Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Генотипическая гетерогенность. Полиморфизм белков. (Лекция 1.2)

Содержание

Каждый человек генетически индивидуален. Генотипическая гетерогенность в популяции человека связана с генетически обусловленной гетерогенностью всех структурных и функциональных белков организма, т.е. вызвана полиморфизмом белков.Появление разных форм белка (изобелков), выполняющих одинаковые или очень сходные функции является следствием
Генотипическая гетерогенность полиморфизм белков Каждый человек генетически индивидуален. Генотипическая гетерогенность в популяции человека связана с генетически Гемоглобин Молекула гемоглобина состоит из 4 субъединиц. Гемоглобин взрослого человека (НbА) состоит По аллельным типам (НbА и НbS) все люди делятся на три группы Гаптоглобин (Нр) Гаптоглобин (Нр)- представляет собой гликопротеид относящийся к фракции альфа2-глобулинов плазмы Соответственно возможны три аллельных фенотипа гаптоглобина Нр1-1: Нр( 1f-1f), Нр (1f-1s), Hp Группоспецифические белки кровиУ человека по аллельным вариантам системы АВО и других белков В популяциях человека встречаются три аллельных варианта этого фермента: гликозилтрансфераза А, гликозилтрансфераза В результате на наружной мембране эритроцитов могут сформироваться разные по структуре олигосахаридные Система иммунного контроляСуществует два основных типа иммунного контроля: гуморальный и клеточныйГуморальный ответ Т-лимфоциты и В-лимфоциты.  Клеточный  и гуморальный иммунитет опосредуется двумя В-лимфоциты  ответственны за гуморальный иммунитет и их единственная функция - выработка ИммунноглобулиныАнтитела, продуцируемые антителобразующими В-лифоцитами, объединяются в 5 классов: IgG IgA IgM IgD Тяжелые Н-цепи имеют 5 типов: мю(μ)-, сигма(σ)-, гамма(γ)-, альфа(α)-, эпсилон (ε) типы Строение иммуноглобулина Иммуноглобулины ММолекула IgM состоит из 10 легких и 10 тяжелых цепей и IgM принимают участие в нейтрализации токсинов, агглютинации, опсонизации,  бактериолизе, агглютинации гетерогенных Иммуноглобулины класса GИммуноглобулины класса G (IgG) - производятся в больших количествах при Различают 4 подкласса IgG (IgG1 IgG2 IgG3 IgG4), отличающиеся молекулярной массой, электрофоретической Иммуноглобулины класса ЕИммуноглобулины класса Е  (IgE) построены, как и другие из Связанные молекулы IgE служат рецепторами для антигена: присоединение к ним антигена приводит Иммуноглобулины класса АИммуноглобулины класса А (IgA) существуют в виде мономера или димера. Секреторная разновидность IgA встречается в секрете экзокринных желез: слюне, слизи трахеобронхиального дерева, Иммуноглобулины класса DИммуноглобулины класса D (IgD) чрезвычайно чувствительны к протеазам, относительно термостабильны, Система комплементаСистема комплемента - главное орудие, с помощью которого антитела защищают организм Комплемент - это не один белок, а сложная система белков, включающая около Механизм действия комплиментаКомпоненты С1,С2,С4, факторы В и D - проферменты, последовательно активируют Далее пути идут одинаково: фермент С3-конвертаза расщепляет С3 на два фрагмента: С3a Биохимические механизмы патогенеза   наследственных  заболеваний.По механизму развития патологического процесса 3 вариант - в цепи метаболических превращений из-за отсутствия фермента (Е) происходит
Слайды презентации

Слайд 2
Каждый человек генетически индивидуален. Генотипическая гетерогенность в популяции

Каждый человек генетически индивидуален. Генотипическая гетерогенность в популяции человека связана с

человека связана с генетически обусловленной гетерогенностью всех структурных и

функциональных белков организма, т.е. вызвана полиморфизмом белков.
Появление разных форм белка (изобелков), выполняющих одинаковые или очень сходные функции является следствием появления в популяции двух или большего числа аллелей одного и того же гена.
Это происходит в ходе многократных клеточных делений сопровождающихся постоянным удвоением генов и образованием новых генных локусов.
Сначала это копии исходного гена, но последующие независимые и неодинаковые мутации копий генов приводят к появлению в организме новых модифицированных генных локусов.
Продуктами транскрипции разных генных локусов являются модифицированные полипептидные цепи протомеров из которых возможна сборка различных изоформ одного и того же белка.
В результате в организме появляются полиморфные по суъединичному составу изоформы одного и того же белка.
Полиморфными белками являются гемоглобин, гаптоглобин, некоторые ферменты и их изоформы (изоферменты), группоспецифичекие белки крови и др.

Слайд 3 Гемоглобин
Молекула гемоглобина состоит из 4 субъединиц.
Гемоглобин

Гемоглобин Молекула гемоглобина состоит из 4 субъединиц. Гемоглобин взрослого человека (НbА)

взрослого человека (НbА) состоит из 2 альфа и 2

бета субъединиц,
Гемоглобин плода (НbF) - 2 альфа и 2 гамма,
Гемоглобин А2 - 2 альфа и 2 эпсилон субъединиц.
Гены этих белков не аллельны, они занимают разные локусы.
Синтез субъединиц этих вариантов гемоглобина транскрибируется разными генами возникших в ходе эволюции в результате дупликации гена предшественника и мутации копий.
Эти варианты гемоглобина содержатся в эритроцитах почти всех людей в большей или меньше степени.
Кроме этого обнаружено, что аллельным вариантом НbА является НbS (в бета-цепи глутаминовая кислота заменена на валин).

Слайд 4 По аллельным типам (НbА и НbS) все люди

По аллельным типам (НbА и НbS) все люди делятся на три

делятся на три группы с генотипами АА,AS,SS.
Первая группа

людей содержит НbА,
вторая - НbА и НbS,
третья - НbS.
Аллельным вариантом НbА является НbС
(вместо глутаминовой кислоты на 6 месте в бета-цепи стоит лизин ).
По этой паре аллелей существуют варианты АА, АС, СС.
В итоге, только по аллельным парам S и С у гемоглобина А существует пять генотипически и фенотипических разных групп: АА, АS, AC, SS,CC.
Вместе с тем, установлены 300 аллельных вариантов HbA, а их генотипических групп около 600.


Слайд 5 Гаптоглобин (Нр)
Гаптоглобин (Нр)- представляет собой гликопротеид относящийся

Гаптоглобин (Нр) Гаптоглобин (Нр)- представляет собой гликопротеид относящийся к фракции альфа2-глобулинов

к фракции альфа2-глобулинов плазмы крови.
Гаптоглобин образует комплексы с

гемоглобином, повышает пероксидазную его активность и обеспечивает доставку Нb в клетки ретикулоэндотеальной системы.
Имеется два генотипических варианта гаптоглобина (Нр1 и Нр2) из которых формируются три фенотипа:
Нр1-1,
Нр1-2,
Нр2-2.
Каждая молекула гаптоглобина состоит из двух субъединиц типа альфа-1 и альфа-2 и одной бета-цепи. Причем бета-субъединица во всех фенотипах одинакова.
Среди альфа-1 цепей различают два аллельных варианта:
альфа -1f
альфа- 1s.

Слайд 6 Соответственно возможны три аллельных фенотипа гаптоглобина Нр1-1:
Нр(

Соответственно возможны три аллельных фенотипа гаптоглобина Нр1-1: Нр( 1f-1f), Нр (1f-1s),

1f-1f),
Нр (1f-1s),
Hp (1s-1s)
Два аллелльных типа гаптоглобина

Нр1-2 : Нр (альфа2-1f),
Нр (альфа2 -1s)
И один тип
Нр2-2 (альфа2-альфа2).
Таким образом, гаптоглобин является полиморфным белком имеющим шесть фенотипических варианта.


Слайд 7 Группоспецифические белки крови
У человека по аллельным вариантам системы

Группоспецифические белки кровиУ человека по аллельным вариантам системы АВО и других

АВО и других белков различают свыше 30 групп крови.


В клинической медицине наиболее известна система АВО, согласно которой
различают четыре группы.
Система АВО связана с наличием фермента
гликозил-трансферазы в созревающих эритроцитах.
Этот фермент катализирует перенос галактозильного или N-ацетилгалакозилного радикала
на фукоз-галактоз-N-ацетилглюкозаминный радикал наружной плазматической мембраны созревающих эритроцитов.

Слайд 8 В популяциях человека встречаются три аллельных варианта этого

В популяциях человека встречаются три аллельных варианта этого фермента: гликозилтрансфераза А,

фермента:
гликозилтрансфераза А,
гликозилтрансфераза В
гликозилтрансфереза О.

Гликозилтрансфераза А

обеспечивает транспорт N-ацетилгалактозы,
Гликозилтрансфераза В - перенос галактозы.
Гликозилтрансфераза О не имеет ферментативной активности.


Слайд 9 В результате на наружной мембране эритроцитов могут сформироваться

В результате на наружной мембране эритроцитов могут сформироваться разные по структуре

разные по структуре олигосахаридные антигенные детерминанты:
олигосахарид - А,


олигосахарид - В и
недостроенный олигосахарид - О.
По трем аллелям гликозилтрансферазы -А, -В и -О возможны шесть диплоидных генотипов:
ОО, АА, ВВ, АО, ВО, АВ, т.е. шесть групп крови.
По наличию того или иного антигена на мембране эритроцита (антигенной детерминанты) различают четыре группы крови:
1 ( О ) группа - нет антигена
2 ( А ) группа - есть антиген А
3 ( В ) группа - есть антиген В
4 ( АВ ) группа - есть антигены А и В.


Слайд 10 Система иммунного контроля
Существует два основных типа иммунного контроля:

Система иммунного контроляСуществует два основных типа иммунного контроля: гуморальный и клеточныйГуморальный

гуморальный и клеточный
Гуморальный ответ состоит в выработке антител, которые

циркулируют в крови в составе гамма – фракции глобулинов (иммуноглобулины)
Связывание иммуноглобулинов с антигеном облегчает поглощение антигена с фагоцитами и активирует особую систему белков крови, называемую комплемент, которая способствует разрушению антигена.
Иммунный ответ клеточного типа включает образование специализированных клеток, реагирующих с чужеродным антигеном главным образом на поверхности собственных клеток организма.
При этом эти клетки либо уничтожаются либо происходит разрушение антигена с помощью других клеток, таких как макрофаги.
Таким образом, иммунитет это биологическое явление, сущность которого состоит в постоянном регулировании взаимоотношений организма со "своими" и "чужими" макромолекулами, или антигенами.

Слайд 11 Т-лимфоциты и В-лимфоциты.
Клеточный и гуморальный иммунитет

Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Клеточный и гуморальный иммунитет опосредуется двумя различными

опосредуется двумя различными классами лимфоцитов.
За клеточный иммунитет ответственны


Т-лимфоциты,
За гуморальный - В-лимфоциты.
Т-лимфоциты развиваются в тимусе.
Среди Т-лимфоцитов различают следующие клоны: Т-киллеры, Т-эффекторы,
Т-амплифайер (Т-Т-хелперы), Т-хелперы,
Т-супрессоры, Т-лимфоциты памяти,
Т-инициаторы, Т-регуляторы,
Т-антисупрессоры.

Слайд 12 В-лимфоциты ответственны за гуморальный иммунитет и их

В-лимфоциты ответственны за гуморальный иммунитет и их единственная функция - выработка

единственная функция - выработка антител (иммуноглобулинов).
"Обучение" В-лифоцитов у

человека происходит в сгруппированных лимфатических узлах кишечника, в костном мозге, миндалинах и даже в коже.
Популяция В-клеток не менее сложна, чем Т-лимфоцитов:
В-киллеры,
В-супрессоры,
В-лимфоциты иммунологической памяти,
АТОК - антителобразующие клетки В-лимфоцитов (IgG IgM IgA IgE IgD)


Слайд 13 Иммунноглобулины
Антитела, продуцируемые антителобразующими В-лифоцитами, объединяются в 5 классов:

ИммунноглобулиныАнтитела, продуцируемые антителобразующими В-лифоцитами, объединяются в 5 классов: IgG IgA IgM

IgG IgA IgM IgD IgE .
На примере IgG

показано, что возможно расщепление папаином Ig на три фрагмента: два Fab фрагмента (связывающие антиген) и один Fc-фрагмент (обеспечивающий реакцию антител с комплементом, взаимодействие с макрофагами и способствующим транспорту Ig через мембрану).
Согласно данным R.R. Porter ( 1962) каждая молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных L ( легких) цепей и двух идентичных Н (тяжелых) цепей, т.е. состоит из 4 полипептидных цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками.

Слайд 14 Тяжелые Н-цепи имеют 5 типов:
мю(μ)-, сигма(σ)-, гамма(γ)-,

Тяжелые Н-цепи имеют 5 типов: мю(μ)-, сигма(σ)-, гамма(γ)-, альфа(α)-, эпсилон (ε)

альфа(α)-, эпсилон (ε) типы - характерные для каждого класса

иммуноглобулинов (Ig) особенности.
Каждая легкая L-цепь имеет два типа:
каппа (χ)- и лямда(λ)- типы.
И состоит из 2-х областей:
С-концевая часть постоянная, у одного и того же биологического вида,
N-концевая - вариабельная часть легких цепей сильно варьирует (формирует гипервариабельный участок легкой цепи).
Молекула иммуноглобулина может иметь в легкой L-цепи либо каппа, либо лямда тип субъединицы, но не ту и другую одновременно.


Слайд 15 Строение иммуноглобулина

Строение иммуноглобулина

Слайд 16 Иммуноглобулины М
Молекула IgM состоит из 10 легких и

Иммуноглобулины ММолекула IgM состоит из 10 легких и 10 тяжелых цепей

10 тяжелых цепей и одной J-цепи, представляя собой пентамер

имеющий звездобразную форму.
J-цепь синтезируется IgМ-секретирующими клетками, ковалентно встраивается между смежными Fc областями и инициирует процесс олигомеризации - образование пентамера.
Иммуноглобулины класса М (IgM) поступают в кровь на ранних стадиях первичного иммунного ответа.
IgM не проникают через плаценту, расщепляются протеазами на фрагменты, активируют систему комплимента.


Слайд 17 IgM принимают участие в нейтрализации токсинов, агглютинации, опсонизации,

IgM принимают участие в нейтрализации токсинов, агглютинации, опсонизации, бактериолизе, агглютинации гетерогенных

бактериолизе, агглютинации гетерогенных эритроцитов.
В норме в сыворотке

крови IgM содержится от 50 мг/л до 1,9 г/л.
Уровень их повышается при перинатальных инфекциях, инфекционных заболеваниях у взрослых и детей, при острых гепатитах и первичном билиарном циррозе, при макроглобулинемии Вальденштрема

Слайд 18 Иммуноглобулины класса G
Иммуноглобулины класса G (IgG) - производятся

Иммуноглобулины класса GИммуноглобулины класса G (IgG) - производятся в больших количествах

в больших количествах при вторичном иммунном ответе.
IgG -

на их долю у человека приходится 70-75% от общей концентрации иммуноглобулинов. Они обеспечивают противоинфекционную защиту.
К IgG относятся антитоксины, агглютинины и опсонины. Выработка их характерна главным образом для вторичного иммунного ответа.
В сыворотке крови IgG обнаруживаются во многих фракциях белков от гамма-глобулинов до альфа 2-глобулинов.

Слайд 19 Различают 4 подкласса IgG
(IgG1 IgG2 IgG3 IgG4),

Различают 4 подкласса IgG (IgG1 IgG2 IgG3 IgG4), отличающиеся молекулярной массой,

отличающиеся молекулярной массой, электрофоретической подвижностью.
У человека преобладают 1

и 2 подклассы IgG.
IgG хорошо проникают через плаценту и обеспечивают пассивный иммунитет у плода, они же способны вызвать эффекты усиления при злокачественном росте.
В норме содержание IgG в сыворотке крови человека 8-16г/л.
Уровень IgG в крови увеличивается при заболеваниях печени, хронических инфекциях, миеломах.
Уменьшается при синдроме недостаточности антител


Слайд 20 Иммуноглобулины класса Е
Иммуноглобулины класса Е (IgE) построены,

Иммуноглобулины класса ЕИммуноглобулины класса Е (IgE) построены, как и другие из

как и другие из двух легких и двух тяжелых

цепей, термолабильны, расщепляются папаином на фрагменты.
Фиксируются IgE на тучных клетках (тканевых базофилах) и базофилах, через плаценту не проникают, но способны входить в состав секрета.
Человеческий плод синтезирует IgE со 2-й недели внутриутробного развития, максимальный уровень определяется в 30-40-летнем возрасте.
Синтезирующие IgE клетки локализуются в слизистых оболочках дыхательного аппарата и желудочно-кишечного тракта.
По-видимому, IgЕ являются одним из факторов антиканцерогенеза.
Fc-область молекулы IgE связывается со специфическими рецепторами белков на поверхности тучных клеток и базофильных лейкоцитов.

Слайд 21 Связанные молекулы IgE служат рецепторами для антигена: присоединение

Связанные молекулы IgE служат рецепторами для антигена: присоединение к ним антигена

к ним антигена приводит к секреции биологически активных аминов

(гистамина или серотонина).
Эти амины вызывают расширение кровеносных сосудов и увеличение проницаемости их стенок.
С этими аминами связаны клинические проявления таких аллергических реакций, как сенная лихорадка, астма и крапивница.
Через этот механизм IgE делают область воспаления более доступной для лейкоцитов, антител и компонентов комплемента.
Концентрация их резко повышается при аллергии немедленного типа: бронхиальной астме, гельминтозах, аллергических дерматозах.
В норме в крови содержание IgE невелико и в среднем составляет 0,1-2 мг/л. Сильное увеличение их уровня наблюдается при аллергиях и миеломе.


Слайд 22 Иммуноглобулины класса А
Иммуноглобулины класса А (IgA) существуют в

Иммуноглобулины класса АИммуноглобулины класса А (IgA) существуют в виде мономера или

виде мономера или димера. Через плаценту не проникают. плохо

расщепляются протеолитическими ферментами, относительно термоустойчивы, принимают участие в реакции нейтрализации токсинов и агглютинации. IgA делятся на две разновидности: сывороточную и секреторную и различают два подкласса: IgA1 и IgA2.
Сывороточная разновидность IgA находится в сыворотке крови и в других внутренних средах: синовиальная, плевральная, спинномозговая, амниотическая и др. жидкость.
IgA1 принимают участие в явлениях общего иммунитета. На их долю приходится 15-20 % от общего содержания иммуноглобулинов. 90% сывороточного IgA относится к классу IgA1.

Слайд 23 Секреторная разновидность IgA встречается в секрете экзокринных желез:

Секреторная разновидность IgA встречается в секрете экзокринных желез: слюне, слизи трахеобронхиального

слюне, слизи трахеобронхиального дерева, мочеполовых путей и кишечника, в

молоке, слезах молозиве и др. и обеспечивает местный иммунитет, является синергистом интерферона и лизоцима.
Молекула секреторной разновидности IgA в составе мономерных субъединиц содержит крепежные цепи (J-цепи) и секреторные цепи.
Они образуются в эпителиальных клетках и присоединяются к синтезируемому в плазматических клетках IgA в комплексе Гольджи и которые способствуют прохождению IgA через слизистые барьеры.
В сыворотке крови IgA содержатся в количестве от 1,4 до 4,2 г/л.
Уровень IgА увеличивается при циррозе печени, хронических инфекциях, миеломе.


Слайд 24 Иммуноглобулины класса D
Иммуноглобулины класса D (IgD) чрезвычайно чувствительны

Иммуноглобулины класса DИммуноглобулины класса D (IgD) чрезвычайно чувствительны к протеазам, относительно

к протеазам, относительно термостабильны, через плаценту не проникают, комплемент

не фиксируют, участвуют в реакции преципитации.
Открытым остается вопрос о их цитофильности, способности к секреции и категории антител.
В сыворотке крови человека уровень IgD очень низок 30-400 мг/л.
Уровень их увеличивается при миеломе.

Слайд 25 Система комплемента
Система комплемента - главное орудие, с помощью

Система комплементаСистема комплемента - главное орудие, с помощью которого антитела защищают

которого антитела защищают организм человека от большинства бактериальных инфекций

путем лизиса бактериальных клеток и привлечения фагоцитов к месту инфекции и повышения их способности поглощать и разрушать микроорганизмы.
Индивидумы с недостаточностью одного из центральных компонентов комплемента (С3) подвержены частым инфекционным заболеваниями.
При аутоиммунных заболеваниях, при циррозе печени и других заболеваниях уровень их в крови уменьшается.

Слайд 26 Комплемент - это не один белок, а сложная

Комплемент - это не один белок, а сложная система белков, включающая

система белков, включающая около 20 взаимодействующих компонентов: С1 (комплекс

из трех белков: C1q,C1r,C1s), С2,С3,С4,С5,С6,С7,С8,С9, фактор В, фактор D, С3-конвертаза, С5-конвертаза и др.
Все эти белки циркулируют в крови и тканевой жидкости и относятся к фракции бета-глобулинов, кроме С1q, который относится как и Ig к гамма-глобулинами.
Большинство белков комплемента неактивно до тех пор, пока не будет приведено в действие или иммунным ответом, или непосредственно внедрившимся микроорганизмом.


Слайд 27 Механизм действия комплимента
Компоненты С1,С2,С4, факторы В и D

Механизм действия комплиментаКомпоненты С1,С2,С4, факторы В и D - проферменты, последовательно

- проферменты, последовательно активируют один другого путем протеолиза.
Центральный

компонент этого протеолитического каскада -С3 может быть активирован двумя разными путями, классическим и альтернативным.
Классический путь запускается комплексом антиген-антитело (IgG или IgM), приводяций к образованию активного С1-компонента, который приводит к образованию комплекса С2+С4, который представляет собой фермент С3-конвертазу.
Альтернативный путь может прямо активироваться микроорганизмами и приводит к связыванию фактора В с фрагментом С3b. При этом фактор D расщепляет фактор В с образованием фрагмента Вb, который соединяется с С3b и образуется комплекс С3bBb, т.е. альтернативная С3-конвертаза.

Слайд 28 Далее пути идут одинаково: фермент С3-конвертаза расщепляет С3

Далее пути идут одинаково: фермент С3-конвертаза расщепляет С3 на два фрагмента:

на два фрагмента: С3a и C3b.
Больший из них

С3b соединяется с С3 - конвертазой и образуется ферментный комплекс еще больших размеров с измененной специфичностью - С5-конвертаза.
Затем С5-конвертаза инициирует спонтанную сборку литического комплекса из поздних компонентов системы комплемента - С5+С6+С7 +С8+ С9, вызывающий лизис клеток.
Литический комплекс системы комплемента дестабилизирует липидный бислой мембран клеток и образует сквозные водные каналы. В результате этого внутрь бактериальной клетки осмотически накачивается вода, она набухает и лопается.
При активации комплемента освобождается также ряд небольших пептидных фрагментов, привлекающих полиморфноядерные лейкоциты и стимулирующих секрецию гистамина тучными клетками. Это приводит к воспалительной реакции в местах активации комплемента.
Таким образом, протеолитический каскад комплемента обеспечивает локальную атаку на мембраны клеток-мишеней


Слайд 29 Биохимические механизмы патогенеза наследственных заболеваний.
По

Биохимические механизмы патогенеза  наследственных заболеваний.По механизму развития патологического процесса наследственные

механизму развития патологического процесса наследственные заболевания, обусловленные генным дефектом,

могут сопровождать следующими вариантами нарушений метаболизма:
( 3 ) ( 2 ) ( 1 )
А---------->B-------->S----------> M
↓ Е
( 4 ) Р
1 вариант - в цепи метаболических превращений, в связи с отсутствием энзима (Е), из соответствующего субстрата (S) не образуется биологически важный метаболит (М). Например, при гипотиреозе из моно- и дииодтирозина не синтезируется тироксин.
2 вариант - в цепи метаболических превращений из-за отсутствия или низкой активности фермента (Е) идет накопление субстрата (S), который, накапливаясь, изменяет структуру и функцию клетки и ткани. Например, при алкаптанурии из-за отсутствия оксигеназы идет накопление гомогентезиновой кислоты.

  • Имя файла: genotipicheskaya-geterogennost-polimorfizm-belkov-lektsiya-12.pptx
  • Количество просмотров: 128
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Sundayfunday1