты в обмене белков, жиров и углеводов. Амфиболические пути обмена веществ. Решение ситуационных задач.

14. Витамины.

Классификация витаминов. Связь витаминов с ферментами. Роль водорастворимых витаминов в регуляции обмена веществ (вит. В1, В2, В3, В5(РР), В6, Н, В12), их биологическая роль. Антианемический витамин В9, его коферментные функции. Витамин С, строение биологическая роль. Жирорастворимые витамины. Токоферол (витамин Е), строение, биологическая роль. Ретинол (витамин А), строение, биологическая роль. Витамины группы К биологическая роль. Витамины группы Д, строение биологическая роль.

15. Гормоны.

Понятие о гормонах и клетках мишенях. Классификация и биологические свойства гормонов. Связь ЦНС и эндокринной системы в регуляции процессов обмена веществ. Синтез и секреция гормонов по принципы обратной связи.

Строение и биологическая роль инсулина, глюкагона, адреналина, стероидных и тиреодных гомронов. Характеристика гормонов белковой природы. Прогормоны, их биосинтез, процессинг и секреция (на примере инсулина). Инсулин, структура, молекулярные механизмы действия. Генно-инженерный синтез инсулина. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Адреналин, структура, биосинтез, биологическая роль и молекулярный механизм действия. Тиреоидные гормоны, их строение, биосинтез и молекулярный механизм действия. Стероидные гормоны, структура, молекулярный механизм действия.

Вторичные посредники: 3’5'-ц АМФ и 3'5' ц ГМФ, их строение, биологическая роль. Регуляция уровня их содержания в клетках. Фосфодиэстеразы, биологическая роль. Лекарственные вещества – ингибиторы фосфодиэстераз.

Ионы кальция как внутриклеточные посредники действия гормонов. Кальмодулин, строение, свойства, биологическая роль.