ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ ВОПРОСЫ ПО БИОХИМИИ

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО БИОХИМИИ
1. Предмет и задачи биохимии, важнейшие этапы ее развития. Место биохимии среди других
биологических дисциплин. Основные разделы и направления в биохимии. Медицинская
биохимия.
2. Обмен веществ и энергии, иерархическая структурная организация и самовоспроизведение важнейшие признаки живой материи. Биохимия как молекулярный уровень изучения всех
сторон явлений жизни. Объекты биохимического исследования.
3. Первичная структура белков. Зависимость биологических свойств белков от первичной
структуры. Видовая специфичность белков. Наследственные изменения первичной структуры.
4. Конформация белковых молекул (вторичная и третичная структуры), ее зависимость от первичной структуры белков. Типы внутримолекулярных связей в белках. Денатурация белка.
Конформационные изменения при функционировании белков.
5. Четвертичная структура белков. Кооперативные изменения конформации протомеров и биологическая активность олигомерных белков (на примере гемоглобина в сравнении с миоглобином, аллостерических ферментов и полиферментных комплексов).
6. Структурные белки. Взаимосвязь особенностей структуры и функции фибриллярных белков.
Самосборка многомолекулярных белковых структур на примере коллагеновых волокон.
7. Биологические функции белков. Способность к специфическим взаимодействиям. Роль пространственной организации пептидной цепи в образовании активных центров. Избирательное взаимодействие с лигандом ("узнавание"). Типы природных лигандов: простетические группы, кофакторы, субстраты, аллостерические эффекторы.
8. Полиморфизм белков. Наследственные протеинопатии: серповидно-клеточная анемия, другие примеры. Различия белкового состава органов в соответствии с различиями функций
органов (изменения белкового состава при онтогенезе и болезнях).
9. Роль ферментов в метаболизме. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН среды, концентрации субстрата и фермента. Принципы количественного определения ферментов. Единицы активности. Измерение активности ферментов с диагностической целью.
10. Химическая природа и строение ферментов. Кофакторы ферментов. Коферментные функции витаминов, примеры. Многообразие ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Изоферменты. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифические ферменты. (Изменения ферментного состава при онтогенезе). Происхождение ферментов плазмы крови.
11. Особенности ферментативного катализа. Специфичность действия ферментов. Комплементарность структуры субстрата и активного центра фермента. Современные представления
о механизме действия ферментов.
12. Изменение активности ферментов при болезнях. Наследственные (первичные) энзимопатии:
нарушения обмена при алкаптонурии, фенилкетонурии, гипераммониемии, другие примеры. Вторичные энзимопатии. Применение ферментов для лечения болезней. Иммобилизованные ферменты.
13. Регуляция действия ферментов. Механизмы ингибирования и активации: аллостерические
ингибиторы и активаторы, фосфорилирование - дефосфорилирование. Примеры метаболических путей, регулируемых этими механизмами. Мультиферментные структуры.
14. Физиологическое значение регуляции действия ферментов. Ингибиторы ферментов: обратимые и необратимые; конкурентные. Применение ингибиторов в качестве лекарств.
15. Первичная и вторичная структура ДНК. Модель ДНК как объяснение физико-химического
механизма самовоспроизведения генов. Репликация ДНК и фазы клеточного цикла. Механизм репликации. Повреждения и репарация ДНК.
16. Структура и функции рибонуклеиновых кислот, их локализация в клетке. Особенности
строения разных типов РНК. Биосинтез РНК (транскрипция). ДНК-зависимая РНКполимераза, РНК-зависимая РНК-полимераза.
17. Современные представления о биосинтезе белка. Природа генетического кода. Постулаты
Ф. Крика. Основные компоненты белоксинтезирующей системы и этапы синтеза белка.
Направление движения генетической информации. Синтез аминоацил-тРНК. Субстратная
специфичность аминоацил тРНК-синтетаз.
18. Механизм синтеза белков. Строение рибосом и полирибосом. Функционирование рибосом и
последовательность реакций при синтезе полипептидной цепи. Адапторная функция тРНК
и роль мРНК в этом процессе. Ингибиторы матричных биосинтезов: лекарственные препараты, вирусные и бактериальные токсины.
19. Регуляция действия генов. Понятие об оперонах, обеспечивающих репрессию синтеза белков, на примере лактозного оперона кишечной палочки. Индукция и репрессия синтеза
белков в организме человека. Клеточная дифференцировка и онтогенез как результат дифференциальной активности генов. Изменение белкового состава клеток при дифференцировке. Роль гормонов в регуляции действия генов.
20. Биохимические основы медицинской генетики. Молекулярные механизмы генетической
изменчивости: мутации, рекомбинации. Генотипическая гетерогенность популяций и полиморфизм белков на примере гемоглобина, некоторых ферментов. Молекулярные мутации и наследственные болезни. Биохимические методы в диагностике врожденных заболеваний.
21. Строение биологических мембран. Роль липидов и белков, основных компонентов мембран,
в их структурной организации и функционировании. Механизмы избирательной проницаемости мембран. Роль клеточной мембраны в регуляции метаболизма. Разнообразие мембранных структур клетки и их роль.
22. Понятие о метаболизме. Единство процессов анаболизма и катаболизма. Схема катаболизма
основных пищевых веществ - углеводов, жиров, белков (аминокислот). Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов. Конечные продукты
метаболизма у человека.
23. Состав пищи человека: органические и минеральные компоненты. Основные пищевые вещества (углеводы, жиры, белки): суточная потребность и их частичная взаимозаменяемость. Незаменимые компоненты основных пищевых веществ - аминокислоты, высшие
жирные кислоты, витамины.
24. Витамины. Классификация витаминов. Источники, потребность, роль в организме отдельных представителей. Коферментные функции витаминов (на примере известных ферментов). Алиментарные и вторичные авитаминозы, гиповитаминозы. Гипервитаминозы.
25. Энергетический обмен. Эндергонические и экзергонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения - универсальные аккумуляторы энергии при метаболизме. Цикл
АДФ-АТФ. Основные пути фосфорилирования АДФ и использования АТФ.
26. Современные представления о биологическом окислении. Строение митохондрий и структурная организация цепи переноса электронов и протонов. Избирательная проницаемость
митохондриальной мембраны для субстратов, АТФ и АДФ.
27. Дегидрирование субстратов и окисление водорода как источник энергии для синтеза АТФ.
Первичные акцепторы водорода: НАД+- и ФАД-зависимые дегидрогеназы. Строение окисленных и восстановленных форм НАД и ФАД. Важнейшие субстраты НАД+- и ФАДзависимых дегидрогеназ.
28. Терминальное окисление: убихинон, цитохромы, цитохромоксидаза. Цепь переноса электронов как часть системы дыхания. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О.
Соотношение между понятиями энергетический обмен, биологическое окисление и тканевое дыхание. Нарушения энергетического обмена. Гипоксические состояния.
29. Сопряжение окисления с фосфорилированием в дыхательной цепи. Н+-градиент и АТФ синтетаза. Этапы продукции макроэргов в цепи дыхательных ферментов. Регуляция цепи
переноса электронов (дыхательный контроль). Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.
30. Пути образования и окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Последовательность реакций образования активного ацетата и участие витаминов в этом процессе.
31. Ацетил-КоА как узловой пункт катаболизма основных пищевых веществ и взаимопревращения углеводов, белков, липидов.
32. Цикл трикарбоновых кислот (цитратный): последовательность реакций, связь с дыхатель-
ной цепью. Аллостерические механизмы регуляции цитратного цикла.
33. Основные углеводы пищи. (Потребность в углеводах в зависимости от возраста). Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Схема источников и путей
расходования в организме глюкозы - важнейшего метаболита углеводного обмена. (Особенности детского возраста).
34. Этапы основного (дихотомического) аэробного пути катаболизма глюкозы, их связь с субклеточными структурами. Пируват - временный акцептор водорода. Распространение
аэробного распада глюкозы в организме человека, его физиологическое значение.
35. Анаэробный распад глюкозы (гликолиз): последовательность реакций, физиологическое
значение. Роль анаэробного распада глюкозы в мышцах. Дальнейшая судьба молочной
кислоты.
36. Энергетическая ценность аэробного и анаэробного путей распада глюкозы в тканях. Соотношение и роль обоих путей окисления глюкозы при мышечной работе. Аллостерические
механизмы регуляции катаболизма глюкозы.
37. Биосинтез глюкозы из пировиноградной и молочной кислот, из других промежуточных
продуктов обмена. Взаимосвязь гликолиза и глюконеогенеза. Механизм, значение и регуляция глюконеогенеза из аминокислот и глицерина.
38. Биосинтез и мобилизация гликогена: последовательность реакций, физиологическое значение. Регуляция активности фосфорилазы и синтеза гликогена. Гликогенозы и агликогенозы.
39. Пентозофосфатный (апотомический) путь превращения глюкозы. Физиологическое значение, распространение и энергетический баланс пентозофосфатного пути. Химизм окислительных реакций.
40. Гликолипиды и гликопротеины. Представление о строении и функциях гликозаминогликанов. Роль гиалуроновой и хондроитинсерной кислот в нормальном функционировании
межклеточного вещества и развитии патологических состояний. Значение гепарина в медицинской практике. Возможные нарушения обмена углеводов.
41. Важнейшие липиды тканей человека и их функции. Пищевые жиры: норма суточного потребления, переваривание, всасывание. Роль желчных кислот в усвоении жиров. (Особенности липидного обмена у детей раннего возраста). Физиологическое значение ресинтеза
жиров в клетках кишечника.
42. Пути поступления липидов в ткани. Транспортные липопротеиды крови: особенности строения, состав и функции. Роль хиломикронов в обмене жиров. Предельные концентрации
липидов в крови. Липопротеинемии.
43. Синтез нейтрального жира и фосфолипидов в тканях: исходные продукты, последовательность реакций. Депонирование жиров в жировой ткани. Значение метионина и холина для
обмена жиров.
44. Внутриклеточный липолиз. Каскадный механизм активации липазы. Энергетический баланс
окисления триацилглицеридов в тканях. Транспорт и утилизация жирных кислот, образующихся при мобилизации жиров.
45. Бета-окисление высших жирных кислот. Последовательность реакций, связь с цитратным
циклом и дыхательной цепью. Физиологическое значение. Изменение скорости использования жирных кислот в зависимости от ритма питания и мышечной активности.
46. Биосинтез высших жирных кислот: последовательность реакций, место синтеза, физиологическое значение. Участие витаминов и роль пентозофосфатного пути обмена глюкозы в
биосинтезе высших жирных кислот. Зависимость скорости биосинтеза от ритма питания и
состава пищи.
47. Кетоновые тела: место, механизм, регуляция их синтеза. Утилизация кетоновых тел. Пределы нормальной концентрации кетоновых тел в крови, изменение этих показателей при сахарном диабете, голодании.
48. Представления о биосинтезе холестерина: последовательность реакций до образования мевалоновой кислоты, регуляция биосинтеза. Выведение холестерина из организма. Пределы
нормальной концентрации холестерина в крови.
49. Обмен и функции холестерина. Холестерин как предшественник стероидных гормонов,
желчных кислот, витамина Д. Роль липопротеинов в обмене холестерина. Гиперхолестери-
немия: ее причины и последствия.
50. Регуляция липидного обмена. Влияние адреналина, глюкагона, инсулина на мобилизацию и
депонирование жиров. Нарушения липидного обмена. Механизм возникновения желчнокаменной болезни и современные биохимические основы развития атеросклероза.
51. Понятие о биологической ценности белков. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Переваривание белков и всасывание аминокислот в желудочно-кишечном тракте. Роль протеиназ поджелудочной железы в развитии панкреатитов (Особенности переваривания и
всасывания белков у детей).
52. Общая схема источников и путей утилизации аминокислот в тканях. Динамическое состояние белков в организме. Распад белков в тканях. Катепсины. Источники азота для синтеза
аминокислот.
53. Трансаминирование аминокислот: последовательность реакций, роль в обмене веществ.
Участие витамина В6 в построении ферментных систем трансаминирования. Специфичность трансаминаз. Определение трансаминаз в сыворотке крови при некоторых заболеваниях.
54. Окислительное дезаминирование аминокислот. Непрямое дезаминирование аминокислот:
последовательность реакций, ферменты, биологическое значение.
55. Катаболизм аминокислот. Судьба безазотистого остатка аминокислот в организме. Конечные продукты азотистого обмена. Пути образования и обезвреживания аммиака. Роль глютаминазы почек при ацидозе.
56. Биосинтез мочевины. Последовательность реакций, ферменты. Суммарное уравнение орнитинового цикла синтеза мочевины. Нормальная концентрация мочевины в крови. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммониемия: врожденная, вторичная.
57. Декарбоксилирование аминокислот: химизм реакций на примере отдельных аминокислот.
Биогенные амины: гистамин, серотонин, ГАМК; их участие в обмене веществ и развитии
патологических состояний. Окисление биогенных аминов. Аминооксидазы.
58. Особенности обмена отдельных аминокислот. Биосинтез серина и глицина, их роль в образовании одноуглеродных групп. Участие в этом процессе ТГФК. Недостаточность фолиевой кислоты. Механизм бактериостатического действия сульфаниламидных препаратов.
59. Особенности обмена отдельных аминокислот. Значение серусодержащих аминокислот для
метаболизма, их участие в синтезе биологически активных соединений. Роль метионина в
процессах трансметилирования. Метилирование чужеродных, в том числе лекарственных
соединений.
60. Особенности обмена отдельных аминокислот. Обмен фенилаланина и тирозина: последовательность реакций до фумаровой и ацетоуксусной кислот. Физиологическое значение промежуточных метаболитов как источников биологически активных соединений.
61. Особенности обмена отдельных аминокислот. Синтез из предшествеников тироксина, катехоламинов, меланина, витамина РР. Биохимические основы врожденных нарушений обмена отдельных аминокислот (фенилпировиноградная олигофрения, алкаптонурия, альбинизм, болезнь Хартнупа).
62. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Катаболизм пуриновых нуклеотидов: последовательность реакций, концентрация мочевой кислоты в крови. Подагра.
63. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Расщепление
пиримидиновых оснований: последовательность реакций, конечные продукты. Оротатацидурия.
64. Биосинтез пуриновых (происхождение пуринового ядра) и пиримидиновых нуклеотидов.
Регуляция биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Нарушения обмена нуклеотидов.
65. Распад гема. Желчные пигменты, их образование, превращения и пути выведения из организма. Нарушения обмена билирубина при желтухах: надпеченочной, внутрипеченочной,
подпеченочной. Диагностическое значение определения желчных пигментов в крови и моче.
66. Синтез гема и гемоглобина. Регуляция этих процессов. Обмен железа: особенности транспорта железа через кишечную стенку, депонирование, суточная потребность. Участие в
этих процессах ферритина, трансферрина, гаптоглобина.
67. Единая схема взаимосвязи обмена основных веществ: белков, жиров, углеводов. Ключевая
роль ацетил-КоА. Изменение обмена веществ при голодании и ожирении. Сахарный диабет как пример взаимосвязи обменов. (Последствия голодания в раннем детском возрасте).
68. Взаимосвязь обмена жиров и углеводов. Биосинтез жиров из углеводов: схема превращения
и зависимость скорости превращения от ритма питания и состава пищи.
69. Биосинтез заменимых аминокислот из углеводов. Синтез глюкозы из аминокислот и глицерина. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Физиологическое значение регуляции
глюконеогенеза из аминокислот и глицерина.
70. Основные механизмы регуляции обмена веществ. Иерархия регуляторных систем. Гормональная регуляция как механизм межклеточной и межорганной координации обмена веществ. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов. Механизм передачи сигнала в
клетку.
71. Классификация гормонов по химическому строению и по биологическим функциям. Центральная регуляция эндокринной системы: роль тропных гормонов, либеринов, статинов.
Заместительная терапия при гипопродукции гормонов.
72. Регуляция обмена углеводов, жиров, аминокислот инсулином, глюкагоном и кортизолом.
Химическая природа этих гормонов. Изменение гормонального статуса и метаболизма при
голодании.
73. Регуляция концентрации глюкозы в крови. Причины возникновения гипо- и гипергликемии.
Важнейшие изменения гормонального статуса и обмена веществ при сахарном диабете.
Биохимические механизмы развития диабетической комы.
74. Регуляция обмена кальция и фосфатов. Роль паратгормона и кальцитонина. Витамин Д3:
строение, метаболизм. Гипо- и гиперкальциемии: причины возникновения и последствия.
75. Строение, синтез и метаболизм йодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы: механизмы возникновения и последствия. Заместительная терапия при гипопродукции гормонов.
76. Белки плазмы крови. Белковые фракции. Физиологическое значение отдельных белков.
Диспротеинемии, парапротеинемии, врожденные дефектопротеинемии.
77. Антигены. Представление об индивидуальных особенностях антигенного состава органов
как основа тканевой несовместимости. Иммуноглобулины. Механизм взаимодействия антител с антигеном.
78. Представления о белках свертывания крови и каскаде реакций при свертывании. Механизм
образования геля фибрина и его стабилизация. Роль витамина К в свертывании крови.
Противосвертывающая система, антитромбин и гепарин. Фибринолиз.
79. Важнейшие белки межклеточного матрикса: коллаген, эластин, протеогликаны, фибронектин. Участие витамина С в синтезе коллагена. Структурная организация и основные функции межклеточного матрикса и соединительной ткани. Коллагеназа. Показатель скорости
распада коллагена - экскреция оксипролина.
80. Важнейшие механизмы обезвреживания веществ в печени: микросомальное окисление, реакция коньюгации. Обезвреживание чужеродных веществ (фенол), продуктов гниения белков в кишечнике (крезол, индол), лекарственных веществ, инактивация гормонов. Представление о химическом канцерогенезе. Биохимические механизмы печеночной комы.