Молекулярные механизмы индукции

Как известно, специфическая структура каждого белка-фермента определяется геном, т. е. специфической молекулярной структурой ДНК в соответствующем участке хромосомы. В настоящее время предложен механизм регуляции биосинтеза белков-ферментов, основанный на явлениях индукции и репрессии (см. кн. I, стр. 490). [c.437]

Биохимические функции. Высокая гидрофобность Т3 и является основанием для действия их по цитозольному механизму. Оказалось, что рецепторы тиреоидных гормонов в основном находятся в ядре и образованные гор-мон-рецепторные комплексы, взаимодействуя с ДНК, изменяют функциональную активность некоторых участков генома. Результатом действия Т3 и Т4 является индукция процессов транскрипции и, как следствие, биосинтез многих белков. Эти молекулярные механизмы лежат в основе влияния тире-оидньгх гормонов на многие обменные процессы в организме. Тиреоидные гормоны обладают выраженным анаболическим действием, важным проявлением которого является повышение поглощения кислорода тканями организма, а также повышение эффективности Ка /К -АТФ-азного насоса. Гормоны щитовидной железы участвуют в регуляции обмена липидов, в частности холестерина, углеводов, а также водно-солевого обмена. Гипертиреоз проявляется в патологической интенсификации основного обмена, гипертонии, тахикардии. Это происходит на фоне гипергликемии, глюкозурии в условиях отрицательного азотистого баланса. Гипофункция щитовидной железы проявляется в резком снижении скорости метаболических процессов, гипотонии и брадикардии. Врожденный гипотиреоз приводит к замедлению умственного развития в результате поражения ЦНС. Приобретенный гипотиреоз может [c.152]

Молекулярный механизм транспозиции. может быть различным у разных мобильных эле.ментов, поэто.му лучше всего рассмотреть его на конкретных примерах. Достаточно изучен в этом отношении бактериофаг Ми, являющийся, по сути дела, необычным транспозо-ном. Этот умеренный бактериофаг встраивается в произвольный, участок хромосомы бактерии-хозяина. Если происходит индукция профага и начинается его вегетативное развитие, то он размножается,, не вырезаясь из хромосомы, за счет повторных актов репликативной транспозиции. Вырезание фаговой ДНК из бактериальной происходит лишь при упаковке в фаговые частицы, когда репликация уже прошла. При репликации фага Ми транспозиция происходит с очень высокой частотой, поэтому именно эта система изучена, лучше других. [c.115]

Наглядное представление о возможных молекулярных механизмах индукции внеклеточным индуктором дает рис. 3.7. [c.61]

Приведенные выще примеры иллюстрируют репрессию конечным продуктом по принципу обратной связи, характерную для процессов биосинтеза в бактериях. Сходное явление—катаболитная репрессия— состоит в том, что одно из промежуточных соединений в цепочке катаболических ферментативных реакций репрессирует синтез катаболических ферментов. Оно было впервые обнаружено при изучении культуры Е. соИ, растущей на среде, которая содержит в качестве источника углерода не глюкозу, а другое соединение (X). Добавление глюкозы репрессировало синтез ферментов, участвующих в катаболизме X. Это явление вначале называли эффект глюкозы , но потом обнаружилось, что сходные эффекты могут вызывать и другие окисляемые питательные вещества поэтому был предложен термин катаболитная репрессия . Катаболитная репрессия осуществляется при участии сАМР. Молекулярные механизмы индукции, репрессии и дерепрессии осуждаются в гл. 41. [c.101]

Ферритин-это белок, который во многих тканях служит для запасания железа. В присутствии железа синтез ферритина повышается почти в два раза. Вы хотите изучить молекулярные механизмы индукции синтеза ферритина. В особенности вас интересует, на каком уровне осуществляется контроль во время транскрипции или после нее. [c.181]

Молекулярные механизмы индукции [c.178]

НЕЙРАЛЬНАЯ ИНДУКЦИЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЯ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ [c.63]

Установлено, что реакция окисления хлорида Т1(П1) молекулярным кислородом в водно-спиртовых подкисленных растворах при температурах, близких к комнатным, индуцирует сопряженное окисление спиртов (аллилового, пропаргилового и этилового). Фактор индукции лежит в пределах 0,5—1,0. Среди возможных продуктов окисления аллилового спирта хроматографическим путем идентифицированы акролеин и глицерин. Предложена схема возможного механизма реакции окисления хлорида ТЦП ) [c.321]

Участие свободных радикалов в процессах окисления органических веществ, в частности углеводородов, молекулярным кислородом исследовано и обсуждалось в литературе значительно меньше, чем их роль при термической диссоциации различных соединений. В особенности это относится к низкотемпературному окислению. При изучении окисления метана на свету в присутствии хлора [117] найдено, что реакцию вызывает возбужденный хлор. Высокий квантовый выход (от 80 до 800) и наличие периода индукции указывают на цепной механизм. В реакционной смеси удалось идентифицировать перекиси в качестве промежуточных, продуктов. В связи с этим авторы считают, что схему реакции можно построить как для чистого окисления. [c.39]

Понятие ферментная система находит свое выражение также на уровне генетического аппарата клетки. Согласно современным представлениям специфическая структура каждого белка-фермента определяется (детерминируется) отдельным геном, т. е. специфической молекулярной структурой ДНК в соответствующем участке хромосомы. В настоящее время существует стройная система представлений о механизме регуляции синтеза ферментов в клетках, созданная на основании изучения явлений индукции и репрессии и представлений о механизме белкового синтеза. [c.159]

Известен и хорошо изучен ген, контролирующий синтез -галак-тозиднермеазы, локализованной в 1ас-опероне хромосомы Е. соИ. При индукции -галактозидпермеазы одновременно происходит синтез -галактозидазы, расщепляющей лактозу на глюкозу и галактозу. Молекулярный механизм этого явления изложен в теме 15. [c.66]

Основное соотношение (II) для выбора движущих сил непосредственно вытекает из принципа возрастания молекулярной электрокинетической энергии за счет уменьшения молекулярной электропотенциальной энергии в неравновесных процессах (в состоянии равновесия выполняется закон равномерного распределения энергии). По электрокинетической теории вещества любой процесс переноса может быть количественно описан с помощью молекулярного обмена электромагнитной энергией. При этом изменение молекулярной э.д.с. индукции, которое может быть принято в качестве потенциала переноса, пропорционально скорости возрастания энтропии (термодинамическая температура пропорциональна статистически усредненной молекулярной э.д.с.). Таким образом, взаимосвязь между отдельными видами переноса непосредственно вытекает из молекулярного механизма обмена. [c.11]

Рассмотренный выше материал свидетельствует о том, что фотодеструктивные реакции в ДНК индуцируются не только коротковолновым, но и длинноволновым УФ-излучением. Поскольку большинство биологических систем подвергается действию солнечного света, необходимо детально исследовать молекулярные механизмы биологических эффектов длинноволнового УФ. Это тем более важно, что длинноволновое УФ-излучение является эффективным в индукции эритемы и рака кожи человека и животных, особенно при его комбинированном действии со средневолновым УФ (290-320 нм), приводящем к синергическим эффектам. [c.447]

В многочисленных экспериментах показано, что, как и для других генетических эффектов (мутация, индукция профага), зависимость частоты рекомбинации от дозы ультрафиолетового света описывается куполообразной кривой с максимумом. Подобная зависимость Kogee всего отражает наложение двух одноударных процессов активацию хромосомы (F+) мужской клетки при включении в нее половой эписомы (интеграция) и предотвращение переноса активированной хромосомы. Ингибирование переноса хромосомы донора к акцептору является следствием либо прямых, либо косвенных разрывов полинуклеотидной цепи, возникающих при темновой репарации. Молекулярные механизмы активации хромосомы (F+), приводящей к увеличению частоты рекомбинаций, не выяснены. Предполагается, что этому способствуют однонитевые разрывы ДНК половой эписомы. Увеличение частоты рекомбинаций наблюдается только у штаммов с неинтегрированной половой эписомой. У остальных штаммов рекомбинация подавляется по одноударному механизму в результате торможения переноса ДНК. [c.312]

Решающее значение для возникновения молекулярной эндокринологии имело выяснение механизмов индукции и репрессии синтеза белка, роли циклических нуклеотидов, способов функционпрования ионных каналов и насосов . Важную роль сыграло также появление методов изучения взаимодействия лигандов с рецептором, выделение некоторых рецепторов в виде индивидуальных белков. Выяснение роли и структуры гормонов гипоталамуса и гипофиза, открытие многочисленных пептидов мозга, обнаружение новых рецепторов, через которые осуществляется действие иа организм не только гормонов, но и некоторых лекарственных препаратов и наркотиков, привело к необходимости интегрировать эти знания, объединить усилия ученых разных специальностей, привлечь методы смежных наук. Появилась также реальная возможность перейти от оценки. физиологических эффектов к выяснению первичных процессов, молекулярных механизмов действия гормонов и нейромедиаторов. [c.9]

Итак, какое же состояние популяции можно считать стрессом У клетки это ее особое состояние повышенной резистентности, служащее первой фазой фенотипического приспособительного процесса. В результате стресса в фенотипе клетки проявляются признаки, заложенные в генотипе, пробувдаются (экспрессируются) "спящие" гены. Видимым изображением их деятельности являются индукция синтеза адаптивных ферментов, модификации и др., т.е. ненасле-дуемые структурно-функциональные изменения. Молекулярный механизм появления последних был разработан Ф. Жакобом и Ж. Мано. Названные изменения возникают в клетке при уровне возмущающего воздействия, который соответствует первому максимуму чувствительности (и несколько выше) дозовой кривой реагирования живой системы (рис. 20). В этих условиях вероятность появления новых мутантных форм, изменение генофонда популяции крайне мала. [c.135]

Примером регуляции путем репрессии синтеза может служить гистидиновый оперон бактерий Salmonella typhimurium. Этот оперон содержит 10 структурных генов, кодирующих 10 ферментов, необходимых для синтеза гистидина. Ферменты образуются только в том случае, когда в среде нет готового гистидина и клетки вынуждены сами синтезировать его из других веществ добавление гистидина в среду прекращает синтез ферментов. Несмотря на противоположный результат индукции и репрессии синтеза белков, их молекулярные механизмы очень сходны. В действии гистидинового оперона легко разобраться, если на рис. 4.22 вместо в присутствии лактозы поставить в отсутствие гистидина , вместо в отсутствие лактозы — в ирису ствии гистидина и вместо 3 структурных генов лак-тозного оперона — 10 структурных генов, кодирующих ферменты для синтеза гистидина. [c.143]

Предложенный Н. Н. Семеновым механизм вырожденно-разветвленных ценных реакций делает понятным наличие у них длительного периода индукции. Этот факт получает свое объяснение в том, что вырожденное разветвление может довести скорость реакции до измеримых величин только по мере постепенного накопления молекулярного промежуточного продукта, ответственного за разветвление. Накопление же этих начальных количеств промежуточного продукта происходит практически путем еще неразветвленных цепей, зарождение которых обязано не реакции раьвет-вления, протекающей относительно легко, а гораздо более трудной, а потому и очень медленной реакции исходных веществ (для окисления углеводородов, например, такой RH Н- Oj- R + НО2). Отсюда и большая длительность периода индукции. [c.58]

Н. Н. Семенова (распада промежуточного молекулярного продукта), сделали попытку расшифровать их прн помощи механизма разветвления Льюиса и Эльбе. К этим фактам относятся, во-первых, очень большая длительность периодов индукции, не согласующаяся с соотношением <рт = = onst (см. стр. 58), и, во-вторых, наличие светового последействия при фотохимическом сенсибилизированном бромом окислении пропана [52, 53]. [c.344]

Исследование возможностей появления предельных циклов и диссипативных пространственных структур в биохимических реакциях представляет несомненный интерес. Осцилляции в жнвых системах возникают на разных уровнях они имеют различные свойства и широкий диапазон частот. Например, осцилляции могут происходить на молекулярном уровне (осцилляции концентраций метаболитов в ферментативных реакциях), на клеточном уровне (тогда они могут быть связаны с механизмами генетической индукции и репрессии, описанными Жакобом, Моно и Гудвином [62]) или на надклеточном уровне (циркадные ритмы). Последние явления имеют большие периоды и, вероятно, не сводятся только к химическим эффектам. [c.240]

Оксидазы со смешанной функцией катализируют введение одного атома молекулы кислорода в органическую молекулу RH с образованием окисленного продукта ROH. Второй атом кислорода восстанавливается до воды. Второй субстрат [кофер-мент, обычно NAD(P)H] используется при этом в качестве донора электронов. Вся система представляет собой небольшую электронтранспортную цепь, включающую флавопротеин и цитохром Р450, который принимает электроны от восстановленного флавина в две одноэлектронные стадии и передает эти электроны на молекулярный кислород. Субстрат RH в ходе реакции, по-видимому, связывается с цитохромом Р450. Возможный механизм этой реакции приведен на рис. 5.13. Характерно, что такое гидроксилирование протекает с сохранением конфигурации. Примерами реакций, катализируемых оксидазами со смешанной функцией, могут служить гидроксилирование стероидов в мик-росомах печени, а также гидроксилирование лекарственных препаратов (детоксикация). Индукция цитохрома Р450 происходит под влиянием многих чужеродных органических соединений. [c.181]

Ионы переходных металлов в таком состоянии являются чрезвычайно реакционноспособными [16], Поэтому при удалении последних молекул связанной воды и гидроксильных групп из координационно-ненасыщенного иона (структура ) энергетически более выгодно отщепление кислорода у лигандов по схеме (б), чем образование структур Если предложенный механизм "валентной индукции" верен, то последняя должна наблюдаться и в отсутствие молекулярного кислорода (при вакуумной дегидратации системы). Действительно, откачка при 20°С до тор с последующим подъемом темпе- [c.77]

Однако существуют другие пути разветвления, так называемые вырожденные разветвления в результате цепных химических реакций могут образоваться активные центры не только в виде отдельных атомов или радикалов, а в форме неустойчивых соединений типа перекисей или гидроперекисей. Эти молекулы, время жизни которых измеряется минутами или даже часами, легко могут взаимодействовать с исходными веществами, в результате чего образуются радикалы. Таким образом, цепи начинаются не от активных центров данной цепи, а от непрочных промежуточных молекулярных продуктов. Получается картина, напоминающая реакцию кислородо-водород-ной смеси (нижний и верхний пределы взрыва, период индукции и т. д.), но процесс происходит значительно Л1едленнее и по несколько иному механизму. [c.53]

Перекисная теория лучше согласуется с экспериментальными фактами, чем другие теории, предложенные в разное время для описания химической стороны механизма реакций окисления молекулярным кислородом (теории гидроксилирования, дегидрирования, альдегидная). Однако одной этой теории недостаточно для объяснения некоторых особенностей, присущих явлениям автоокиеления — существования периода индукции, предшествующего видимой реакции чрезвычайно резкого влияния, порой ничтожных следов посторонних примесей, на скорость процесса, явления отрицательного катализа. [c.163]

Бёзекен предложил для объяснения катализа теорию молекулярной деформации . Образование катализатором промежуточного продукта с одним из реагирующих веществ он считает, основываясь на экспериментах, очень мало вероятным. Если даже такие промежуточные вещества создаются, то механизм их образования остается неясным. По его представлениям, катализ является скорее физическим, чем химическим явлением при столкновении катализатора с молекулой реагирующего вещества активность последней возрастает, и это повышение активности он связывает с ее деформацией. Катализаторы, имеющие обычно полярный характер, окружены некоторым силовым полем, которое вследствие своего рода индукции вызывает поляризацию в тех частицах, которые оказываются в границах его влияния. И во всех последующих столкновениях этих частиц проявляется то, что они в большей или меньшей степени поляризованы. Отри- [c.191]

Конечно, совсем по-иному должно обстоять дело с конститутивными ферментами, разлагающими глюкозу. Эта ферментная система работает очень интенсивно, и концентрация ферментов должна здесь постоянно поддерживаться на очень высоком уровне. Тем не менее она не бывает слишком высокой. Возможности регуляции здесь следующие. Во-первых, индуктор и корепрессор могут быть родственны друг другу, т. е. либо индуктор возникает из корепрессора (или наоборот), либо индуктор и корепрессор образуются одновременно, на одной предшествующей стадии. Во-вторых, между индуктором и корепрессором может устанавливаться постоянное количественное соотношение (нечто подобное известно в органической химии), которое как раз таково, чтобы отдача информации опероном все время держалась на постоянном (высоком) уровне. Однако все это, собственно говоря, домыслы, лишенные экспериментального подтверждения. Возможно, в действительности все выглядит совершенно иначе. Но одно кажется совершенно ясным наше разделение ферментов на регулируемые и нерегулируемые (конститутивные) не вполне правильно. Лучше было бы говорить о ферментах, концентрация которых стабильно поддерживается на каком-то постоянном, весьма низком (нанример, ферменты биосинтеза коферментов) или высоком уровне (например, ферменты разложения глюкозы), и о ферментах, концентрация которых может сильно варьировать, т. е. быть очень высокой или нулевой в зависимости от требований (синтез аминокислот — регуляция посредством репрессии распад лактозы — регуляция посредством индукции). Поскольку нам важно, чтобы читатель хорошо усвоил принцип регуляции, попробуем кратко резюмировать все то, что мы рассказали. Итак, регуляция осуществляется посредством репрессоров, имеющих двойную (аллостерия) специфичность во-нервых, в отношении генов-операторов, находящихся в геноме, и, во-вторых, в отношении определенных малых молекул (корепрес-соров или индукторов), находящихся в цитоплазме. К. Брэш в своей книге Классическая и молекулярная генетика так хорошо описал все эти механизмы, что лучше всего привести здесь его собственные слова [c.287]

Наиболее подробно изучен механизм окисления полипропилена в твердой фазе (М. Б. Нейман, 1964). Он сводится в основном к ценным процессам окисления с последуюш,им распадом макромолекул. Инициированные под внешним воздействием радикалы К в полимере могут присоединять кислород с образованием перекисных радикалов КО . Последние, взаимодействуя с водородом любой молекулы, переходят в гидроперекиси КООН. Поглош,епие кислорода полимером протекает вначале с очень незначительной скоростью. Этот промежуток времени условно называют периодом индукцпи. В процессе периода индукции в полимере накапливаются первые продукты окисления — гидроперекиси. Обычно физико-механиче-ские свойства и молекулярный вес полимера в течение периода индукции изменяются очень незначительно. Присутствие воды сокращает период индукции. Это было подтверждено в эксперименте В. Б. Миллером и соавторами (1959). Предварительное выдерживание полипропилена на прямом солнечном свету около 5 ч не привело к сокращению времени индукции в присутствии же паров воды этот период сократился приблизительно на 20%. [c.48]

При исследовании низкотемпературного окисления полипропилена было показано, что наиболее чувствительным к изменению молекулярной подвижности является процесс гибели пероксидных радикалов скорость инициирования и скорость поглощения кислорода изменяются при увеличении молекулярной подвижности, значительно слабее [22]. Различие в чувствительности отдельных стадий процесса окисления изотактического полипропилена к изменению молекулярной подвижности, по-видимому, связано с особенностями механизма этих стадий. Ориентационная вытяжка пленок изотактического полипропилена так же как переход от мелко- к круп-носферолитной структуре изотропных образцов приводит к заметному увеличению периода индукции окисления полимера. Нагревание предварительно ориентированных образцов при температурах, близких к плавлению, сопровождается сокращением индукционного периода до значений, характерных для изотропных образцов. Обобщение экспериментальных результатов подобного рода позволило предложить схему цепного окисления изотактического полипропилена, а также высказать соображения о возможности структурного ингибирования реак- [c.67]

Исследования радиационного окисления в Советском Союзе привлекали значительное внимание и проводились с 1949 г. главным образом Н. А. Бах с сотрудниками в ИФХ, ИЭЛ и МГУ. В работах, опубликованных в 1955 г. [155, 156], было впервые показано, что при действии излучения на жидкие углеводороды различного строения в присутствии молекулярного кислорода уже при комнатной температуре образуются перекиси, карбонильные соединения и кислоты, выход которых зависит от природы углеводорода и условий облучения. В дальнейших исследованиях на примерах радиационного окисления н.гептана [157], изооктана, метилового и изопропилового спиртов и диизопропилового эфира [158] установлено, что в зависимости от температуры процесс окисления может развиваться различно. Наблюдаются три температурные области, характеризующие различия в механизмах протекающих процессов. Первая (истинно радиационная область) связана с низкими температурами, при которых протекают практически без температурной зависимости нецепные процессы, тре-буюш ие определенной энергии активации. Мощность дозы на выходы не влияет. Вторая (радиационнотермическая область) охватывает интервал средних температур (приблизительно до 100° С). Для нее характерны развитие неразветвленных цепных процессов, рост выходов продуктов окисления с повышением температуры и понижением выходов с повышением мощности дозы, отсутствие постэффектов. Третья (терморадиационная область) выявлена при высоких температурах, при которых может происходить термическое окисление. Она характеризуется тем, что воздействие излучения сокращает период индукции термического процесса, и более высоким значением эффективной энергии активации, чем во второй области. Было показано, что в случае алканов [159, 160] действие у-пзлучения в начале индукционного периода термического окисления при 130° С существенно стимулирует развитие цепного процесса с вырожденным разветвлением. Условия перехода от первой области ко второй и соответственно от второй к третьей определяются энергией активации процессов и мощностью дозы. [c.360]

Свойства репрессоров. Репрессор — это аллостериче-ский белок. Репрессоры могут быть неактивными и могут активироваться путем взаимодействия с соответствующим корепрессором, принимая конформацию, позволяющую осуществляться реакции с оператором,— репрессия фермента. Репрессоры могут образовываться и в активной форме. Тогда действие соответствующего индуктора заключается в таком изменении молекул репрессора, при котором разрушается их связь с оператором,— индукция фермента. Г ены ферментов, синтез которых не зависит от регуляции (конститутивные ферменты), вообще не имеют репрессора, или же он биологически неактивен. Выделенные до настоящего времени репрессоры (из бактерий) представляют собой кислые белки с молекулярной массой в пределах 30 ООО... 150 ООО. В клетке одновременно присутствуют приблизительно 5—10 молекул репрессора. Репрессоры связываются только с двухцепочечной спиралью ДНК, но не с одноцепочечной, денатурированной ДНК. До сйх пор до конца не выяснен механизм распознавания репрессором соответствующего оператора. [c.388]

Будучи интегрированной с геномом клетки-хозяина, ДНК фага X сохраняется в скрытом состоянии (в виде профаха) до тех пор, пока не будет подвержена активации в результате воздействия на лизогенную клетку тех или иных ДНК-повреждаюших агентов. В ответ на такое воздействие профаг индуцируется — начинается транскрипция и трансляция фаговых генов, необходимых для вырезания фаговой ДНК из хозяйской хромосомы, ее репликации, упаковки в белковый капсид и клеточного лизиса. Это развитие запускается с помощью механизма, подобного триггерному, что соответствует варианту С на рис. 41.1. Это означает, что после акта индукции профата обратное развитие становится невозможным процесс протекает вплоть до клеточного лизиса и высвобождения новых фаговых част иц. Переключение пути развития с лизоген-ного (состояние профага) на литический (вирулентный фаг) прекрасно изучено на молекулярном и генетическом уровнях и будет далее представлено в виде парадигмы. [c.114]