Войти
Биохимия · Матричные биосинтезы

Ингибиторы матричных биосинтезов

Ингибиторы матричных биосинтезов — это вещества, блокирующие процессы репликации, транскрипции или трансляции. К ним относятся антибиотики, яды и бактериальные токсины, вызывающие остановку синтеза нуклеиновых кислот и белков, что неизбежно приводит к гибели клетки.

МишениДНК, РНК, рибосомы и ферменты матричных синтезов.
ПрименениеОнкология и лечение инфекционных заболеваний.
ТоксичностьМногие ингибиторы являются сильными ядами для человека.
ИзбирательностьАнтибиотики действуют на прокариот, не повреждая клетки человека.
3 мин чтенияДля студентов медвузовОбновлено 10.10.2026
Материал подготовила редакция Школы Сеченова по учебным методичкам платформыОжидает проверки преподавателем

Механизмы подавления биосинтезов

Ингибиторы останавливают матричные процессы тремя основными путями:

  1. Структурно модифицируют саму матрицу (ДНК или РНК) и рибосомы.
  2. Инактивируют ключевые ферменты.
  3. Снижают выработку исходных субстратов (нуклеозидтрифосфатов).

Любой из этих путей фатален: остановка синтеза макромолекул лишает клетку возможности расти и делиться. Несмотря на высокую токсичность, многие из этих веществ нашли применение в медицине в качестве лекарств.

Антибактериальные препараты (Антибиотики)

Антибиотики обладают высокой избирательностью. Благодаря различиям в структуре ферментов и рибосом у эукариот и прокариот, они бьют по бактериям, не затрагивая клетки млекопитающих.

  • Рифампицин (Rifampicin) связывается с $\beta$-субъединицей бактериальной ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Он блокирует инициацию транскрипции, лишая бактерию всех видов РНК (мРНК, тРНК, рРНК).
  • Левомицетин (Chloramphenicol) и эритромицин атакуют 50S-субъединицу бактериальной рибосомы. Первый ингибирует пептидилтрансферазу, не давая образоваться пептидной связи, а второй предотвращает транслокацию.
  • Тетрациклин связывается с 30S-субъединицей, закрывая доступ аминоацил-тРНК в А-центр.
  • Фторхинолоны специфично подавляют синтез бактериальной ДНК.
Проверьте себя по темеЗадания из банка курса «Биохимия» — ответ и разбор сразу.

Противоопухолевые препараты

В отличие от антибиотиков, препараты для лечения злокачественных новообразований имеют низкую селективность. Терапевтический эффект достигается за счет того, что опухолевые клетки быстрее синтезируют ДНК и РНК, а их мембраны более проницаемы. Однако препараты уничтожают и здоровые быстроделящиеся клетки, что объясняет их токсичность (страдают стволовые клетки крови, слизистые ЖКТ, волосяные фолликулы).

  • Интеркаляторы (доксорубицин, дауномицин) имеют циклическую структуру и встраиваются между комплементарными парами оснований (G:::C) ДНК, нарушая ее матричную функцию. Доксорубицин дополнительно генерирует активные формы кислорода и вызывает разрывы макромолекулы.
  • Камптотецин (Camptothecin) образует комплекс с ДНК-топоизомеразой I. Фермент стабилизируется на ДНК, разрывы не сшиваются, и репликация останавливается.
  • Мелфалан алкилирует молекулу ДНК, а блеомицин вызывает хромосомные разрывы и фрагментацию.
  • Винбластин препятствует митозу, останавливая клетки в G2-фазе.

Бактериальные токсины и природные яды

Некоторые ингибиторы смертельно опасны для человека, так как специфично выключают эукариотические процессы.

  • $\alpha$-Аманитин (яд бледной поганки — Amanita phalloides) избирательно блокирует РНК-полимеразу II, полностью останавливая синтез матричной РНК у эукариот.
  • Дифтерийный токсин (выделяется Corynebacterium diphtheriae) после активации в организме работает как фермент. Он катализирует АДФ-рибозилирование: переносит остаток АДФ-рибозы с $NAD^+$ на фактор элонгации EF2. Инактивация этого фактора намертво останавливает рибосому на стадии транслокации — растущая пептидная цепь застревает в А-центре, и синтез белка в клетках слизистой зева прекращается.

Вирусы и система интерферонов

При заражении вирусами (оспы, гриппа, полиомиелита) клетка-хозяин прекращает синтез собственных нуклеиновых кислот и переключает все ресурсы на сборку вирусных частиц.

В ответ эукариотические клетки выделяют интерфероны. Эти белки запускают механизм остановки синтеза белка, чтобы предотвратить размножение вируса:

  1. В зараженной клетке индуцируется протеинкиназа, которая фосфорилирует фактор инициации трансляции IF2.
  2. Дополнительно повышается активность РНКаз, которые расщеплят матричные и рибосомные РНК.

В результате работа белоксинтезирующего аппарата полностью блокируется, и инфицированная клетка погибает, останавливая распространение инфекции.

Как запомнить

Для быстрого запоминания мишеней антибиотиков: Тетрациклин бьет по Тридцатой (30S) субъединице, а Эритромицин и Левомицетин — по Пятидесятой (50S).

Вопросы с занятий и экзамена

Почему левомицетин может быть токсичен для человека, если он действует только на бактерии?

Рибосомы митохондрий человека (70S) структурно очень похожи на бактериальные. Из-за этого препарат может частично подавлять синтез белка внутри митохондрий, вызывая токсические эффекты.

Как именно действует дифтерийный токсин на молекулярном уровне?

Он обладает ферментативной активностью и переносит остаток АДФ-рибозы на фактор элонгации EF2. Это инактивирует фактор и блокирует стадию транслокации при синтезе белка.

В чем причина тяжелых побочных эффектов противоопухолевых интеркаляторов?

Они обладают низкой избирательностью и повреждают ДНК любых быстроделящихся клеток организма, включая стволовые клетки кроветворной системы, фолликулы волос и клетки слизистой кишечника.

Что-то непонятно? Спросите нейросетьAI-тьютор прочитал материал по теме «Ингибиторы матричных биосинтезов» и объяснит простыми словами.

Что ещё разобрать по теме

  • Механизм генерации активных форм кислорода доксорубицином
  • Алкилирование ДНК мелфаланом и фрагментация блеомицином
  • Остановка клеточного цикла в G2-фазе под действием винбластина
  • Роль фторхинолонов в ингибировании синтеза бактериальной ДНК
  • Перспективы разработки адресной доставки противоопухолевых антибиотиков

Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»

Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.

  • Полная методичка по теме «Ингибиторы матричных биосинтезов» и ещё 3 616 страниц предмета
  • Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
  • AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
  • 115 видеоуроков по предмету

Другие темы раздела «Матричные биосинтезы»

Весь раздел «Матричные биосинтезы»

Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.

Смотреть уроки

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.