Или трансмембранни йонни токове.

Вещество, което се свързва специфично с рецептор, се нарича рецепторен лиганд. Вътре в тялото обикновено е хормон или невротрансмитер или техни изкуствени заместители, използвани като лекарства и отрови (агонисти). Някои лиганди, напротив, блокират рецепторите (антагонисти). Що се отнася до сетивните органи, лигандите са вещества, които действат върху обонятелните или вкусовите рецептори. В допълнение, молекулите на зрителните рецептори реагират на светлина, а в органите на слуха и докосването рецепторите са чувствителни към механични въздействия (натиск или разтягане), причинени от въздушни вибрации и други стимули. Съществуват също така термочувствителни рецепторни протеини и рецепторни протеини, които реагират на промени в мембранния потенциал.

Енциклопедичен YouTube

• 1 / 5

  Клетъчните рецептори могат да бъдат разделени на два основни класа - мембранни рецептори и вътреклетъчни рецептори.

  Мембранни рецептори

  Функцията на "антените" е разпознаването на външни сигнали. Разпознаването на региони на две съседни клетки може да осигури клетъчна адхезия чрез комуникация помежду си. Благодарение на това клетките се ориентират и създават тъкани в процеса на диференциация. Места за разпознаване също присъстват в някои молекули, които са в разтвор, поради което те се поемат избирателно от клетки, които имат комплементарни места за разпознаване (например, те се поемат от LDL, използвайки LDL рецептори).

  Двата основни класа мембранни рецептори са метаботропни рецептори и йонотропни рецептори.

  Йонотропните рецептори са мембранни канали, които се отварят или затварят, когато са свързани с лиганд. Получените йонни потоци причиняват промени в трансмембранната потенциална разлика и в резултат на това възбудимостта на клетката, а също така променят вътреклетъчните концентрации на йони, което може вторично да доведе до активиране на вътреклетъчни медиаторни системи. Един от най-пълно проучените йонотропни рецептори е n-холинергичният рецептор.

  Метаботропните рецептори са свързани с вътреклетъчните информационни системи. Промените в тяхната конформация при свързване с лиганда водят до стартиране на каскада от биохимични реакции и в крайна сметка до промяна във функционалното състояние на клетката. Основните видове мембранни рецептори:

  1. Рецептори, свързани с хетеротримерни G протеини (например вазопресинов рецептор).
  2. Рецептори с присъща тирозинкиназна активност (например инсулинов рецептор или рецептор на епидермален растежен фактор).

  Свързаните с G протеин рецептори са трансмембранни протеини, имащи 7 трансмембранни домена, извънклетъчен N-край и вътреклетъчен С-край. Лиганд-свързващият сайт е разположен върху извънклетъчни бримки, G-протеин свързващият домен е разположен близо до С-края в цитоплазмата.

  Активирането на рецептора кара неговата α-субединица да се дисоциира от комплекса βγ-субединица и по този начин да се активира. След това той или активира, или обратно, инактивира ензима, който произвежда вторични месинджъри.

  Рецепторите с тирозин киназна активност фосфорилират следващите вътреклетъчни протеини, често също протеин кинази, и по този начин предават сигнал в клетката. В структурно отношение това са трансмембранни протеини с единичен мембранен домен. Като правило, хомодимери, чиито субединици са свързани с дисулфидни мостове.

  вътреклетъчни рецептори

  Вътреклетъчни рецептори - като правило, транскрипционни фактори (например глюкокортикоидни рецептори) или протеини, които взаимодействат с транскрипционни фактори. Повечето вътреклетъчни рецептори се свързват с лиганди в цитоплазмата, стават активни, транспортират се заедно с лиганда до клетъчното ядро, където се свързват с ДНК и индуцират или потискат експресията на някакъв ген или група от гени.
  Азотният оксид (NO) има специален механизъм на действие. Прониквайки през мембраната, този хормон се свързва с разтворимата (цитозолна) гуанилат циклаза, която е едновременно рецептор на азотен оксид и ензим, който синтезира втория посредник, cGMP.

  Основните системи за вътреклетъчно предаване на хормонален сигнал

  Аденилатциклазна система

  Централната част на аденилатциклазната система е ензимът аденилатциклаза, който катализира превръщането на АТФ в сАМР. Този ензим може или да бъде стимулиран от протеина Gs (от английски стимулиращ), или инхибиран от протеина G i (от английски инхибиращ). cAMP след това се свързва с cAMP-зависима протеин киназа, наричана още протеин киназа A, PKA. Това води до неговото активиране и последващо фосфорилиране на ефекторни протеини, които изпълняват някаква физиологична роля в клетката.

  Фосфолипаза-калциева система

  G q протеините активират ензима фосфолипаза С, който разцепва PIP2 (мембранен фосфоинозитол) на две молекули: инозитол-3-фосфат (IP3) и диацилглицерид. Всяка от тези молекули е втори пратеник. След това IP3 се свързва със своите рецептори на мембраната на ендоплазмения ретикулум, което води до освобождаване на калций в цитоплазмата и задейства много клетъчни реакции.

  Гуанилат циклазна система

  Централната молекула на тази система е гуанилат циклазата, която катализира превръщането на GTP в cGMP. cGMP модулира активността на редица ензими и йонни канали. Има няколко изоформи на гуанилат циклазата. Единият от тях се активира от азотен оксид NO, другият е директно свързан с рецептора на предсърдния натриуретичен фактор.

  cGMP контролира водния метаболизъм и йонния транспорт в бъбреците и червата, а в сърдечния мускул служи като сигнал за релаксация.

  Фармакология на рецепторите

  По правило рецепторите са способни да се свързват не само с основните ендогенни лиганди, но и с други структурно подобни молекули. Този факт прави възможно използването на екзогенни вещества, които се свързват с рецепторите и променят състоянието им като лекарства или отрови.

  Така например рецепторите за ендорфини - невропептиди, които играят важна роля в модулирането на болката и емоционалното състояние, също се свързват с лекарства от морфиновата група. Рецепторът може да има, в допълнение към основното място или "място" на свързване с хормон или медиатор, специфичен за този рецептор, също допълнителни алостерични регулаторни места, с които се свързват други химикали, модулирайки (променяйки) отговора на рецептора към основния хормонален сигнал - засилване или отслабване, или заместване на основния сигнал. Класически пример за такъв рецептор с множество места на свързване за различни вещества е рецепторът на гама-аминомаслена киселина подтип А (GABA). В допълнение към мястото на свързване за самата GABA, той също има място на свързване за бензодиазепини („бензодиазепиново място“), място на свързване за барбитурати („място на барбитурат“), място на свързване за невростероиди като алопрегненолон („място на стероид“ ).

  Много видове рецептори могат да разпознават няколко различни химикали чрез едно и също място на свързване и в зависимост от конкретното прикрепено вещество, да бъдат в повече от две пространствени конфигурации - не само „включено“ (хормон на рецептора) или „изключено“ (има няма хормон на рецептора). ), но и в няколко междинни.

  Вещество, което е 100% вероятно да накара рецептора да премине към 100% включена конфигурация, когато се свърже с рецептора, се нарича пълен агонист на рецептора. Вещество, което със 100% вероятност причинява прехода си към конфигурация „100% отстъпка“, когато се свърже с рецептора, се нарича рецепторен обратен агонист. Вещество, което предизвиква преход на рецептора към една от междинните конфигурации или причинява промяна в състоянието на рецептора с не-100% вероятност (т.е. някои от рецепторите ще се включат или изключат, когато се свържат с това вещество , а някои няма) се нарича частичен агонист на рецептора. Във връзка с такива вещества се използва и терминът агонист-антагонист. Вещество, което не променя състоянието на рецептора при свързване и само пасивно предотвратява свързването с рецептора на хормона или медиатора, се нарича конкурентен антагонист или рецепторен блокер (антагонизмът не се основава на изключване на рецептора, а на блокиране на свързването с рецептора на неговия естествен лиганд).

  Като правило, ако някакво екзогенно вещество има рецептори в тялото, тогава има ендогенни лиганди за този рецептор в тялото. Например, ендогенни бензодиазепинови лиганди

  Защитна функция

  Кръвта и другите течности съдържат протеини, които могат да убият или да помогнат за обезвреждане на микробите. Съставът на кръвната плазма включва антитела - протеини, всеки от които разпознава определен вид микроорганизми или други чужди агенти - както и защитни протеини на системата на комплемента. Има няколко класа антитела (тези протеини се наричат ​​още имуноглобулини), най-разпространеният от тях е имуноглобулин G. Слюнката и сълзите съдържат протеина лизозим, ензим, който разгражда муреина и разрушава стените на бактериалните клетки. Когато са заразени с вирус, животинските клетки отделят протеин интерферон, който предотвратява размножаването на вируса и образуването на нови вирусни частици.

  Защитна функция за микроорганизмите изпълняват и неприятните за нас протеини, като микробните токсини - холерен токсин, ботулинов токсин, дифтериен токсин и др.. Като увреждат клетките на тялото ни, те предпазват микробите от нас.

  Рецепторна функция

  Протеините служат за възприемане и предаване на сигнали. Във физиологията съществува понятието рецепторна клетка, т.е. клетка, която възприема определен сигнал (например в ретината на окото има зрителни рецепторни клетки). Но в рецепторните клетки тази работа се извършва от рецепторни протеини. По този начин протеинът родопсин, съдържащ се в ретината на окото, улавя светлинни кванти, след което в клетките на ретината започва каскада от събития, което води до възникване на нервен импулс и предаване на сигнала към мозъка.

  Рецепторните протеини се намират не само в рецепторните клетки, но и в други клетки. Хормоните играят много важна роля в тялото - вещества, секретирани от някои клетки и регулиращи функцията на други клетки. Хормоните се свързват със специални протеини - хормонални рецептори на повърхността или вътре в целевите клетки.

  Регулаторна функция

  Много (макар и в никакъв случай не всички) хормони са протеини - например всички хормони на хипофизата и хипоталамуса, инсулин и др. Друг пример за протеини, които изпълняват тази функция, могат да бъдат вътреклетъчните протеини, които регулират работата на гените.

  Много протеини могат да изпълняват множество функции.

  Протеиновите макромолекули се състоят от b-аминокиселини. Ако съставът на полизахаридите обикновено включва една и съща „единица“ (понякога две), повтаряща се много пъти, тогава протеините се синтезират от 20 различни аминокиселини. След като една протеинова молекула бъде сглобена, някои от аминокиселинните остатъци в протеина могат да претърпят химически промени, така че повече от 30 различни аминокиселинни остатъци могат да бъдат намерени в "зрелите" протеини. Такова разнообразие от мономери също осигурява разнообразие от биологични функции, изпълнявани от протеините.

  b-аминокиселините имат следната структура:

  

  тук R са различни групи от атоми (радикали) на различни аминокиселини. Въглеродният атом, който е най-близо до карбоксилната група, се обозначава с гръцката буква b, именно с този атом е свързана аминогрупата в молекулите на b-аминокиселините.

  В неутрална среда аминогрупата проявява слаби основни свойства и свързва Н + йона, докато карбоксилната група проявява слаби киселинни свойства и се дисоциира с освобождаването на този йон, така че въпреки че общият заряд на молекулата няма да се промени, тя ще носи едновременно положително и отрицателно заредена група.

  В зависимост от природата на радикала R се разграничават хидрофобни (неполярни), хидрофилни (полярни), киселинни и алкални аминокиселини.

  Киселинните аминокиселини имат втора карбоксилна група. Той е малко по-силен от карбоксилната група на оцетната киселина: в аспарагиновата киселина половината от карбоксилите се дисоциират при pH 3,86, в глутаминовата киселина - при pH 4,25, а в оцетната киселина - само при 4,8. Сред алкалните аминокиселини аргининът е най-силен: половината от неговите странични радикали запазват положителен заряд при pH 11,5. В лизина страничният радикал е типичен първичен амин и остава наполовина йонизиран при pH 9,4. Най-слабата от алкалните аминокиселини е хистидинът, неговият имидазолов пръстен е наполовина протониран при pH 6.

  Сред хидрофилните (полярни) аминокиселини има и две аминокиселини, които могат да се йонизират при физиологично рН - цистеин, в който SH групата може да отдаде Н + йон като сероводород, и тирозин, който има слабо киселинна фенолна група . Тази способност обаче е много слабо изразена в тях: при pH 7 цистеинът се йонизира с 8%, а тирозинът - с 0,01%.

  За откриване на b-аминокиселини обикновено се използва нинхидринова реакция: когато аминокиселина реагира с нинхидрин, се образува ярко оцветен син продукт. Освен това отделните аминокиселини дават своите специфични качествени реакции. И така, ароматните аминокиселини дават жълт цвят с азотна киселина (по време на реакцията се получава нитриране на ароматния пръстен). Когато средата се алкализира, цветът се променя на оранжево (подобна промяна на цвета се случва с индикатори, например метилоранж). Тази реакция, наречена ксантопротеин, се използва и за откриване на протеини, тъй като повечето протеини съдържат ароматни аминокиселини; желатинът не дава тази реакция, тъй като не съдържа почти никакъв тирозин, нито фенилаланин, нито триптофан. При нагряване с натриев плумбит Na2PbO2, цистеинът образува черна утайка от оловен сулфид PbS.

  Растенията и много микроби могат да синтезират аминокиселини от прости неорганични вещества. Животните могат да синтезират само някои аминокиселини, докато други трябва да бъдат получени от храната. Такива аминокиселини се наричат ​​незаменими. За хората са незаменими фенилаланин, триптофан, треонин, метионин, лизин, левцин, изолевцин, хистидин, валин и аргинин. За съжаление зърнените храни съдържат много малко лизин и триптофан, но тези аминокиселини се намират в много по-големи количества в бобовите растения. Неслучайно традиционните диети на земеделските народи обикновено съдържат както зърнени, така и бобови растения: пшеница (или ръж) и грах, ориз и соя, царевица и боб са класически примери за тази комбинация сред народите от различни континенти.

  b-въглеродният атом на всичките 20 аминокиселини е в състояние на sp3-хибридизация. Всичките му 4 връзки са разположени под ъгъл от около 109 °, така че формулата на аминокиселината може да бъде вписана в тетраедър.

  Лесно е да се види, че може да има два вида аминокиселини, които са огледални образи една на друга. Както и да ги движим и въртим в пространството, не е възможно да ги комбинираме - те се различават като дясната и лявата ръка.

  Този тип изомерия се нарича оптична изомерия. Това е възможно само ако централният въглероден атом (нарича се асиметричен център) има различни групи от всичките 4 страни (следователно глицинът няма оптични изомери, а останалите 19 аминокиселини имат). От двете различни изомерни форми на аминокиселини, тази на фиг. 1 разположена отдясно се нарича Г-образна, а отляво - Г-образна.

  Основните физични и химични свойства на D- и L-изомерите на аминокиселините са еднакви, но техните оптични свойства се различават: техните разтвори въртят равнината на поляризация на светлината в противоположни посоки. Скоростта на техните реакции с други оптически активни съединения също е различна.

  Интересното е, че протеините на всички живи организми, от вируси до хора, съдържат само L-аминокиселини. D-формите се срещат в някои антибиотици, синтезирани от гъбички и бактерии. Протеините могат да образуват подредена структура само ако съдържат само изомери на аминокиселини от същия тип.

  Кратък преглед:

  гликокаликс-Това е външен за липопротеиновата мембрана слой, съдържащ полизахаридни вериги от мембранни интегрални протеини - гликопротеини.

  Една от най-важните функции на плазмалемата е да осигури комуникация (връзка) на клетката с външната среда чрез рецепторния апарат, присъстващ в мембраните, който има протеинова или гликопротеинова природа. Основната функция на рецепторните образувания на плазмалемата е разпознаването на външни сигнали, поради което клетките са правилно ориентирани и образуват тъкани в процеса на диференциация. Дейността на различни регулаторни системи, както и формирането на имунен отговор, са свързани с рецепторната функция.

  Главна част:

  Мембранни протеини или елементи на гликокаликс - гликопротеините могат да действат като такива рецептори на клетъчната повърхност. Такива чувствителни към отделни вещества области могат да бъдат разпръснати по повърхността на клетката или събрани на малки площи.

  Различните клетки на животински организми могат да имат различни набори от рецептори или различна чувствителност на един и същ рецептор.

  Ролята на много клетъчни рецептори е не само в свързването на специфични вещества или способността да реагират на физически фактори, но и в предаването на междуклетъчни сигнали от повърхността в клетката. Понастоящем системата за предаване на сигнали към клетките с помощта на определени хормони, които включват пептидни вериги, е добре проучена. Хормонът взаимодейства специфично с рецепторната част на тази система и, без да прониква в клетката, активира аденилатциклазата (протеин, който вече се намира в цитоплазмената част на плазмената мембрана), който синтезира цикличен AMP. Последният активира или инхибира вътреклетъчен ензим или група от ензими. Така командата (сигнал от плазмената мембрана) се предава вътре в клетката. Ефективността на тази аденилатциклазна система е много висока. По този начин взаимодействието на една или няколко хормонални молекули може да доведе, поради синтеза на много сАМР молекули, до усилване на сигнала хиляди пъти. В този случай аденилатциклазната система служи като конвертор на външни сигнали.

  Разнообразието и специфичността на наборите от рецептори на повърхността на клетките води до създаването на много сложна система от маркери, които позволяват да се разграничат собствените клетки (от същия индивид или от същия вид) от тези на другите. Подобни клетки влизат във взаимодействия помежду си, което води до адхезия на повърхности (конюгация в протозои и бактерии, образуване на тъканни клетъчни комплекси). В този случай клетките, които се различават в набора от детерминантни маркери или не ги възприемат, са или изключени от такова взаимодействие, или (при висши животни) са унищожени в резултат на имунологични реакции.

  Плазмената мембрана е свързана с локализирането на специфични рецептори, които реагират на физически фактори. И така, в плазмената мембрана или в нейните производни във фотосинтезиращи бактерии и синьо-зелени водорасли са локализирани рецепторни протеини (хлорофили), взаимодействащи със светлинни кванти. В плазмената мембрана на светлочувствителните животински клетки има специална система от фоторецепторни протеини (родопсин), с помощта на които светлинният сигнал се преобразува в химичен, което от своя страна води до генериране на електрически импулс.

  Видове активен транспорт през плазмената мембрана

  Накратко:

  
  

  • първичен активен транспорт – осъществява се от транспортни АТФази, които се наричат ​​йонни помпи.
  • вторичен активен транспорт - пренасянето на вещество през мембраната срещу неговия концентрационен градиент поради енергията на концентрационния градиент на друго вещество, създадено в процеса на активен транспорт.

  Пълен:
  Активният транспорт се осъществява от транспортните аденозинтрифосфатази (АТФ-аза) и се дължи на енергията на хидролизата на АТФ.
  Видове активен транспорт на вещества:

  • първичен активен транспорт,
  • вторичен активен транспорт.

  първичен активен транспорт

  Преносът на вещества от среда с ниска концентрация към среда с по-висока концентрация не може да се обясни с движение по градиент, т.е. дифузия. Този процес се осъществява поради енергията на хидролизата на АТФ или енергията, дължаща се на концентрационния градиент на всякакви йони, най-често натрий. Ако източникът на енергия за активен транспорт на вещества е хидролизата на АТФ, а не движението на някои други молекули или йони през мембраната, транспортът се нарича първично активен.

  Първичният активен трансфер се осъществява от транспортни АТФази, които се наричат ​​йонни помпи. В животинските клетки най-често се среща Na +, K + - АТФ-аза (натриева помпа), която е интегрален протеин на плазмената мембрана и Ca2 + - АТФ-аза, съдържаща се в плазмената мембрана на сарко-(ендо)-плазмения ретикулум . И трите протеина имат общо свойство – способността да се фосфорилират и да образуват междинна фосфорилирана форма на ензима. Във фосфорилирано състояние ензимът може да бъде в две конформации, които обикновено се означават като Е1 и Е2.Ензимната конформация е начин на пространствена ориентация (нагъване) на полипептидната верига на неговата молекула. Тези две конформации на ензима се характеризират с различен афинитет към транспортирани йони, т.е. различна способност за свързване на транспортирани йони.

  вторичен активен транспорт

  Вторичният активен транспорт е пренасянето на вещество през мембраната срещу неговия концентрационен градиент, дължащо се на енергията на концентрационния градиент на друго вещество, създадено в процеса на активен транспорт. В животинските клетки основният източник на енергия за вторичен активен транспорт е енергията на градиента на концентрация на натриев йон, който се създава поради работата на Na + / K + - ATPase. Например, клетъчната мембрана на лигавицата на тънките черва съдържа протеин, който осъществява преноса (симпорт) на глюкоза и Na + към епителните клетки. Глюкозата се транспортира само ако Na+, свързващ се едновременно с глюкозата към посочения протеин, се транспортира по електрохимичния градиент. Електрохимичният градиент за Na+ се поддържа от активния транспорт на тези катиони извън клетката.

  В мозъка работата на Na + помпата е свързана с обратната абсорбция (реабсорбция) на медиатори - физиологично активни вещества, които се освобождават от нервните окончания под действието на възбуждащи фактори.

  В кардиомиоцитите и гладкомускулните клетки функционирането на Na+, K+-АТФ-аза е свързано с транспорта на Ca2+ през плазмената мембрана, поради наличието в клетъчната мембрана на протеин, който осъществява контратранспорт (антипорт) на Na+ и Ca2+. Калциевите йони се транспортират през клетъчната мембрана в замяна на натриеви йони и поради енергията на концентрационния градиент на натриевите йони.

  В клетките е открит протеин, който обменя извънклетъчните натриеви йони за вътреклетъчни протони - Na+/H+ обменник. Този носител играе важна роля за поддържане на постоянно вътреклетъчно pH. Скоростта, с която се извършва обменът на Na+/Ca2+ и Na+/H+ - е пропорционална на електрохимичния градиент на Na+ през мембраната. С намаляване на извънклетъчната концентрация на Na+, инхибиране на Na+, K+-ATPase от сърдечни гликозиди или в среда без калий, вътреклетъчната концентрация на калций и протони се повишава. Това повишаване на вътреклетъчната концентрация на Ca2+ при инхибиране на Na+, K+-ATPase е в основата на използването на сърдечни гликозиди в клиничната практика за усилване на сърдечните контракции.

  Различни транспортни АТФази, локализирани в клетъчните мембрани и участващи в механизмите на пренос на вещества, са основният елемент на молекулярните устройства - помпи, които осигуряват селективна абсорбция и изпомпване на определени вещества (например електролити) от клетката. Активен специфичен транспорт на неелектролити (молекулен транспорт) се осъществява с помощта на няколко вида молекулярни машини - помпи и носители. Транспортът на неелектролити (монозахариди, аминокиселини и други мономери) може да бъде съчетан със симпорт - транспорт на друго вещество, чието движение по концентрационния градиент е източник на енергия за първия процес. Symport може да бъде осигурен от йонни градиенти (например, натрий) без прякото участие на ATP.

  Транспортните АТФази са транспортни протеини с високо молекулно тегло, способни да разделят АТФ, за да освободят енергия. Този процес служи като двигател на активния транспорт. По този начин се пренасят протони (протонна помпа_ или неорганични йони (йонна помпа).

  Активният транспорт се осъществява чрез ендо- и екзоцитоза.
  Ендоцитозата е образуването на везикули чрез инвагинация на плазмената мембрана при абсорбиране на твърди частици (фагоцитоза) или разтворени вещества (пиноцитоза). Получените гладки или оградени везикули се наричат ​​фагозоми или пинозоми. Чрез ендоцитоза яйцеклетките абсорбират жълтъчни протеини, левкоцитите абсорбират чужди частици и имуноглобулини, а бъбречните тубули абсорбират протеини от първичната урина.
  Екзоцитозата е обратният процес на ендоцитозата. Различни везикули от апарата на Голджи, лизозоми, се сливат с плазмената мембрана, освобождавайки съдържанието си навън. В този случай мембраната на везикула може или да бъде интегрирана в плазмената мембрана, или да се върне в цитоплазмата под формата на везикула.

  Рецепторната функция на клетката се осигурява от рецептори, които осъществяват отговорите по определени начини.

  Методът на въздействие е свързан с предаването на информация, произтичаща от прикрепването на вещества, идващи отвън, с рецепторните комплекси на мембраната в клетката.

  Йонотропните рецепторни комплекси образуват сложни молекулни или надмолекулни съединения, съдържащи йонни канали. Когато се комбинира с биологично активно вещество, се получава отваряне или отваряне на йонни канали. Скоростта на възбуждане на клетката е висока. Йонотропните рецептори са разположени главно в областта на синапсите и участват в предаването на възбуждащи и инхибиращи влияния.

  Метаботропните рецепторни комплекси са свързани с интегрални медиаторни протеини, които предават информация към вътрешната повърхност. На първо място, това са G-протеини и мембранни тирозин кинази. Междинните протеини възбуждат ензимите на вътрешната повърхност на клетъчната мембрана, а те от своя страна синтезират втори медиатори - нискомолекулни вещества, които задействат биологичните реакции на клетката. Тези рецептори понякога се наричат ​​бавни рецептори. Повечето от хормоните и медиаторите, които не проникват добре в клетката, действат чрез такива механизми.

  Рецептори, които регулират навлизането на молекули в клетките, като липиди в състава на липопротеините с ниска плътност. Тази група рецептори е в състояние да променя пропускливостта на биологичните мембрани, като по този начин влияе върху химическия състав вътре в клетката.

  Адхезивните рецептори (семейства интегрини, кадхерини, имуноглобулини, селектини и др.) Свързват съседни клетки или клетка със структури на междуклетъчната среда, например с базална мембрана. Възможността за адхезивни взаимодействия е от съществено значение за живота на клетката и на целия организъм като цяло. Загубата на способността на клетката за адхезия е придружена от нейната неконтролирана миграция (метастази) и нарушена диференциация. Патологичните нарушения във функцията на адхезивните рецептори са характерни за злокачествените туморни клетки.

  Същинският процес на приемане се осъществява с помощта на специални гликопротеини - рецептори. Разположени са в епимембранния слой – гликокаликса на клетката.

  Рецепторите осигуряват възприемането на специфични стимули: хормони, биологично активни вещества, мембрани на съседни клетки, адхезивни молекули на междуклетъчното вещество и др. Рецепторите са високоспециализирани клетъчни структури. Те могат да бъдат силно специфични (висок афинитет) или по-малко специфични (нисък афинитет). Степента на специфичност определя степента на чувствителност на клетката. Най-висок афинитет имат хормоналните рецептори.

  Рецепторните комплекси са характерни и за вътрешния слой на мембраната. Те се намират върху мембранни и немембранни органели, вътрешния и външния лист на кариолемата и др.

  В отговор на действието на сигнал (връзка на рецептор с регулаторно вещество) възниква верига от биохимични реакции, водещи до образуване на биологични реакции - възбуждане или инхибиране на клетката. Върху клетъчната мембрана са разположени рецептори за полипептиди, аминокиселинни производни, антигенни комплекси, гликопротеини и др. Някои рецептори имат връзка с протеини, които осигуряват образуването на вторични пратеници, както и с протеини на йонни канали. Такива рецепторни системи се наричат ​​метаботропни.

  Възбуждането в метаботропните рецептори, причинено от сигнал, може да се предаде дълбоко в клетката по няколко начина. В един случай взаимодействието на рецептор със сигнална молекула променя стереологичната конфигурация на рецептора, което променя структурата на така наречения G-протеин, който от своя страна активира образуването на цитоплазмени сигнални молекули (втори месинджъри) .

  Има Gs протеини, които активират аденилатциклазата с образуването на сАМР, Gi протеини, които инхибират аденилатциклазата, Gp протеини, които активират фосфолипаза С и повишават съдържанието на калциеви йони в цитозола. Има и Gt протеини, които активират фосфодиестеразата цикличен гуанозин монофосфат (cGMP) и намаляват съдържанието на cGMP, което води до инхибиране (мембранна хиперполяризация) на клетката. Цикличният AMP (cAMP) активира протеин киназите и ускорява биохимичните реакции в клетката.

  Във втория случай рецепторът е свързан с тирозин кинази, които активират Ras-G протеина и задействат Ras каскадата. В резултат на този процес се образува инозитол-1,4,5-трифосфат, диацилглицерол. Това предизвиква верига от каталитични реакции, включително транскрипция.

  Рецепторите могат да бъдат свързани с йонни канали, да променят тяхната пропускливост, да причинят деполяризация на мембраната, проникване на калциеви йони в клетката и т.н. Йонотропните рецепторни комплекси съдържат няколко молекули - това са рецепторни протеини, които възприемат сигналната молекула. Те се прикрепят към протеини на ефекторното устройство - йонни канали. Инактивиращият ензим прекъсва връзката на рецептора със сигналната молекула на медиатора или други сигнални вещества.

  Наред със сигналните функции, някои от рецепторите играят важна роля в адхезията и агрегацията - прилепването на клетките към себеподобните и/или междуклетъчните структури. "Разпознаването" на свързаните клетки от рецептора на гликокаликса е придружено от едновременна агрегация. Важно е такива рецептори да имат индивидуална, органна и тъканна специфичност. Примерите включват селектини, интегрини и кадхерини. Те придават на клетките антигенни свойства и им позволяват да се "разпознават" взаимно.

  Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

  Рецепторната функция на мембраната играе важна роля в живота на клетката. Свързва се с локализирането върху плазмената мембрана на специални структури (рецепторни протеини), свързани със специфичното разпознаване на химични или физични фактори. Много проникващи протеини са гликопротеини - от външната страна на клетката те съдържат полизахаридни странични вериги. Някои от тези гликопротеини, покриващи клетката с "гора" от молекулярни антени, действат като хормонални рецептори. Когато определен хормон се свърже с неговия рецептор, той променя структурата на гликопротеина, което води до задействане на клетъчен отговор. Отварят се канали, през които определени вещества влизат в клетката или се извеждат от нея. Клетъчната повърхност има голям набор от рецептори, които позволяват специфични реакции с различни агенти. Ролята на много клетъчни рецептори е да предават сигнали отвън към вътрешността на клетката.

  22. Клетъчни рецептори: понятие, местоположение, разновидности, структура.

  Върху плазмените мембрани на клетката се намират сигнални молекули - протеини, наречени рецептори. Клетъчните рецептори свързват молекулата и инициират отговор. Те са представени от трансмембранни протеини със специално място за свързване на физиологично активни молекули - хормони и невротрансмитери. Много рецепторни протеини променят транспортните свойства на мембраните в отговор на свързването на определени молекули. В резултат на това полярността на мембраните може да се промени, може да се генерира нервен импулс или метаболизмът може да се промени.

  Има вътреклетъчни рецептори и рецептори, разположени на клетъчната повърхност в плазмената мембрана. Сред тях се разграничават два вида рецептори - клетки, свързани с канали и несвързани с канали. Те се различават един от друг по скорост и селективност на въздействието на сигнала върху определени цели. Рецепторите, свързани с канали, след взаимодействие с химикали (хормон, невротрансмитер), допринасят за образуването на отворен канал в мембраната, в резултат на което нейната пропускливост незабавно се променя. Рецепторите, които не са свързани с канали, също взаимодействат с химикали, но от различно естество, главно ензими. Тук ефектът е индиректен, относително бавен, но по-продължителен. Функцията на тези рецептори е в основата на ученето и паметта.

  23. Транспорт на вещества през клетъчната мембрана: понятие, разновидности, примери.

  Мембранен транспорт - транспорт на вещества през клетъчната мембрана в или извън клетката, осъществяван чрез различни механизми - проста дифузия, улеснена дифузия и активен транспорт. Разновидностите на транспорта са описани в 16 и 17 отговор.

  24. Междуклетъчни контакти: понятие, разновидности, значение.

  Междуклетъчни контакти - връзки между клетките, образувани с помощта на протеини. Те осигуряват директна комуникация между клетките. В допълнение, клетките взаимодействат една с друга на разстояние, използвайки сигнали (главно сигнални вещества), предавани през междуклетъчното вещество.

  Всеки тип междуклетъчни контакти се формира от специфични протеини, по-голямата част от които са трансмембранни протеини. Специалните адаптерни протеини могат да свързват протеини на междуклетъчни контакти с цитоскелета, а специалните "скелетни" протеини могат да свързват отделни молекули на тези протеини в сложна супрамолекулна структура. В много случаи междуклетъчните връзки се разрушават, когато Ca2+ йони се отстранят от средата.