Животът на всяка клетка, включително глобалните процеси на растеж, разделяне и дори смърт, в зависимост от външните регулаторни сигнали, които получава. Тези сигнали могат да бъдат физически ефекти (температура, йонизиращи лъчения и други електромагнитни лъчения) или няколко химически съединения. Добре известни вещества, които тялото използва за регулиране на клетъчната активност включват, например стероидни хормони, цитокини или растежни фактори, достигайки целеви клетки и ги кара да специфични метаболитни промени, свързани включително голяма промяна в експресията на групи от гени. Еднакво силни и специфични също често да предизвика различни физиологично активни вещества екзогенен произход, например феромони или токсини.
Тези сигнали се предават чрез съответните сигнални молекули са основно по отношение на каскадите от биохимични реакции, които започват в клетките в отговор на въздействието. Основни сигнали признати от клетки, благодарение на техните специфични рецепторни молекули на протеин природата взаимодействат с първични сигнални молекули или ефекти на физическата природа. Основно сигнал, като правило, не се прилага директно към тези метаболитни процеси в клетката, за регулиране на което е предназначен. Вместо това наблюдение неговия рецептор инициира образуването на междинно съединение в клетката химични съединения, които активират вътреклетъчни процеси, които да повлияят върху основната цел на извънклетъчния сигнал. Тъй като тези междинни съединения съдържат информация за основните регулаторни сигнали и предават това са вторични, те се наричат вторични посредници. Те могат да имат различни йони, циклични нуклеотиди, продукти от разграждането на липиди, както и разнообразие от други химични вещества от биогенен произход.
Използването на еукариотите втори пратеник система ги прехвърля към ново ниво на интеграция на метаболитни и катаболните процеси, е необходимо за съществуването на многоклетъчни организми. По-специално, вторичните пратеници позволяват многократно усилване на сигнала от първичен регулатор на извънклетъчни регулаторни молекули, които по този начин се извършва тяхното действие е в ниски концентрации в извънклетъчното пространство. В допълнение, много групи от клетки и тъкани придобиват способността за едновременно и за същия вид реакция на първичния регулиране сигнал, например на хормон действието на орган на ендокринната система. Това дава възможност за бърза адаптация многоклетъчен организъм към променящите се условия на закрито и на околната среда.
предаване на първични сигнали трансмембранен. За нулевия сигнала регулатор достигна ядрото и има влияние върху експресията на гени мишени, той трябва да премине през двоен слой на мембраната, а именно тези клетки, които са предназначени. Обикновено, това се постига благодарение на наличието на повърхността на протеинов клетъчен рецептор, по-специално избрани от сигнали на околната среда, които разпознават в състояние (фиг. I.22). В най-простия случай, когато регулатори нискомолекулни действат като хидрофобен химическо съединение, разтворимо в липидните мембрани (например стероидни хормони), рецепторите не са използвани за транспортирането им, и те проникват в клетката чрез радиална дифузия. Вътре в клетките такива съединения взаимодействат специфично с рецептор на протеин, и полученият комплекс се прехвърля в ядрото, където се проявява своя регулаторен ефект върху транскрипцията на съответните гени (вж. Фиг. I.22, а).
За разлика от мембранни рецептори, насочени към извънклетъчното пространство, имат способността да изпълнява лиганд-регулатор транспорт в клетките чрез ендоцитоза (абсорбция чрез прибиране мембрана) от мембранни капсули лиганд-рецептор в състава. се използва Такъв механизъм, по-специално за пренасяне на молекули в клетки на холестерола, свързан с липопротеините с ниска плътност рецептор (виж. Фиг. I.22, б). Друг тип рецептор насочена към извънклетъчни лиганди - молекула трансмембранен или група от молекули. Взаимодействие с лиганд частта на такива чужди молекули се придружава от индуцирането на ензимната активност, свързана с вътреклетъчната част на същия полипептид (вж. Фиг. I.22, в). Примери на такива рецептори с активност на тирозин протеин кинази са инсулиновия рецептор, епидермален растежен фактор и получен от тромбоцити растежен фактор. В невроналните синапси и невромускулни контактни зони тъкан лиганди, невротрансмитери (например, ацетилхолин или -аминомаслена киселина) взаимодействат с трансмембранни йонни канали (вж. Фиг. I.22, д). В отговор на това йонен канал се отваря, придружен от движение на йони през мембраната и бързата промяна в трансмембранен електрически потенциал. Други трансмембранни рецептори комуникират с извънклетъчни матрични протеини цитоскелетни микрофиламенти клетки и регулиране на клетъчната форма, в зависимост от извънклетъчната матрица, на растежа и мотилитет (вж. Фиг. I.22, д). Накрая, една голяма група от извънклетъчни сигнали, призната от рецептори, свързани върху вътрешната повърхност на мембраната с GTP-свързващи протеини, което от своя страна, в отговор на първичния сигнал, за да започне синтеза на вторични посредници регулиране на активността на вътреклетъчни протеини (вж. Фиг. I.22, д ). Класификация от структурната основа рецептори носещи прехвърлянето на сигнала в клетката през мембраната е показано в таблица. I.12.
Фиг. I.22. Методи за прехвърляне на извънклетъчни регулаторни сигнали през мембрани от еукариотни клетки (а-д)
Y и Y-P - не-фосфорилирани и фосфорилирани Туг остатъци в протеини, съответно. Превръщането на прекурсора също е показано на втори месинджър X Z
Всички рецепторите участват в трансмембранен сигнализиране, се разделят на три класа. Така, обикновено се счита сходството или разликата на вторични структури субединици, а не характеристики на техните аминокиселинни последователности. Рецептори първи клас форма олигомерни структури около порите в мембраните. пренасяне на сигнала в този случай се извършва в резултат на отварянето или (в един случай) затваряне на йонни канали. В част рецепторен клас основната 2 потопена в мембраната, и всяка от субединиците съдържа последователност, призната от G-протеини (вж. По-долу). За всички субединици от този клас се характеризира с трансмембранен (ТМ) последователност, която преминава през мембраната 7 пъти. Трети клас субединица рецептор минимално потапя в мембрана, която осигурява мобилността на рецептора интернализация и възможност за тяхното (преход в цитоплазмата на клетките в състава на везикула мембраната). Повечето от полипептидни вериги на тези субединици е изложен на външната страна на клетките.
Втори пратеници. Хипотезата, че ефектът на хормоните върху метаболизма на клетките и генната експресия медиирана вътреклетъчни вторични пратеници, за първи път след откриването в края на 1950 г. Е. Съдърланд цикличен аденозин 3 ', 5'-монофосфат (сАМР). Към днешна дата, списъкът на вторичните пратеници разшири и да включва цикличен гуанозин 3 ', 5'-монофосфат, фосфоинозитиди, Са2 + йони и Н +. и ретинолова метаболити на арахидоновата киселина, азотен оксид (NO), както и няколко други биогенни химикали. Разгледаме по-подробно характеристиките на механизма на действие на всеки един от тях е извън обхвата на тази книга, въпреки че те могат да имат специфичен ефект върху генната експресия.
Свързани статии