Одна из наиболее распространенных (у 16-22% населения) мутаций липопротеинлипазы приводит к образованию стоп-кодона (на месте серина 477). Как нарушается обмен липидов у людей, имеющих такой генетический дефект? Для ответа на вопрос: a) напишите реакцию, которую катализирует липопротеинлипаза и укажите ее локализацию;
б) объясните причину снижения активности фермента при гакой мутации;
b) назовите липопротеины, содержание которых повышается в крови при этой патологии;
г) пользуясь таблицей генетического кода, предположите, замена какого нуклеотида в триплете серина могла привести к образованию стоп- кодона.
а) Липопротеинлипаза (LPL) - это фермент, который играет ключевую роль в обмене липидов (жиров) в организме. Он катализирует реакцию гидролиза триглицеридов в липопротеинах, таких как хиломикроны и ВЛП (очень низкая плотность липопротеинов), на моноацилглицерол и свободные жирные кислоты. Липопротеины - это частицы, которые транспортируют жиры через кровь.
Липопротеинлипаза локализуется на поверхности клеток мышцы и жировой ткани.
б) Мутация гена, вызывающая образование стоп-кодона (на месте серина 477 в гене LPL), приводит к существенному снижению активности фермента. Образование стоп-кодона приводит к тому, что синтез ЛПЛ прерывается и возникает неполноценный, неработоспособный или сильно дефективный фермент. Это связано с тем, что стоп-кодон является сигналом для трансляционной остановки синтеза белка.
в) У людей с таким генетическим дефектом наблюдается повышение содержания липопротеинов ВЛП и хиломикронов в крови. Это происходит из-за недостаточности активности ЛПЛ, которая не способна гидролизовать триглицериды в липопротеинах ВЛП и хиломикронах, что приводит к их накоплению в крови.
г) Предположим, что замена нуклеотида произошла в триплете серина - AGT. Для определения замены, которая привела к образованию стоп-кодона, воспользуемся таблицей генетического кода:
Аминокислота Серин: AGT
Возможные замены для AGT:
- AGA (аргинин)
- AGG (аргинин)
- CGT (аргинин)
- CGC (аргинин)
- CGA (аргинин)
- CGG (аргинин)
- TGT (цистеин)
- TGC (цистеин)
Так как на месте серина 477 произошла замена, приведшая к образованию стоп-кодона, необходимо найти такую замену, при которой образуется стоп-кодон. Посмотрим на таблицу генетического кода и видим, что кодон для стоп-кодона - это TAA или TAG.
Таким образом, замена нуклеотида AGT на TAA или TAG в триплете серина могла привести к образованию стоп-кодона и мутации, которая вызывает генетический дефект в липопротеинлипазе.
Надеюсь, что эта информация ответит на ваш вопрос и будет понятна для вас как школьнику. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их.