Ферментативна реакція Біологія

20.02.2017

Мітка: ферментативна реакція

Зв’язок між генами і ферментами

Якщо кожен ген визначає утворення специфічного ферменту, то яким чином присутність або відсутність цього ферменту може впливати на розвиток певної ознаки? Вираз будь-якого структурного або функціонального ознаки являє собою результат хімічних реакцій (можливо, дуже багатьох), що протікають послідовно, так що продукт кожної попередньої реакції служить субстратом для подальшої: А — Б — В — Р. В більшості випадків темна забарвлення шерсті у ссавців залежить від пігменту меланіну (Г), що утворюється з ДОФА — діоксіфенілаланін (В), який в свою чергу утворюється з тирозину (Б) і фенілаланіну (А). Кожна з цих реакцій контролюється певним ферментом; наприклад, перетворення ДОФА в меланін відбувається за участю ДОФА-оксидази. Альбінізм, який характеризується відсутністю меланіну, є результатом відсутності тирозинази — ферменту, що перетворює тирозин в ДОФА. Ген альбінізму a не продукує фермент тирозиназу, тоді як його нормальний алель A продукує її.

Перші спроби встановити зв’язок між дією гена і певною ферментативною реакцією були зроблені при вивченні успадкування забарвлення квіток, так як їх специфічні пігменти можна виділити і дослідити. Такий же зв’язок між специфічними генами і специфічними ферментативними реакціями в синтезі пігментів можна було встановити, вивчаючи успадкування забарвлення шерсті у ссавців і очей у комах. Великі успіхи в цій області були зроблені в 1941 році, коли Дж. Бідл і Е. Татум почали вивчати мутації цвілевого гриба нейроспоры, так чи інакше порушують нормальний перебіг синтезу речовин, необхідних для росту цього гриба. Звичайна нейроспора («дикий тип») потребує в якості вихідного матеріалу лише в цукрі, солі, неорганічному азоті і біотин. Суміш цих речовин служить так званої мінімальної середовищем для нейроспоры дикого типу. Опромінення конідій (гаплоидных безстатевих спір) рентгенівськими або ультрафіолетовими променями призводить до появи численних мутацій. Після опромінення цвіль поміщають на повну середу — дріжджовий екстракт, що містить усі відомі амінокислоти, вітаміни, пурини, пиримидины і т. п. На ній кожен мутант із зміненими харчовими потребами може жити і розмножуватися. Потім деяка кількість опромінених нейроспор поміщають на мінімальну середу. Якщо вони не здатні на ній зростати, то це означає, що відбулася мутація, що порушила синтез якоїсь речовини, необхідного для росту. Після цього методом проб і помилок, додаючи в мінімальну середу ті чи інші речовини групами або окремо, визначають, якого саме речовини не вистачає. У кожному разі генетичний аналіз свідчить про те, що отриманий в результаті опромінення мутантний штам відрізняється від нормального, дикого, штаму лише одним геном, а хімічні досліди показують, що досить додати в мінімальну середу одне хімічне з’єднання, щоб мутантний штам став рости нормально.

Бідл і Татум уклали з цього, що кожен нормальний ген продукує один певний фермент, що контролює одну з ланок у біосинтезі цієї хімічної сполуки; мутантний же ген не продукує цього ферменту, і тоді доводиться додавати в живильне середовище продукт порушеною реакції. У деяких випадках вдалося показати, що відповідний фермент можна виділити з клітин нормальної нейроспоры, але не можна виділити з клітин мутантного штаму. Процес синтезу будь-якої речовини складається з низки ланок, в кожному з яких бере участь фермент, контрольований геном. Про те, яке мінімальне число цих ланок, можна судити по числу різних мутацій, які порушують процес синтезу даної речовини.

У людини аналогічні залежності між геном, ферментом і біохімічною реакцією були вперше описані в 1908 році лікарем Гарродом А.. Алкаптонурия — стан, обумовлене одним рецесивним геном і проявляється в тому, що сеча хворого, якщо її виставити на повітря, чорніє, так як вона містить гомогентизиновую кислоту. У тканинах здорових людей є фермент, що окислює цю кислоту, так що вона виділяється у вигляді двоокису вуглецю і води. У хворих алкаптонурией цей фермент відсутній, так як у них немає відповідного гена; внаслідок цього гомогентизиновая кислота накопичується в тканинах і в крові і поступає в сечу. Гаррод назвав алкаптонурію і подібні з нею стану, такі, як, наприклад, фенілкетонурія та альбінізм, «вродженими порушеннями метаболізму».

Короткий опис статті: яка найменша комаха у світі Content tagged with ферментативна реакція. ферментативна реакція

Джерело: ферментативна реакція — Біологія

Також ви можете прочитати