biochemia 21

BIOCHÉMIA GÉNOVEJ EXPRESIE

33.1 Úvodné poznámky

  • Porozumenie:
    • génomu
    • genetickej informácii
    • mechanizmom, ktoré zabezpečujú premenu genetickej informácie do biosyntetických enzýmov, polypeptidových hormónov alebo signálnych molekúl (génová expresia)
  • Dôležitosť:
    • Kritická pre pochopenie princípov molekulárnej biológie
    • Zaujímavé aspekty:
    • Riadenie génovej expresie v čase a priestore
    • Poruchy riadenia mechanizmu a jeho dôsledky

33.2 Poznámky k biochemickým princípom

  • Základné princípy génovej expresie:
    • Predstavuje niekoľko rôznych procesov
    • Odohráva sa na úrovni transkripcie
  • Gene transkripcia:
    • Si vyžaduje prítomnosť kľúčových prvkov v okolí génu
Promótory
  • Sekvencie nukleotidov vo veľkosti asi 200 párovaných báz
  • Rozpoznávacia jednotka:
    • Signál pre potenciálnu transkripciu
  • Lokalizácia:
    • Nachádza sa na tom istom reťazci ako gén
    • Začína sa adenínom a je obklopený pyrimidínmi
    • Iniciátor: sekvencia definujúca začiatok transkripcie
    • Presná lokalizácia, málo variabilná
Enhancery
  • Skupina prvkov, ktoré regulujú úroveň transkripcie génov
  • Rozdiely od promótorov:
    • Lokalizácia je variabilnejšia
    • Podpora tkanivovo špecifickej transkripcie
Prvky odpovede
  • Sekvencie nukleotidov umožňujúce stimulom (steroidné hormóny, cAMP, IGF-1) riadiť génovú expresiu
Transkripčné faktory
  • Bielkoviny viažuce sa na DNA s špecifickou štruktúrou
  • Usporiadanie:
    • Helix-turn-helix
    • Helix-loop-helix
    • Zinc-finger
    • Leucine zipper
  • Viažú sa na špecifické sekvencie a spôsobujú variabilnú expresiu počas vývoja a v špecializovaných tkanivách
  • Iniciácia transkripcie: viazaná na transkripčné faktory
Steroidné receptory
  • Charakteristiky ako transkripčné faktory
  • Model, ktorý znázorňuje úlohu „zinc-finger“ vo väzbe na DNA
  • Proces:
    • Nadviazanie steroidného hormónu k receptoru
    • Vznik komplexu viažúceho sa na steroid response element
  • Iniciátor transkripcie:
    • Oblasť „zinc-finger“
    • Peptidová slučka s atómom zinku má tvar prsta
  • Organizácia molekuly steroidného receptora:
    • Väzbová oblasť pre DNA a hormón
Alternatívne mechanizmy regulácie génov
  • Existujú dva modely iniciácie transkripcie a génovej expresie:
    • Pre-emptive model: DNA je obalená histónovými proteínmi
    • Dynamický model: uvoľnenie histónového obalu energeticky náročným procesom
Poznámky ku génovej expresii
  • Alternatívne promótory a „prepletanie“ intrónov
  • Posttranskripčné úpravy: preferenčná aktivácia alely

33.3 Poznámky ku klinickému kontextu

  • Štúdium mechanizmov génovej expresie:
    • Hlbšie pochopenie molekulárnych mechanizmov
    • Využitie v klinickej praxi
  • Géne ako „transkripčné jednotky“
  • Všetky mechanizmy môžu byť viacnásobne aktivované
Samoregulujúci faktor
  • Koncentrácia železa pri translácii bielkovinového nosiča pre železo
Genomický imprinting
  • Rozdielna expresia alely rodičovského génu
  • Schopnosť črty byť pripísaná alele daného génu

33.4 Zapamätajte si

  • Krok pri iniciácii génovej expresie
  • Kľúčové prvky pri regulácii
  • Existencia mnohých regulácií a mechanizmov

33.5 Uvedomte si

  • Dôležité príklady:
    • Konsenzuálne nukleotidové sekvencie
    • Transkripčné jednotky
    • Rodiny génov pre steroidné receptory
    • Metylácia
    • Tkanivovo špecifická expresia
    • Genomický imprinting

33.6 Najdôležitejšie vzorce a schémy

  • Príklady transkripčných procesov:
    • Transkripcia:
    • DNK → RNK
    • Popis sekvencií:
    • Promotor ako miesto iniciácie
    • Mechanizmus splicing-u
  • Finalizácia transkripčného produktu a translácie

BIOCHÉMIA HEMOSTÁZY A TROMBÓZY

34.1 Úvodné poznámky

  • Dôležitosť cirkulácie krvi: transport plynov, živín, hormónov
  • Krvné straty zabraňujú hemostatické mechanizmy
  • Hemostáza:
    • Mechanizmy: hemodynamické, celulárne, biochemické
    • Základné procesy pri výskyte zrazenín

34.2 Poznámky k biochemickým princípom

  • Hemostáza: zastavenie krvácania
    • Efektívna funkcia ciev, doštičiek, koagulačných faktorov
  • Poranenie ciev:
    • Tvorba primárnej zátky trombocytmi
    • Stabilizácia vláknami fibrínu → sekundárna zátka
Štruktúra cievnej steny
  • Zložky:
    • Endotel
    • Intima
    • Média
    • Adventícia
  • Funkcie trombocytov pri hemostáze
Koagulačné faktory
  • Procesy v krvi vytvárajú sekundárnej zátky
  • Tri základné cesty koagulácie:
    • Intrinsická cesta: bez extrinsických faktorov
    • Extrinsická cesta: zapojenie tkanivového faktora
    • Spoločná cesta: nasledovanie oboch predchádzajúcich
Inhibítory koagulácie
  • Antitrombín: proteín zopečený v pečeni
  • Proteín C: vitamín K dependentný proteín
  • Tkanivový faktor: inhibičný proteín syntetizovaný v endoteli
  • Fibrinolytický systém limitujúci nadmernú tvorbu fibrínu

34.3 Poznámky ku klinickému kontextu

  • Aktivačný tromboplastínový čas hodnotí intrinsickú cestu
  • Protrombínový čas hodnotí extrinsickú cestu
  • Trombínový čas hodnotí spoločnú cestu
  • Hemofília A: chýbanie faktora VIII
Kongenitálne defekty
  • Význam heparínu a jeho doplnkov pri trombóze

34.4 Zapamätajte si

  • Hemostáza: procesy, ktoré chránia organizmus
  • Laboratórne vyšetrenia a testovanie koagulačných faktorov
  • Zrazeniny a ich odbúravanie systémom fibrinolýzy

34.5 Uvedomte si

  • Dôležité príklady hemostázy a trombózy pre klinickú prax

34.6 Najdôležitejšie vzorce a schémy

  • Koagulačná kaskáda
  • Schematický prehľad hemostázy
  • Zloženie trombocytárnych a fibrínových zátok
  • Fibrinolýza a jej mechanizmy