Аллергия на инсулин

Аллергия на инсулин — это повышенная чувствительность иммунной системы к инсулину и присутствующим в препарате белковым примесям, проявляющаяся развитием местной или системной аллергической реакции при введении минимального количества бычьего, свиного или человеческого инсулина. Чаще отмечаются местные реакции с появлением в месте инъекции отека, зуда, болезненности, реже — системные проявления аллергии на инсулин в виде крапивницы, ангиоотека, анафилактической реакции. Диагностика включает изучение аллергологического анамнеза, проведение лабораторных тестов (уровень гистамина, специфических иммуноглобулинов и др.). Лечение: антигистаминные средства, смена инсулина, десенсибилизация.

Общие сведения

Аллергия на инсулин — повышенная реакция иммунной системы на повторное парентеральное введение препаратов инсулина. В большинстве случаев аллергическая реакция бывает местной и проявляется в виде кожного зуда, уплотнения, болезненности в месте инъекции. Системные реакции встречаются редко, характеризуются кожными проявлениями (крапивница, отек Квинке), анафилаксией. Аллергия на инсулин наблюдается у 5-30% больных сахарным диабетом, уменьшаясь при переходе на современные очищенные препараты (ДНК-рекомбинантный человеческий инсулин) и точном соблюдении технологии введения лекарственного средства.

Аллергия на инсулин

Аллергия на инсулин

Причины

В лечении сахарного диабета используются различные препараты инсулина (бычий, свиной, человеческий), различающиеся по степени очистки и содержанию белковых или небелковых примесей. В основном аллергические реакции возникают на сам инсулин, значительно реже — на протамин, цинк и другие вещества, содержащиеся в лекарственном препарате.

Наименьшее количество аллергических реакций отмечается при использовании различных видов человеческого инсулина, наибольшее — при введении инсулинов животных. Самый иммуногенный — бычий инсулин, отличие которого от человеческого наиболее выражено (два других аминокислотных остатка A-цепи и один — B-цепи). Меньшая аллергенность — у свиного инсулина (отличие лишь по одному аминокислотному остатку B-цепи). Число случаев аллергии на инсулин значительно уменьшилось после внедрения в клиническую практику высокоочищенных инсулинов (содержание проинсулина меньше 10 мкг/г).

Развитие местных реакций может быть связано с неправильным введением лекарственных средств (внутрикожно, толстой иглой и связанной с этим чрезмерной травматизацией кожных покровов, неправильный выбор места для инъекции, сильно охлажденный препарат и т. п.).

Патогенез

Повышенная чувствительность к вводимым препаратам формируется при участии антител различных классов. Ранние местные аллергические реакции и анафилаксия обычно обусловлены иммуноглобулинами E. Возникновение местных реакций через 5-8 часов после введения препаратов инсулина и развитие инсулинорезистентности связаны с IgG. Аллергия на инсулин, развивающаяся через 12-24 часа после введения препарата, обычно свидетельствует об аллергической реакции замедленного типа (на сам инсулин или на присутствующий в препарате цинк).

Симптомы аллергии на инсулин

Аллергия на инсулин чаще проявляется развитием легких местных реакций повышенной чувствительности, которые могут возникать через 0,5-1 час после введения препарата и быстро исчезают (ранние реакции), или через 4-8 часов (иногда через 12-24 ч) после инъекции — отсроченные, поздние реакции, клинические проявления которых могут сохраняться в течение нескольких суток.

Основные симптомы местной аллергической реакции — покраснение, отечность и кожный зуд в месте инъекции. Зуд может быть локальным, умеренным, иногда он становится нестерпимым и может распространяться на соседние участки кожи. В части случаев на кожных покровах отмечаются следы расчесов. Иногда в месте введения инсулина может появляться уплотнение, возвышающееся над кожей (папула) и сохраняющееся в течение 2-3 суток.

В редких случаях длительное введение препаратов инсулина в одну и ту же область тела может приводить к развитию местных аллергических осложнений по типу феномена Артюса. При этом зуд, болезненное уплотнение в месте инъекции может появиться через 3-5-10 дней после начала введения инсулина. Если инъекции продолжают делать в ту же область, формируется инфильтрат, который постепенно увеличивается, становится резко болезненным и может нагнаиваться с образованием абсцесса и гнойных свищей, повышением температуры тела и нарушением общего состояния больного.

Осложнения

Аллергия на инсулин с развитием системных, генерализованных реакций встречается у 0,2% больных сахарным диабетом, при этом чаще клинические симптомы ограничиваются появлением крапивницы (гиперемия, зудящие волдыри в месте введения препарата), еще реже — развитием ангионевротического отека Квинке или анафилактического шока. Системные реакции обычно связаны с возобновлением инсулинотерапии после длительного перерыва.

Диагностика

Диагностика аллергии на инсулин основана на тщательном изучении данных аллергологического анамнеза (конкретная связь между введением препаратов инсулина и появлением симптомов гиперчувствительности), характерной клинической картине, данных осмотра пациента врачом аллергологом-иммунологом, эндокринологом, дерматологом и другими специалистами.

Проводятся стандартные клинические исследования для оценки общего состояния организма и уровня компенсации сахарного диабета, определяется уровень общих и специфических иммуноглобулинов, а также другие исследования, используемые в практической аллергологии для исключения аллергических реакций другой этиологии.

В специализированных учреждениях могут проводиться кожные аллергопробы с введением микродоз различных видов инсулина. При внутрикожной пробе вводится раствор инсулина в дозе 0,02 мл (разведение 0,004 ед/мл), кожная реакция оценивается через час по выраженности гиперемии и размеру появившейся папулы.

Аллергию на инсулин необходимо дифференцировать с другими аллергическими заболеваниями, псевдоаллергическими реакциями, вирусными инфекциями, кожными заболеваниями, кожным зудом при почечной недостаточности и лимфопролиферативных заболеваниях, новообразованиях.

Лечение аллергии на инсулин

При легких местных гиперреакциях, которые быстро (в течение нескольких минут, максимум в течение часа) проходят самостоятельно, дополнительных лечебных мероприятий не требуется. Если изменения сохраняются длительно, становятся более выраженными после каждого введения инсулина, необходимо назначение антигистаминных препаратов, а инъекции инсулина рекомендуется делать в разные участки тела дробными дозами. Если аллергия на инсулин сохраняется, необходимо использование свиного или человеческого инсулина, в котором отсутствует цинк. Оптимальным будет полный переход на введение очищенного человеческого инсулина.

При развитии системных реакций (крапивница, отек Квинке, анафилаксия) необходимо оказание неотложной помощи с введением адреналина, глюкокортикостероидов, антигистаминных средств, поддержанием функции кровообращения и дыхания. Полная отмена инсулинотерапии в этих ситуациях нецелесообразна, возможно временное снижение количества вводимого инсулина в 3-4 раза и постепенное увеличение дозы до средней терапевтической в течение 2-3 дней.

В случае если инсулинотерапия была прекращена на 2-3 дня и более, необходима проверка чувствительности к конкретному препарату путем проведения кожных проб и определения вида инсулина, в наименьшей степени вызывающего аллергические реакции. После этого необходимо проведение десенсибилизации (АСИТ) с введением минимальной первой дозы инсулина и постепенным повышением дозировок. Такой лечебный подход возможет только в условиях специализированного эндокринологического или аллергологического стационара.

Иногда при неэффективности десенсибилизации, необходимости проведения инсулинотерапии и наличии признаков анафилаксии выполняется введение очищенного человеческого инсулина вместе с глюкокортикостероидными гормонами (гидрокортизоном) в одном шприце небольшими дозами внутримышечно.

Прогноз и профилактика

При замене препарата инсулина на менее более очищенный признаки аллергии исчезают. В редких случаях возможны тяжелые системные аллергические реакции. Профилактика заключается в правильном подборе препаратов инсулина и своевременной их замене в случае возникновения аллергических реакций. Для этого пациенты должны быть осведомлены о проявлениях аллергии на инсулин и способах купирования нежелательных эффектов.

Источник

Аллерген c73 — инсулин человеческий, IgE

[21-261] Аллерген c73 — инсулин человеческий, IgE

600 руб.

Аллергия к человеческому инсулину наблюдается значительно чаще, чем к свиному и бычьему, хотя он менее антигенен. Аллергия, как правило, проявляется не сильно выраженными местными кожными реакциями в виде покраснения в месте инъекции или образования небольшой папулы и системными реакциями в виде крапивницы. Определение специфического иммуноглобулина Е к данному аллергену в повышенном количестве указывает на наличие сенсибилизации организма к нему.

Читайте также:  Что нужно знать об АСИТ-терапии: препараты, возможности, противопоказания

Синонимы русские

Специфический иммуноглобулин класса Е к инсулину человеческому.

Синонимы английские

Insulin (Human), IgE, Human Insulin AB.

Метод исследования

Иммунохемилюминесцентный анализ.

Единицы измерения

МЕ/мл (международная единица на миллилитр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Основной участник аллергической реакции немедленного типа (1-го типа) — иммуноглобулин класса Е (IgE). Для каждого аллергена существует специфический иммуноглобулин Е. Целью данного теста является определение аллергической реакции к инсулину человеческому.

Инсулин — это белковый гормон, который регулирует обмен углеводов в организме, он вырабатывается клетками поджелудочной железы. При развитии такого заболевания, как сахарный диабет, все клетки, способные производить инсулин, погибают. Это приводит к дефициту гормона в организме и неконтролируемому повышению уровня сахара в крови. Введение инсулина извне на сегодняшний день является единственным методом лечения данного заболевания.

Исторически первые препараты инсулина для заместительной терапии сахарного диабета получали из экстрактов поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней. Но так как инсулины животного происхождения отличались от человеческого по составу аминокислот, а также при недостаточной очистке содержали примеси, способные вызывать, в том числе, и аллергические реакции, от их применения постепенно отказываются. Развитие генно-инженерных технологий позволило искусственно синтезировать препарат, полностью соответствующий по составу аминокислот инсулину человека. В России в настоящее время преимущественно применяются препараты генно-инженерного человеческого инсулина.

Однако и применение генно-инженерного инсулина полностью не исключает аллергических реакций, хотя они и встречается намного реже, чем на инсулины животного происхождения (по некоторым данным, менее чем у 1 % начавших терапию рекомбинантным инсулином наблюдается развитие аллергических реакций). Считается, что это связано с изменением пространственной конфигурации искусственной молекулы гормона. Чаще всего реакции гиперчувствительности проявляются зудом, покраснением кожи в месте инъекции. Однако возможно развитие и системных аллергических реакций, например генерализованной крапивницы и отека Квинке.

Выполнение анализа безопасно для пациента по сравнению с кожными тестами (in vivo), так как исключает контакт с аллергеном. Кроме того, прием антигистаминных препаратов и возрастные особенности не влияют на качество и точность исследования.

Количественное определение специфических IgE-антител позволяет оценить взаимосвязь между уровнем антител и клиническими проявлениями аллергии. Низкие значения этого показателя указывают на низкую вероятность аллергического заболевания, в то время как высокий уровень имеет высокую корреляцию с клиническими проявлениями заболевания. При выявлении высоких уровней специфических IgE возможно предсказать развитие аллергии в будущем и более яркое проявление ее симптомов. Однако концентрация IgE в крови нестабильна. Она меняется с развитием заболевания, с количеством получаемой дозы аллергенов, а также на фоне лечения. Рекомендуется повторить исследование при изменении симптомов и при контроле проводимого лечения. О необходимости повторного исследования нужно консультироваться с лечащим врачом.

Для чего используется исследование?

  • Для диагностики гиперсенсибилизации к препаратам рекомбинантного человеческого инсулина.

Когда назначается исследование?

  • При наличии симптомов аллергии, предположительно, связанных с терапией препаратом человеческого инсулина.

Что означают результаты?

Референсные значения: 0.00 — 0.10 МЕ/мл.

Причины повышенного результата:

  • сенсибилизация к инсулину человеческому.

Причины отрицательного результата:

  • отсутствие сенсибилизации к данному аллергену;
  • длительное ограничение или исключение контакта с аллергеном.



Важные замечания

  • Так как молекулы инсулинов разного происхождения имеют в некоторой мере схожую аминокислотную структуру, антитела к животным инсулинам могут перекрестно реагировать и с человеческим инсулином (перекрестная реактивность).
  • Выполнение данного исследования безопасно для пациента по сравнению с кожными тестами (in vivo), так как исключает контакт пациента с аллергеном. Прием антигистаминных препаратов и возрастные особенности не влияют на качество и точность исследования.

Также рекомендуется

  • Суммарные иммуноглобулины E (IgE) в сыворотке
  • Оценка инсулинорезистентности (индекс HOMA-IR)
  • Смесь пищевых аллергенов № 15 (IgG): апельсин, банан, яблоко, персик
  • Фадиатоп (ImmunoCAP)
  • Фадиатоп детский (ImmunoCAP)
  • Экзема

+ определение специфических иммуноглобулинов класса E к прочим аллергенам

Кто назначает исследование?

Аллерголог, гастроэнтеролог, дерматолог, педиатр, терапевт, врач общей практики.

Литература

  • Henry’s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods, 23e by Richard A. McPherson MD MSc (), Matthew R. Pincus MD PhD (). St. Louis, Missouri : Elsevier, 2016. Pages 1065-1069.
  • A Manual of Laboratory and Diagnostic Tests, 9th Edition, by Frances Fischbach, Marshall B. Dunning III. Wolters Kluwer Health, 2015. Pages 620-621.
  • Аллергология и иммунология: национальное руководство / под ред. Р. М. Хаитова, Н. И. Ильиной. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. С. 520-522, 524-536.
  • Эндокринология. Национальное руководство. Краткое издание / под ред. И. И. Дедова, Г. А. Мельниченко. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. С. 121, 132.

Источник

Аллергические реакции на введение инсулина

Уверен, что все вы слышали о ДНК, дезоксирибонуклеиновой кислоте. Я написал это здесь, чтобы не выговаривать каждый раз. Думаю, вы уже знаете о том, что эта молекула отвечает за наследственность и несёт всю генетическую информацию. И в этом ролике мы поговорим о том, что все знают. Ведь все знают, что такие вещи, как цвет волос, цвет глаз и многое другое, закодированы в ДНК. И в этом ролике я объясню вам, как молекула ДНК кодирует всё это. Как информация хранится в этой молекуле и как она кодирует белки в составе ферментов, органов и тканей, клеток мозга и всего то, что делает нас нами? Здесь вы можете увидеть трёхмерное изображение молекулы ДНК. Думаю, все слышали о двойной спирали. Двойная спираль. Так называется форма, которую принимает ДНК. Это двойная спираль. Перед вами две нити, которые переплетаются друг с другом. Вот одна, а вот вторая, и они переплетаются таким образом. Нити соединены между собой этими мостиками и закручены друг вокруг друга. Вот так. Надеюсь, понятно. Это двойная спираль — структура, форму которой принимает ДНК. Теперь поговорим о том, как обеспечивается наследственность, как происходят естественный отбор и изменчивость. В ближайшее время мы с вами изучим статью Уотсона и Крика о двойной спирали, которую они и открыли. Эта статья не только одно из величайших открытий в истории человечества, эта заметка в полторы страницы — мой идеал лаконичности: есть что сказать — говори кратко. Давайте обсудим, каким образом кодируются белки и вообще черты организма. Вот молекула ДНК в увеличении. Та же молекула, что и на предыдущем рисунке. Вот нити ДНК. Вот это розовая нить, если её расплести… Здесь спираль закручена, но если её расплести, это будет розовая нить. Вот так это будет выглядеть. а с другой стороны будет зелёная нить ДНК. Если их заплести, получится это. А вот эти мостики на рисунке — это связи вот здесь. Вот они. Мостики. В основе кодирования информации лежат блоки, составляющие эти мостики и состоящие из разных молекул. Таких молекул четыре. Это аденин, напишу здесь, слева. Я взял это из Википедии, так что вы сможете узнать всё подробно. Вот аденин. Это молекулярная формула аденина. Он соединён с сахаром, рибозой. Вернее, дезоксирибозой. А вот остаток фосфорной кислоты. Сахара и остатки фосфорной кислоты составляют костяк. Не хочу вдаваться в подробности, потому что это не относится к кодированию наследственной информации. Костяк везде одинаков, везде, а вот направления разные. Цепи ДНК антипараллельны. Но это не важно. Важны эти основания. Аденин. Аденин связывается с тимином, вот так. Вот молекула аденина — основание аденин, — он соединяется с тимином. Это пара нуклеотидов. Аденин и тимин образуют пару. Тимину всегда соответствует аденин. А вот гуанин связывается с цитозином. Гуанин, он связывается с цитозином. Обязательно запомните эти названия. Где бы вы ни обсуждали молекулу ДНК и пары нуклеотидов, это нужно знать. Но их названия и их формулы нас не интересуют. Нас интересует то, что их четыре и они образуют код для информации. Нарисуем одну из цепей условно. Изобразим её в упрощённом виде. Вот аденин, затем цитозин, цитозин вот гуанин. Гуанин. Он фиолетовый. Хотя нет, пусть будет тимин. Нарисую его фиолетовым, а гуанин — синим. Вот цепь ДНК: АЦТГ. Вторую цепь легко построить, мне даже не нужно смотреть на рисунок. Смотрите, вот аденин, ему соответствует тимин, цитозину соответствует гуанин, тимину — аденин, гуанину — цитозин. Цепи ДНК комплементарны. Если вдуматься, они кодируют одно и то же. Имея одну из цепей, можно построить другую. Это молекула человеческой ДНК. Но остаётся неясным, как эти молекулы кодируют облик человека? Как они кодируют целый организм? Как это все работает? Ну что ж, человеческий геном состоит из трёх миллиардов пар нуклеотидов. Три миллиарда пар нуклеотидов. И это всего лишь половина хромосом. Об этом я расскажу как-нибудь позже. Мы учитываем половину хромосом, потому что хромосомы — парные структуры. Об этом я расскажу подробнее. И это число наверняка покажется кому-то ничтожно малым и незначительным, а кому-то — нереально огромным и даже пугающим. Но это размер нашего генома. Мы так устроены. Эти 3 миллиарда пар нуклеотидов содержат полную информацию о человеческом организме. И самое забавное заключается в том, что у большинства приматов большая часть генома совпадает с человеческим. Даже у круглых червей и дрозофил огромная часть генома совпадает с нашим. Возможно, я сделаю об этом ролик, ролик о сравнительной биологии. Однако, как пары нуклеотидов кодируют белки? Это же информация, это данные. В компьютере данные хранятся в виде нулей и единиц, но здесь 4 различных значения. Можно, конечно, считать разные нуклеотиды нулями, единицами, двойками и тройками, но мы об этом сейчас не будем. Как же кодируется информация? Сначала ДНК транскрибируется. Транскрибируется. Этот процесс называется транскрипцией. Транскрипция. Я покажу его упрощённо, в общих чертах. Итак, во время транскрипции цепи расплетаются, и одна из них, например вот такая, одного цвета… Допустим, эта цепь состоит из нуклеотидов. АТГГАЦГТА Вот одна из расплетённых цепей. Теперь она транскрибируется. Не сама по себе, в этом участвует огромное количество ферментов и белков, происходит множество химических реакций, и ДНК транскрибируется в комплементарную мРНК. Давайте поговорим об РНК. Название кажется знакомым? Это рибонуклеиновая кислота. Просто уберите отсюда «дезокси». Рибонуклеиновая кислота очень похожа на ДНК, и кодируется она точно так же. Единственное различие заключается в том, что тимин заменён на урацил. Урацил. Так что везде вместо тимина пишем урацил. Пусть это цепь ДНК, тогда цепь матричной РНК будет ей комплементарна. Итак, посмотрим её. Будь это ДНК, тут бы был тимин, а в РНК будет урацил. Потом аденин, цитозин, цитозин , урацил, а далее гуанин, цитозин, аденин и затем будет урацил. Это матричная РНК. Этот процесс происходит в ядре клетки. Мы обязательно сделаем серию видеороликов о строении клетки и обязательно расскажем об эукариотических клетках, а также прокариотических организмах. Итак, идем дальше. Клетки сложных организмов содержат ядро, вмещающее в себя всю ДНК. Затем цепь мРНК отщепляется от ДНК, с которой она транскрибировалась, и покидает ядро, отправляясь на рибосомы. Это, конечно,очень упрощённый вариант, но на рибосомах с мРНК транслируются белки. Я покажу это. Вот наша мРНК, которая транскрибирована с ДНК. (Сотру ДНК. Вот так.) Вот мРНК, которая транскрибирована с той ДНК. А ещё нам нужны тРНК — транспортные РНК. А здесь начинается самое интересное. Может быть, вы и не знали, но мы состоим из белков, которые в свою очередь состоят из аминокислот. Если вы занимались пауэрлифтингом, то знакомы с аминокислотными добавками и не только. Так вот, аминокислоты являются составными элементами белков. У моего сына аллергия на молочный белок, и его детское питание содержит чистые аминокислоты, т. е. разрушенный молочный белок. Белок представляет собой цепочку, состоящую из аминокислот. Длинную цепочку. Мы скоро рассмотрим несколько белковых структур, чтобы было нагляднее. Очень длинная цепочка аминокислот. Аминокислот всего 20. Из двадцати различных аминокислот состоят все белки организма. Я запишу это. И как же нам закодировать 20 разных аминокислот? Как это сделать? У нас есть лишь 4 разных нуклеотида, вот они. Теперь обратимся к комбинаторике. Подумайте сами, мы можем закодировать только 4 элемента четырьмя нуклеотидами, ведь их всего 4, всего 4 нуклеотида: аденин, гуанин, цитозин и в зависимости от того, ДНК у нас или РНК, урацил или тимин. Как увеличить число комбинаций? Что, если кодировать двумя нуклеотидами? Сколько тогда будет комбинаций? 4 варианта тут и 4 здесь, получается всего 16 комбинаций, но этого недостаточно. Для 20 аминокислот этого мало. Так не получится закодировать все аминокислоты. Мы ещё поговорим об их названиях. Что же нам делать? Может быть, использовать три? Если использовать три, будет 4 на 4 на 4, то есть 64 элемента. Используя, три нуклеотида. 64 элемента при использовании 3 нуклеотидов. Итак, 3 нуклеотида кодируют аминокислоту. Это, конечно же, перебор. 64 комбинации всего лишь для 20 аминокислот, поэтому наш генетический код избыточен. Я не помню настоящих кодов, поэтому чисто для примера возьмём УАЦ отсюда. Пусть он кодирует аминокислоту 1. А ААЦ пусть кодирует аминокислоту 2. Думаю, вы уловили суть. Пусть ГГГ кодирует аминокислоту 10. Вернёмся к мРНК, когда она покидает ядро и направляется на рибосомы. Я покажу вам схемку на пару секунд. Так вот, на рибосомы направляется эта молекула мРНК. Само собой, она длиннее, я показал лишь часть мРНК. Так вот, мРНК выступает как шаблон для молекул тРНК. Молекулы тРНК выступают в качестве носителей аминокислот. Носители аминокислот. Допустим, это аминокислота, это ещё одна аминокислота, а вот 3-я аминокислота. И они соединены с тРНК. Пусть это будет молекула тРНК. Они соединены, а молекула тРНК несёт… (я выберу цвет потемнее) она несёт код, несёт код АУГ. Здесь будет другой код. Здесь будет. Секунду. Код ГАЦ. Итак, что же дальше? Матричная РНК находится на рибосоме, и с ней происходит следующее: эта тРНК связывается вот с этой частью мРНК. Почему? Аденин связывается с урацилом, урацил связывается с аденином, гуанин — с цитозином, вот они и притягиваются. Итак, они притягиваются и молекула тРНК занимает своё место в этом участке молекулы мРНК. Вот тРНК. А это -мРНК. Суть не в названиях. Я просто хотел подробно показать, как образуются белки. Вот аминокислота. Пусть это будет аминокислота 1, аминокислота 5 и аминокислота 20. Эта молекула садится сюда. Гуанин связывается с цитозином. Химически это водородные связи, формирующие пары нуклеотидов. Аденин связывается с урацилом, цитозин — с гуанином и так далее. Допустим, все они связались. Секунду. Итак, они связались. Вот молекула мРНК (не буду её расшифровывать), тРНК связывается с ней вот здесь, и каждая несёт свой груз. Каждая несёт свой груз. Вот первая из них с этой аминокислотой, вот вторая несёт эту аминокислоту и так далее. Продолжим: здесь будет зелёная аминокислота. На самом деле они не имеют цвета, это для наглядности. Затем аминокислоты связываются друг с другом, потому что находятся рядом. Это не происходит само собой. Рибосома содержит различные ферменты, катализирующие этот процесс. После образования связей тРНК отщепляется, оставляя цепочку аминокислот. Затем цепочка аминокислот начинает сгибаться. Это очень увлекательно. Форму белков изучают множество лет, и она определяет большую часть структурных свойств. Важна не последовательность аминокислот, а то, какую форму имеет белок. Белки образуют ультрасложные структуры. Взаимодействие аминокислот друг с другом приводит к образованию трёхмерных структур. В Википедии я узнал количество аминокислот; по ним мы узнаём размер ДНК. Я прочел об этом в википедии. Вот инсулин — ключевой гормон в метаболизме глюкозы. Вот это инсулин, это гормон. Вот часто говорят об иммунной системе. Также об эндокринной системе и гормонах, также пищеварительной системе. А это гемоглобин, который транспортирует кислород в крови. Это всё белки, а все эти крохотные складочки — маленькие скопления аминокислот. Где-то аминокислотных цепей несколько, причудливо переплетающихся друг с другом, а где-то аминокислотная цепь только лишь одна. В молекуле инсулина 50 аминокислот. После образования цепи она складывается, формируя этот шарик, и форма этого шарика определяет функцию инсулина в организме. И в этой молекуле приблизительно, приблизительно 50 аминокислот, 50 аминокислот. А эта молекула — иммуноглобулин G, часть иммунной системы, около 1500 аминокислот. Где-то 1500 аминокислот. Сколько же нужно ДНК, чтобы закодировать это? Втрое больше, так? 3 пары нуклеотидов кодируют одну аминокислоту. 3 пары нуклеотидов образуют так называемый кодон. Кодон. 3 пары нуклеотидов — это кодон. Если инсулин состоит из 50 аминокислот, он кодируется 50 кодонами, а это 150 пар нуклеотидов, пар оснований. Для 1500 аминокислот нужно 1500 кодонов, а это примерно 4500 пар нуклеотидов. 4500 пар нуклеотидов. И всё равно остаются некоторые вопросы, поэтому поговорим о самом нижнем уровне. Здесь у меня молекула РНК, но нас интересует нижний уровень ДНК. Уровень, на котором кодируется информация. Как это связано, например, с генами, хромосомами и так далее и тому подобное? Так вот, 150 пар нуклеотидов, составляющих инсулин, составляют ген, а эти 4500 пар нуклеотидов — другой ген. Итак, эти 4500 пар нуклеотидов составляют другой ген. Не все гены кодируют белки, но все белки кодируются генами. Например, у нас есть участок цепи ДНК — очень длинная цепочка нуклеотидов. Вот её конец, а всего в ней 4500 нуклеотидов, она может кодировать белок, а может и не кодировать белок, а нести регулирующую функцию, приказывая другим участкам ДНК кодировать или не кодировать что-либо и управляя ДНК. Это всё сложно. Такой участок ДНК называется геном. Этот участок ДНК — это ген. Размер гена может составлять от пары сотен пар нуклеотидов до нескольких тысяч пар нуклеотидов. Итак, ген — часть хромосомы, кодирующая определённый белок или выполняющая конкретную функцию. Гены бывают разными. Это, конечно, упрощение, но представим, что это ген инсулина. Ген инсулина. Инсулин может кодироваться по-разному. Это всё условно, я не знаю точной последовательности. Возможно, инсулин не самый лучший пример, но многие белки могут быть закодированы по-разному. Тимин может смениться цитозином, а белок останется прежним. Изменение незначительное, и функция белка меняется слабо. Просто вариант. Мне нравится это слово. Каждый вариант гена называется аллелем. Аллель — это вариант гена. Вариант гена. Обратите внимание на цепочку ДНК, вот, вот здесь. Это одна пара нуклеотидов. Вот один нуклеотид, это — другой нуклеотид. Например, это аденин, а это тимин. Зелёный. Вот аденин, а здесь тимин. Если это гуанин,то напротив будет цитозин. Это очень короткий участок. Мы уменьшим увеличение и возьмём длинный участок ДНК, где каждая точка — пара нуклеотидов. Каждая точка — пара нуклеотидов. Пусть, этот участок кодирует ген под номером 1. Ген 1. Дальше идёт участок, функцию которого мы не знаем. Буду честен, в этой беседе о ДНК мы подошли к границе наших знаний. ДНК — очень сложная молекула, в ней много обратных связей. Одни гены управляют другими, всё очень и очень сложно. И функции огромных участков ДНК нам не известны. Но здесь может быть другой участок, кодирующий ген 2, возможно, он чуть длиннее. Например, 1000 пар нуклеотидов. Теперь берём всю эту ДНК и закручиваем вот таким вот образом. Вот так. Она закручивается, закручивается и закручивается, образуя петли. Наконец, они переплетаются между собой, и получается это. Это хромосома. Хромосома. Чтобы понять, насколько хромосома большая, сравним её с парой нуклеотидов. Всего хромосом в геноме человека 23 пары. Заглянем внутрь ядра клетки, вот оно, а это сама клетка. На самом деле клетка больше, здесь 23 пары хромосом. Я не буду рисовать их все. Хромосомы можно увидеть в обычный микроскоп, так они будут выглядеть в доступном нам масштабе. Самая большая из них — хромосома № 1. На её примере покажем, как много информации может быть в хромосоме. В ней 220 миллионов пар нуклеотидов. Генетики используют все единицы: хромосомы, гены и пары нуклеотидов. Важно понять масштаб. Хромосомы — очень длинные цепи ДНК, конденсированной и свёрнутой, а здесь находится 220 миллионов пар нуклеотидов. Так что единица генетической информации чрезвычайно мала по сравнению с самой хромосомой. Теперь мы кое-что знаем, и я хочу вернуться назад, потому что меня изумляет, что какие-то комбинации аминокислот могут формировать эти причудливые сложные структуры, и, что интересно, мы до сих пор не знаем, как они взаимодействуют и регулируют работу всех биологических процессов. А самое изумительное, что эта схема — с ДНК на мРНК, с мРНК на тРНК, с тРНК в эти молекулы, — справедлива для всех форм жизни на Земле. У нас всех одинаковый механизм, у нас с растениями общие корни, у нас всех есть ДНК. Я, например, не люблю тараканов, но и с ними у меня общие корни: ДНК и генетический код у нас одинаковы, они одинаковы у всего живого. Меня это изумляет. Ещё удивительнее то, как все эти структуры кодируются ДНК. Вы не ослышались. Это доказанный факт. Вот причудливая структура, но в её основе лежат всего 20 аминокислот. Они как кубики ЛЕГО, эти кубики собирают вместе, химические взаимодействия формируют эти поистине впечатляющие структуры. Ну что-же на этом все. Теперь мы кое-что знаем о ДНК и кодировании белков, и можем вернуться назад и поговорить об изменчивости в популяции.

Читайте также:  Аллергия на щеках у новорожденного

Источник