Метаболизм Ошибки

Впервые связь между генами и ферментами была обнаружена уже через несколько лет после повторного открытия менделизма и открытия брожения в бесклеточной системе. Исследуя родословные семей, Арчибальд Гаррод пришел в 1902 г. к выводу, что алкаптонурия, артритическая болезнь человека, которая сопровождается выделением мочи цвета красного вина, является наследственной. Он пришел также к заключению, что это заболевание обусловлено нарушением азотистого обмена, в результате которого вместо обычно содержащейся в моче мочевины выделяется какое-то вещество темного цвета. В 1908 г. Гаррод высказал предположение, что больные алкаптонурией являются гомозиготами по рецессивному гену и что именно по вине этого гена у них не происходит какой-то ферментативной метаболической реакции. Неспособность осуществлять эту реакцию приводит в свою очередь к накоплению и выделению субстрата, который в норме разрушился бы в результате этой реакции. Случаи наследуемой неспособности осуществлять контролируемые генами ферментативные реакции Гаррод назвал врожденными ошибками метаболизма . Однако идеи Гаррода, как и идеи Менделя, по-видимому, [c.113]

Доказательство применимости первого закона термодинамики к метаболизму в животном организме осуществляется непосредственными калориметрическими измерениями. С этой целью сравнивают теплоту окисления питательных веществ внутри и вне организма. В последнем случае АЯ определяется в калориметре. Внутри организма окисление питательного вещества контролируется по дыхательному коэффициенту и азоту мочи. Количество любого питательного вещества (жира, углевода, протеина) может быть подсчитано по образованию углекислого газа, поглощению кислорода и выделению азота. Теплота, выделяющаяся из организма, определяется калориметрически и сравнивается с теплотой, найденной путем подсчета по окислению веществ. Так как наблюдаемая и подсчитанная теплоты обычно совпадают в пределах экспериментальной ошибки, то это служит доказательством, что первый закон применим к жизненным процессам. [c.124]

Внутригенная комплементация Врожденные ошибки метаболизма Вторичная структура [c.31]

При анализе конкретной обстановки большинство авторов выделяют главным образом 2 звена цепи концентрацию загрязнителя в среде и концентрацию его в организме (растений, животных, иногда в тканях человека). Не представляется возможным останавливаться на нерешенных вопросах этой глобальной проблемы. Коротко можно лишь заключить, что экологи, как правило, не прослеживают зависимость миграции, аккумуляции или дискриминации веществ в пищевых цепях от доз (концентраций). Можно отметить ту же ошибку, которая допускается при исследовании комбинированного действия веществ, когда закономерности, наблюдаемые на смертельных уровнях воздействия, безоговорочно переносили на низкие уровни воздействия. Несомненно, миграция веществ в пищевых цепях, их превращения зависят от их действующих масс. Относительно низкие уровни загрязнений для того или иного вида живых организмов, вероятао, стимулируют аккумуляцию и метаболизм, высокие— тормозят. В каком-то диапазоне концентрации яда во внешней среде (каждое низлежащее [c.294]

Врожденные ошибки метаболизма по Гэрроду [c.10]

Врожденные ошибки метаболизма. Чтобы обнаружить врожденные ошибки метаболизма, необходимо провести анализ ферментных систем клеток плода. Перечень таких состояний приведен в табл. [c.159]

Анализ нарушений процесса, вызванных специфическими болезнями (врожденные ошибки метаболизма, рак и т.д.). [c.18]

В этом разделе речь пойдет о превращениях углеродного скелета обычных L-аминокислот в амфиболические интермедиаты, а также о метаболических заболеваниях—так называемых врожденных ошибках метаболизма , которые связаны с соответствующими катаболическими путями. [c.317]

Врожденные ошибки метаболизма [c.278]

Сейчас известно уже несколько такого рода нарушений, называемых молекулярными болезнями [188] причина таких заболеваний заключается в наследуемой ошибке в строении молекулы ДНК. Некоторые из них приводят к нарушениям обмена веществ, так как сопровождаются синтезом поврежденных ферментов, которые не могут обеспечить правильного протекания какого-то метаболического процесса. Приведенная концепция была предсказана в 1909 г. Гэрродом, когда он опубликовал свою ставшую ныне классической книгу Врожденные ошибки метаболизма . [c.283]

Химические и биохимические методы трудно приспособить для непрерывного наблюдения за скоростью фотосинтеза, поэтому физикохимические методы давно привлекали внимание исследователей в этом отношении. В современных количественных исследованиях процессов метаболизма манометрические измерения приобрели преобладающее значение. Биохимики нашли, что почти каждая биохимическая реакция может проводиться таким образом, чтобы происходило поглощение или выделение газа, и это часто дает наилучший способ для измерения ее скорости. Реакции гемоглобина с кислородом и окисью углерода были первыми, для которых этот метод был разработан Холдейном и Баркрофтом затем он был применен для изучения дыхания и фотосинтеза. Со времен Сакса [3] получил известность и широкое распространение приближенный метод измерения объема выделенного кислорода путем подсчета пузырьков . В спокойном растворе с определенным поверхностным натяжением пузырьки газа, отделяющиеся от листьев, имеют приблизительно одинаковую величину, так что скорость образования газа может быть вычислена путем умножения числа пузырьков, образующихся в единицу времени, на объем одиночного пузырька. Этот метод прост и чувствителен, но явно чреват ошибками, вызываемыми различием в смачиваемости листовой поверхности, слиянием мелких пузырьков в крупные, влиянием конвекционных токов или размешивания на размер пузырьков и подобными осложнениями. Многие авторы [15, 21, 29, 35, 45] старались усовершенствовать этот метод и сделать подсчет пузырьков автоматическим. Обсуждение этих попыток можно найти в книге Спёра [40]. Важное возражение против этого метода было выдвинуто Гесснером [63] пузырьки постоянного размера могут образовываться только в спокойной воде, в которой фотосинтезирующее растение окружается вскоре слоем воды со щелочной реакцией, с малым содержанием углекислоты и пересыщенной кислородом, а каждый из этих трех факторов может сильно влиять на скорость фотосинтеза. [c.255]

Идея о том, что действие мутационных факторов опосредовано ферментами, возникла почти одновременно с возрождением генетики. В работах, проведенных с 1902 по 1908 г., Геррод (Garrod) высказал мнение, что болезнь человека-алкаптонурия-обусловлена нарушением какой-то метаболической реакции, катализируемой ферментом. Его фраза- врожденные ошибки метаболизма - заключает в себе концепцию, согласно которой генетический дефект может привести к нарушению определенного метаболического процесса, обусловливая тем самым наблюдаемый фенотип. В последующие три десятилетия накопились примеры влияния специфических мутаций на определенные биохимические реакции. Основная трудность исследований этого периода состояла в том, что приходилось довольствоваться случайно отобранными мутациями, не всегда пригодными ДJiя биохимического изучения. [c.17]

Гэррод назвал эти наследственные биохимические аномалии врожденными ошибками метаболизма. Ему удалось сделать свои открытия благодаря осознанию того обстоятельства, что метаболический блок можно идентифицировать по накоплению в организме вещества, которое образуется на стадии, предшествующей этому блоку. В дальнейшем использование этого простого принципа сыграло важнейшую роль в изучении многочисленных метаболических процессов. [c.11]

Редко встречающиеся качественные отклонения от нормы. Эта категория охватывает большинство наследственных заболеваний. Нанример, индивид либо имеет нормальную пигментацию, либо утратил кожный пигмент (альбинизм). Если выражение признака можно оценить количественно, например измерить уровень метаболитов крови или мочи, то распределение фенотипических значений имеет две моды. Результаты подобного рода позволяют заподозрить наличие ферментативного дефекта и, возможно, даже идентифицировать соответствующий ген. Примерами могут служить повышенное выделение гомо-гентизиновой кислоты в моче больных ал-каптонурией (врожденная ошибка метаболизма по Гэрроду) или повышенное содержание фенилаланина в сыворотке крови больных фенилкетонурией (рис. 3.46). Эти признаки редкие, и когда их подвергают детальному анализу, клинически сходные заболевания с одинаковым типом наследования часто оказываются генетически гетерогенными. Каковы критерии гетерогенности [c.232]

Дефекты ферментных систем, которые приводят к умственной отсталости (рис. 8.22). Многие из известных дефектов ферментных систем у человека приводят к умственной отсталости и другим аномальным проявлениям. Человеческий мозг особенно чувствителен к разного рода нарушениям метаболизма (табл. 8.15), однако для понимания нормальной работы мозга эти наблюдения до сих пор дали очень мало. Вполне вероятно, например, что нервные клетки не могут полноценно работать, если они перенаселены промежуточными метаболитами типа тех, которые обнаружены при мукополисахаридозах [1240] или муколипи-дозах. По-видимому, развитие и деятельность мозга особенно чувствительны к изменениям биохимической среды. Врожденные ошибки метаболизма могут приводить [c.106]

Диагноз раннего слабоумия по Крепелину (названного впоследствии Блейлером шизофренией) в свете такой концептуальной модели основывался на комбинации рада клинических симптомов с постепенным ухудшением состояния больного, выявляемым при длительном наблюдении. Это диагностическое понятие безоговорочно подразумевало одну главную общую причину. Генетики интуитивно симпатизируют такой идее, потому что их идеальное представление о болезнях базируется на врожденных ошибках метаболизма Гэррода РЯ или, еще конкретнее, на гемоглобинопатиях, где одна специфическая мутация определяет одно отклонение в белке, которое ведет к одной характерной болезни Мыслящие психиатры, такие, как Джаспер или Блейлер, понимали, что слишком прямолинейное применение такой модели к этой группе заболеваний может привести к ложным заключениям. Однако крепелиновское представление о болезни оказалось удивительно живучим. Его не поколебали открытия последующих десятилетий. Выяснилось, что у многих больных не наблюдается ухудшения, а значительная часть случаев ухудшения (но не все) представляет собой артефакт, вызванный долговременной госпитализацией 1Щ. Сохранение этого диагностического понятия было обеспечено, по крайней мере отчасти, интересной стратегией всякий раз, когда характерные для шизофрении симптомы наблюдались вместе с признаками органического заболевания, от диагноза шизофрении воздерживались и вместо него ставили такой диагноз, как шизофреническая реакция . Когда все больные с шизофреническими симптомами, проявлявшие вдобавок признаки определенного органического заболевания, были исключены, осталась группа болезней, для которых не смогли обнаружить специфических причинньк факторов. [c.131]

Феномен старения и смерти живого организма предопределен биологически и обеспечивает общее эволюционное развитие живой природы. В соответствии с законом естественного отбора в ходе эволюции не только расширяются метаболические (трофические) связи живых систем с окружающей средой, но и увеличивается информационное содержание этих связей. Информационное обеспечение в свою очередь повышает надежность функционирования каждого живого организма и его соответствие окружающей среде на данном этапе эволюции (Шмальгаузен, 1961). Таким образом, изменчивость, вариабельность, накопление новых биологических свойств позволяют живым системам приспосабливаться к изменениям окружающей среды, однако трансляция этих изменений в последующие поколения строго Офаничена консерватизмом генетического аппарата. Старение организма определяется понижением информационной надежности генетического аппарата живых клеток в результате накопления ошибок при репликации ДНК и транскрипции генетической информации, что в свою очередь приводит к ошибкам при синтезе и процессинге полипептидов и белков (Бриллюэн, 1966 Сьяксте, Будылин, 1992). Стратегия биологической эволюции заключается в том, что организм, в котором накопление молекулярных дефектов генетического аппарата достигло критического уровня, изымается из популяции. Иными словами, наряду с этапами зачатия, роста и развития организма старение является эндогенно обусловленным, т. е. естественным, терминальным этапом. Оно начинается периодом стабилизации жизненных функций, угасанием репродуктивного потенциала, постепенным замедлением метаболизма и завершается периодом снижения активности и отмиранием отдельных клеточных систем и тканей. Отказ одних систем организма, как пра- [c.159]

В 1902 г. А. Гаррод начал публикации о врожденных аномалиях метаболизма у человека. Одна из его работ носила название Врожденные ошибки метаболизма (1909). Сейчас известно более 100 видов метаболических аномалий у человека, наследующихся по менделевской моногибридной схеме, например галакто-земия или фенилкетонурия (с. 20). [c.31]

Болезни обмена веществ человека с позиций генетики стали предметом изучения уже в начале нашего столетия. Напомним исследования А. Гаррода, начатые им в 1902 г., по врожденным ошибкам метаболизма. Пример наследственных заболеваний, причиной которых являются генные мутации, блокирующие обмен фенилаланина на разных стадиях, показаны на рис. 20.10. Самая безобидная из этих болезней — альбинизм (встречающаяся с частотой от 1 10 000 до 1 200 000) выражается в повышенной чувствительности к солнечному свету из-за отсутствия кожных пигментов, а также в седине и дефектах зрения. [c.513]

На основании этих результатов Olden и соавт. (1979) предположили, что преимущественная токсичность туникамицина для трансформированных клеток обусловлена ингибированием гликозилирования, а наблюдаемая селективность препаратов может являться результатом различной чувствительности нормальных и трансформированных клеток к снижению метаболизма глюкозы и транспорту питательных веществ. Однако отсутствие теста на опухолеобразование используемых линий и возможная ошибка при классификации линии ЗТЗ как нормальной позволяют сомневаться в справедливости этих выводов. [c.110]

Таблица 31.2. Врожденные ошибки метаболизма серусодержаших аминокислот

Биохимическая изменчивость человека Врожденные ошибки метаболизма А.Гаррод [c.8]

Наследственное многообразие человека — результат длительной эволюции живой материи. При этом надо иметь в виду особенности эволюции человека как биологического и социального существа. У человека как социального существа естественный отбор со временем протекал всё в более специфических формах, что, безусловно, расширяло наследственное разнообразие популяций. Сохранялось то, что могло отметаться у животных, или, наоборот, терялось то, что нужно животным. Например, более полноценное обеспечение себя пищей и возможность удовлетворять потребность в витамине С позволили человеку в процессе эволюции утерять ген Ь-гулонолактоноксилазы, катализирующей у животных синтез аскорбиноюй кислоты. Наличие этого гена у животных страхует их от развития цинги, а человек из-за такой всеобщей врождённой ошибки метаболизма подвержен авитаминозу С. В процессе эволюции человек приобретал и нежелательные признаки, имеющие прямое отношение к патологии человека. Большинство видов животных невосприимчиво к диф- [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология