Реплікація є матричним синтезом. У загальному розумінні матриця (лат. matrix — «першопричина») – шаблон, зразок, форма, що застосовується для штампування чи лиття, використовується у серійному виробництві. Репліка (лат. replico — знову, ще прикладаю) – зліпок, відбиток шаблону (матриці). Копіювання молекул ДНК здійснюється саме реплікацією її ланцюгів, тобто кожен із ланцюгів материнської ДНК слугує матрицею для утворення ланцюгів (реплік) дочірніх ДНК. Підбір і включення нуклеотидів у ланцюг, що синтезується, здійснюється за принципом комплементарності: нуклеотиду, що містить аденін, ДНК-полімараза підбирає і приєднує до зростаючого ланцюга нуклеотид з тиміном, нуклеотиду з гуаніном – нуклеотид з цитозином. Таким чином нуклеотиди нового ланцюга ДНК є комплементарними нуклеотидам ланцюга материнської ДНК. Наводяться симптоми захворювання, яке називається подагра. Ймовірною причиною захворювання є порушення обміну пуринів. При катаболізмі пуринових нуклеотидів утворюється сечова кислота, яка формує з іонами натрію солі сечової кислоти — урати. При підвищенні концентрації сечової кислоти в крові — гіперурикемії — урати відкладаються в порожнинах суглобів, що призводить до запалення з розвитком больового синдрому і з подальшим руйнуванням тканини суглобової сумки. Також урати можуть утворювати ниркові камені, що супроводжується больовими відчуттями в нирках. Реакція сечі визначає можливість і характер утворення каменів: сечокислі камені частіше утворюються при рН нижче 5,5. При подагрі значного випадання кристалів сечової кислоти в сечі не спостерігається. Раннє (протягом години після сечовипускання) випадання їх в осад свідчить про патологічно кислу сечу (низький рН), що спостерігається при нирковій недостатності. Аморфні урати — сечокислі солі, надають осадку сечі цегляно-рожевого кольору. Альбумін і фібриноген є за своєю хімічною природою білками. Одним із основним етапів синтезу білка є трансляція – утворення поліпептидного ланцюга майбутнього функціонально активного білка із амінокислот. Поліпептидні ланцюги білків, які продукуються клітиною на експорт, як у випадку альбуміну і фібриногену, збираються рибосомами, фіксованими на поверхні ендоплазматичної сітки. Рибосоми виглядають у мікроскопі як гранули, тому ділянки ендоплазматичної сітки, вкриті рибосомами, називають гранулярною ендоплазматичною сіткою. У разі зниження активності рибосом гранулярної ендоплазматичної сітки гепатоциту зменшується кількість синтезованих ними білків і, відповідно, концентрація таких білків крові як альбумін та фібриноген. Онкологічному хворому призначили препарат метотрексат, до якого згодом клітини-мішені пухлини втратили чутливість. Експресія гена якого ферменту при цьому змінюється? Метотрексат — протипухлинний препарат з групи антиметаболітів. Він має стуктурну подібність з фолієвою кислотою і є інгібітором дигідрофолатредуктази в клітинах людини і тварин. Дигідрофолатредуктаза — один з ключових ферментів у внутрішньоклітинному метаболізмі фолатів, необхідний для відновлення дигідрофолієвої кислоти до активної коферментної форми — тетрагідрофолієвої кислоти. Дигідрофолієва кислота утворюється в процесі каталітичного перетворення дУМФ до дТМФ — нуклеотиду, що є необхідним у синтезі ДНК. Порушення утворення тимідилатних нуклеотидів, відповідно реплікації, знижує здатність клітин пухлини до поділу. Фермент тимідилатсинтетаза та інші фолатзалежні ферменти залежать від здатності дигідрофолатредуктази відновлювати дигідрофолієву кислоту до тетрагідрофолієвої кислоти. Медична практика показала, що введення протипухлинного препарату метотрексата призводить до того, що з часом клітини пухлин набувають резистентність до дії метотрексату. Причиною резистентності є ампліфікація гена дигідрофолатредуктази, при цьому активність ферменту підвищується приблизно в 400 разів. Ампліфікація генів — процес утворення додаткових копій ділянок хромосомної ДНК, як правило тих, що містять певні гени. Наводяться симптоми захворювання, яке має назву — подагра. Ймовірною причиною захворювання є порушення обміну пуринів. При катаболізмі пуринових нуклеотидів (АМФ, ГМФ, ІМФ) утворюється сечова кислота, яка утворює з іонами натрію солі сечової кислоти — урати. При підвищенні концентрації сечової кислоти у крові – гіперурикемії — урати відкладаються у порожнинах суглобів, що призводить до запалення з розвитком больового синдрому з подальшим руйнуванням тканини суглобової сумки. Також урати можуть утворювати ниркові камні, що супроводжується больовими відчуттями в нирках. Серед перерахованих нуклеотидів лише АМФ є пуриновим. Фолієва кислота є попередником коферменту тетрагідрофолату, який бере участь у багатьох реакціях метаболізму нуклеотидів і амінокислот. Тетрагідрофолат є переносником одновуглецевих груп. Його похідні, такі як метеніл- та формілтетрагідрофолат, виступають донорами одновуглецевих груп у синтезі пуринового нуклеотиду ІМФ (попередника інших пуринових нуклеотидів та піримідинового тимідилового нуклеотиду дТМФ. Концентрація тетрагідрофолату знижується під дією лікарського препарату метотрексату, який використовують у якості цитостатика завдяки його здатності пригнічувати синтез нуклеотидів і таким чином ДНК, що унеможливлює поділ клітини Переносником одновуглецевих фрагментів (метильного, метиленового, метенільного, оксиметильного, формільного, форміміно), що використовуються не лише в синтезі пуринових нуклеотидів, але і в синтезі тимідилатних нуклеотидів, обміні амінокислот тощо є тетрагідрофолієва кислота (ТГФК). ТГФК є коферментною формою вітаміну фолієва кислота (інші назви: фолацин, вітамін В9, вітамін Вс). Оперон — ділянка ДНК прокаріотів, яка включає оператор і наступні за ним структурні гени. Ген-оператор — ділянка ДНК, яка розташована перед структурними генами, здатна зв’язуватися з білком-репресором, і, таким чином, блокувати транскрипцію зазначених генів. Білок-репресор — особливий регуляторний білок, який має хімічну спорідненість як до оператора, так і до індуктора. Може бути в активній (зв’язаний з оператором) або неактивній формі. Втрата спорідненості білка-репресора до оператора у результаті дії на нього індуктора ї відокремлення від ДНК відкриває можливість транскрипції структурних генів цього оперона. . Індуктором білка-репресора системи лактозного оперона E.coli є похідне лактози – алолактоза. Зв’язування білка-репресора з алолактозою змінює його конформацію таким чином, що він втрачає спорідненість до гена-оператора ДНК, відокремлюється від нього і, таким чином, відбувається розблокування регуляторної ділянки лактозного оперону. Відбувається транскрипція генів, у тому числі гену, що кодує бета-галактозидазу.
