MedOnline Тренуватись онлайн

Для лікування урогенітальних інфекцій використовують хінолони - інгібітори ферменту ДНК - гірази. Який процес порушується під впливом хінолонів в першу чергу?

Чому це правильна відповідь

ДНК-гіраза (топоізомераза II типу) є ключовим ферментом прокаріотичної реплікації ДНК і каталізує введення негативних супервитків у кільцеву бактеріальну ДНК за рахунок гідролізу АТФ, що дозволяє розплутувати та розслабляти позитивні супервитки, які виникають попереду реплікативної вилки при розкручуванні подвійної спіралі ДНК-геліказою. Без активності ДНК-гірази швидко накопичуються позитивні супервитки, що фізично блокує рух реплікативної вилки, зупиняє синтез нових дочірніх ланцюгів ДНК полімеразами III і призводить до незавершеної реплікації геному. Хінолони (норфлоксацин, ципрофлоксацин, офлоксацин тощо) стабілізують ковалентний комплекс ДНК-гіраза–ДНК, перешкоджаючи повторному з’єднанню розрізаних ланцюгів ДНК і викликаючи незворотні двуланцюгові розриви, що в першу чергу блокує саме реплікацію, а не інші процеси, які потребують ДНК-гірази лише факультативно або в значно меншому ступені. Зупинка реплікації призводить до неможливості завершення поділу бактеріальної клітини, накопичення незавершених реплікативних комплексів і активації SOS-відповіді, що в кінцевому результаті викликає бактеріостатичний, а при високих концентраціях – бактерицидний ефект. Таким чином, первинною та основною мішенню хінолонів є саме процес реплікації ДНК, що пояснює швидке припинення росту та розмноження бактерій при урогенітальних інфекціях, тоді як інші варіанти процесів або не залежать від ДНК-гірази взагалі, або залежать вторинно і значно слабше.

Чому інші варіанти не підходять

Рекомбінація генів
Рекомбінація генів у бактерій (кон’югація, трансдукція, гомологічна рекомбінація) частково залежить від топоізомераз, але не від ДНК-гірази як обов’язкового ферменту; основні ферменти – RecA, RuvABC, топоізомераза IV. Інгібіція ДНК-гірази хінолонами не блокує рекомбінацію в першу чергу і не є основним механізмом їх антибактеріальної дії, тому цей варіант не відповідає первинному ефекту.
Зворотня транскрипція
Зворотна транскрипція характерна виключно для ретровірусів (ВІЛ) і каталізується вірусною зворотною транскриптазою, яка не є топоізомеразою і не інгібується хінолонами. Хінолони не діють на віруси взагалі, тому цей процес абсолютно не порушується при їх застосуванні.
Репарація
Репарація ДНК у бактерій частково може залучати топоізомерази для зняття напруги при вирізанні пошкоджених ділянок (наприклад, NER-шлях), але основним ферментом для розплутування при репарації є топоізомераза IV, а не ДНК-гіраза. Блокада ДНК-гірази хінолонами не є первинним механізмом порушення репарації і не викликає швидкої загибелі бактерій через дефекти репарації.
Ампліфікація генів
Ампліфікація генів (збільшення копійності певних локусів) є рідкісним евкаріотичним феноменом і не характерна для бактерій; у прокаріотів регуляція експресії генів відбувається на рівні транскрипції та трансляції, а не ампліфікації. ДНК-гіраза в цьому процесі не відіграє жодної ролі.

Це одне питання з бази КРОК

У КРОК-хабі ці ж питання можна проходити з підрахунком результату, з роботою над помилками, статистикою за темами й системами, архівом і схожими тестами.

Схожі питання — Нуклеотиди та нуклеїнові кислоти