Механизмы регуляции транскрипции. Воздействие лекарственными препаратами.

Регуляция генной активности у высших организмов намного сложнее, чем у бактерий. У эукариот наряду с регуляторными процессами, влияющими на функционирование отдельной клетки, существуют системы регуляции организма как целого с помощью гормональной системы. Гормоны образуются в специализированных клетках желез внутренней секреции и с кровью разносятся по всему телу. Но регулируют они процессы синтеза и- РНК и белков лишь в так называемых клетках-мишенях. Гормоны связываются с белками-рецепторами, расположенными в мембранах таких клеток, и включают системы изменения структуры клеточных белков. Те, свою очередь, могут влиять как на синтез белков на рибосомах, так и на транскрипцию определенных генов, каждый гормон через систему посредников активирует свою группу генов. Так, адреналин включает синтез ферментов, расщепляющих гликоген мышц до глюкозы, а другой гормон - инсулин влияет на образование гликогена из глюкозы в печени. В отличие от прокариот, у которых процессы транскрипции и трансляции не разобщены во времени и пространстве, у эукариот синтез РНК происходит в ядре клетки, а синтез белков на рибосомах в цитоплазме. Образующиеся в ядре информационные РНК подвергаются там целому ряду изменений под действием ферментов и в комплексе с различными белками проходят через ядерную оболочку. Разные и-РНК транслируются в разное время после их образования. Это зависит от того, с какими белками они связаны в цитоплазме. В отсутствие гормонального сигнала некоторые РНК остаются нетранслированными долгое время.

Разнообразие форм и функций клеток разных органов зависит от сложного взаимодействия различных генов между собой и с многочисленными веществами, попадающими в клетку извне или образующимися внутри нее. Познание регуляторных механизмов транскрипции и трансляции необходимо для управления процессами реализации генетическом информации.

Амплификация – это увеличение количества генов, точнее многократное копирование одного гена. Естественно, все полученные копии равнозначны и одинаково активно обеспечивают транскрипцию.

Энхансеры (англ. to enhance – усиливать) – это участки ДНК в 10-20 пар оснований, способные значительно усиливать экспрессию генов той же ДНК. В отличие от промоторов они значительно удалены от транскрипционного участка и могут располагаться от него в любом направлении (к 5'-концу или к 3'-концу). Сами энхансеры не кодируют какие-либо белки, но способны связываться с регуляторными белками (подавляющими транскрипцию).

Сайленсеры (англ. silence – молчание) – участки ДНК, в принципе схожие с энхансерами, но они способны замедлять транскрипцию генов, связываясь с регуляторными белками (которые ее активируют).

Перестройка генов. К подобным процессам относится кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом, и более сложный процесс – сайт-специфичная рекомбинация, которая изменяет положение и порядок нуклеотидных последовательностей в геноме.

Процессинг мРНК – некоторые пре-мРНК подвергаются разным вариантам сплайсинга (альтернативный сплайсинг) в результате чего образуются разные мРНК, и соответственно, белки с разной функцией.

Изменение стабильности мРНК – чем выше продолжительность жизни мРНК в цитозоле клетки, тем больше синтезируется соответствующего белка.

Лекарственная регуляция транскрипции

Ингибирование

1. Гетероциклические соединения доксорубицин, дауномицин и актиномицин D обладают способностью интеркалировать (встраиваться между нитей молекулы ДНК) между двумя соседними парами оснований Г-Ц. В результате возникает препятствие для движения РНК-полимеразы ("заедание молнии") и остановка транскрипции.

2. Рифампицин связывается с?-субъединицей РНК-полимеразы прокариот и ингибирует ее. Благодаря такой избирательности действия рифампицин действует только на бактерии и является препаратом для лечения туберкулеза.

3.?-Аманитин, октапептид бледной поганки (Amanita phalloides) блокирует РНК-полимеразу II эукариот и предотвращает продукцию мРНК.

Активация

Активация транскрипции используется в клинике намного реже и заключается в применении аналогов стероидных гормонов для достижения анаболического эффекта в органе-мишени.

Миокард. Энергетические субстраты. Маркеры. (Билет 4)

Сердечная мышца по ряду хим-х соединений занимает промежуточное положение м-у скелетной мускулатурой и гладкими мышцами. В сердечной мышце значительно меньше миофибриллярных белков, чем в скелетной. Концентрация белков стромы в сердечной мышце выше, чем в скелетной. Известно так же, что миозин, тропомиозин и тропонин с.м. заметно отличаются по своим физико-химическим св-вам от соответствующих белков скелетной мускулатуры. Также отличается и фракционный с-в саркоплазматических белков. Саркоплазма миокарда содержит больше миоальбумина.

Содержание АТФ в миокарде ниже чем в скелетной, но выше чем в гладкой. По содержанию гликогена миокард также занимает промежуточное положение. Миокард по сравнению с другими мышечными тканями богаче фосфолипидами, при окислении которых вырабатывается значительная часть энергии, необходимая для его сокращения.

Изменения, характерные для инфаркта миокарда

Для инфаркта миокарда характерно повышение концентраций специфических белков. Среди них:

креатинфосфокиназа (первые 4—8 часов);

тропонин-I (7—10 сут.);

тропонин-Т (10—14 сут.);

лактатдегидрогеназа;

аминотрансферазы;

миоглобин (первые сутки).

Все перечисленные белки содержатся только внутри клетки. При массовом разрушении клеток эти белки попадают в кровоток и определяются лабораторно. Это феномен получил название резорбционно-некротического синдрома.

В настоящее время в России значительная часть медицинских учреждений не имеет оборудования и материалов для определения уровня тропонинов. Данный анализ зачастую проводится больными в частных центрах в коммерческом порядке (при согласии больного на расширения объёма исследований).

Неспецифическая реакция на повреждение миокарда включает в себя:

нейтрофильный лейкоцитоз (длится 3—7 сут.) — как проявление воспаления в ответ на некротические изменения;

повышение СОЭ (1—2 недели) — как отражение изменений в количественном соотношении между фракциями белков, происходящее также, главным образом, за счёт развития воспаления.

Повышение уровня АЛТ АСТ. (неспецифические маркеры цитолиза)

Лабораторные показатели при остром инфаркте миокарда

Отмечаются легкий лейкоцитоз с нейтрофилией (в течение первых часов), ускорение СОЭ (спустя 3-4 суток), повышение концентрации С-реактивного белка – признаки резорбционно – некротического синдрома. Транзиторная гипергликемия (иногда и глюкозурия) является следствием гиперсимпатикотонии. Все указанные изменения неспецифичны и не представляют диагностической ценности. Значительное ускорение СОЭ (до 60-70 мм/час) отмечается в случае длительного перикардита.

Повышение активности ферментов сыворотки крови и других продуктов цитолиза кардиомиоцитов очень важно для постановки диагноза и оценки распространенности процесса, особенно в случаяе неинформативной ЭКГ (блокада левой ножки пучка Гиса, рубцовый зубец Q и др.). Дианостическое значение имеет превышение нормальных цифр в два и более раз (но также в соответствии с кинетикой данного фермента).

Креатинфосфокиназа (КФК) содержится в кардиомиоцитах, в скелетных мышцах и мозговой ткани. В меньших количествах находится в легких и кишечнике. МВ-изофермент КФК содержится в миокарде, ВВ-изофермент характерен для мозговой ткани, а изофермент ММ-КФК представлен преимущественно в скелетных мышцах.

Общая КФК начинает повышаться в первые 6 часов инфаркта, достигает максимального уровня к 18-24 часам и нормализуется на 3-4-й день. Титр фермента также значительно возрастает и при мышечных заболеваниях или травмах, после судорог или значительной физической нагрузки, после внутримышечных иньекций или алкогольного отравления, при ТЭЛА или цереброваскулярных поражениях, что существенно снижает диагностическую ценность теста. Ситуация может быть разрешена путем радиоиммунологического определения изофермента MB (МВ-КФК), но метод менее доступен (высокая стоимость и необходимость специального оборудования).

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) содержится в большом количестве в клетках миокарда, но также и в эритроцитах. Даже легкий гемолиз обусловливает значительное повышение сывороточного уровня ЛДГ. Являясь биологическим маркером некроза ЛДГ оказываетется полезным в случае поздней госпитализации больного с инфарктом, после 24-48 часов, поскольку с этого времени начинает возрастать его сывороточная активность. Максимальный уровень достигается на 3-6-й день и может оставаться высоким в течение 1-3 недель.

Аспартатаминотрансфераза (АсА’Г) обладает высокой чувствительностью при инфаркте, но низкой специфичностью (повышается при ТЭЛА, поражениях печени, включав застойные, оереброваскулярных поражениях и вследствие внутримышечных иньекций). Определение Ac AT применяется при недоступности КФК и ЛДГ, благодаря низкой стоимости и частому рутинному использованию (при патологии печени). Активность АсАТ начинает возрастал спустя 12 часов от инфаркта, достигает максимума к 24-36 часам и нормализуется на 3-5-й день.

Миоглобин является очень чувствительным и ранним маркером цитолиза (появляется в крови после 3 часов, достигает максимума к 4-18 часам и исчезает на 2-3-й день), но обладает низкой специфичностью.

В специализированных центрах в качестве маркеров некроза используется определение тропонинов и легких цепей миозина.

Анаэробные источники энергии в сердце (например, процесс гликолиза, креатин- фосфат) не достаточны для удовлетворения метаболических потребностей более чем на нескольких минут. То, что в тканях сердца продукция АТФ осуществляется почти полностью с помощью аэробных процессов, доказывается (1) большим количеством митохондрий в клетках сердечной мышцы и (2) наличием высокой концентрации кис-лород-связывающего белка, миоглобина, в клетках миокарда. Миоглобин может пере­ дать содержащийся в нем кислород в систему митохондриальных цитохромоксидаз при снижении внутриклеточного уровня кислорода. С этой точки зрения сердечная мышца напоминает красную* скелетную мускулатуру, которая приспособлена кдли-тельному сокращению, в отличие от белой скелетной мускулатуры, которая адапти­ рована к высокоинтенсивному, но кратковременному сокращению.

Дата добавления: 2015-08-02