Ή διαμεμβρανικά ρεύματα ιόντων.

Μια ουσία που συνδέεται ειδικά με έναν υποδοχέα ονομάζεται συνδέτης για αυτόν τον υποδοχέα. Μέσα στο σώμα, είναι συνήθως μια ορμόνη ή νευροδιαβιβαστής ή τα τεχνητά υποκατάστατά τους που χρησιμοποιούνται ως φάρμακα και δηλητήρια (αγωνιστές). Μερικοί συνδέτες, αντίθετα, μπλοκάρουν τους υποδοχείς (ανταγωνιστές). Όσον αφορά τις αισθήσεις, οι συνδέτες είναι ουσίες που δρουν στους υποδοχείς της όσφρησης ή της γεύσης. Επιπλέον, τα μόρια των οπτικών υποδοχέων αντιδρούν στο φως και στα όργανα της ακοής και της αφής, οι υποδοχείς είναι ευαίσθητοι σε μηχανικές επιδράσεις (πίεση ή τέντωμα) που προκαλούνται από δονήσεις αέρα και άλλα ερεθίσματα. Υπάρχουν επίσης θερμοευαίσθητες πρωτεΐνες υποδοχέα και πρωτεΐνες υποδοχέα που ανταποκρίνονται σε αλλαγές στο δυναμικό της μεμβράνης.

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

• 1 / 5

  Οι κυτταρικοί υποδοχείς μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες κατηγορίες - υποδοχείς μεμβράνης και ενδοκυτταρικούς υποδοχείς.

  Υποδοχείς μεμβράνης

  Η λειτουργία των «κεραιών» είναι να αναγνωρίζουν εξωτερικά σήματα. Οι περιοχές αναγνώρισης δύο γειτονικών κυττάρων μπορούν να παρέχουν κυτταρική προσκόλληση με σύνδεση μεταξύ τους. Αυτό επιτρέπει στα κύτταρα να προσανατολιστούν και να δημιουργήσουν ιστούς κατά τη διαδικασία της διαφοροποίησης. Θέσεις αναγνώρισης υπάρχουν επίσης σε ορισμένα μόρια που βρίσκονται σε διάλυμα, λόγω των οποίων προσλαμβάνονται επιλεκτικά από κύτταρα που έχουν συμπληρωματικές θέσεις αναγνώρισης (για παράδειγμα, η LDL προσλαμβάνεται από υποδοχείς LDL).

  Οι δύο κύριες κατηγορίες υποδοχέων μεμβράνης είναι οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς και οι ιονοτροπικοί υποδοχείς.

  Οι ιονοτροπικοί υποδοχείς είναι κανάλια μεμβράνης που ανοίγουν ή κλείνουν κατά τη δέσμευση σε έναν συνδέτη. Τα προκύπτοντα ιοντικά ρεύματα προκαλούν αλλαγές στη διαφορά δυναμικού της διαμεμβράνης και, ως αποτέλεσμα, τη διεγερσιμότητα των κυττάρων, και επίσης αλλάζουν τις ενδοκυτταρικές συγκεντρώσεις ιόντων, γεγονός που μπορεί δευτερευόντως να οδηγήσει σε ενεργοποίηση ενδοκυτταρικών συστημάτων διαμεσολαβητών. Ένας από τους πιο πλήρως μελετημένους ιοντοτροπικούς υποδοχείς είναι ο ν-χολινεργικός υποδοχέας.

  Οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς σχετίζονται με συστήματα ενδοκυτταρικών αγγελιοφόρων. Οι αλλαγές στη διαμόρφωσή τους κατά τη δέσμευσή τους σε ένα πρόσδεμα οδηγούν στην εκτόξευση ενός καταρράκτη βιοχημικών αντιδράσεων και, τελικά, σε μια αλλαγή στη λειτουργική κατάσταση του κυττάρου. Κύριοι τύποι μεμβρανικών υποδοχέων:

  1. Ετεροτριμερικοί υποδοχείς συζευγμένοι με πρωτεΐνη G (π.χ. υποδοχέας βαζοπρεσίνης).
  2. Υποδοχείς με εγγενή δραστηριότητα κινάσης τυροσίνης (για παράδειγμα, υποδοχέας ινσουλίνης ή υποδοχέας επιδερμικού αυξητικού παράγοντα).

  Οι συζευγμένοι με πρωτεΐνη G υποδοχείς είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες που έχουν 7 διαμεμβρανικές περιοχές, ένα εξωκυτταρικό Ν άκρο και ένα ενδοκυτταρικό Ο άκρο. Η θέση δέσμευσης συνδέτη βρίσκεται στους εξωκυτταρικούς βρόχους, η περιοχή δέσμευσης πρωτεΐνης G βρίσκεται κοντά στο C-άκρο στο κυτταρόπλασμα.

  Η ενεργοποίηση του υποδοχέα αναγκάζει την α-υπομονάδα του να διαχωριστεί από το σύμπλοκο β-υπομονάδας και έτσι να ενεργοποιηθεί. Μετά από αυτό, είτε ενεργοποιεί είτε, αντίθετα, αδρανοποιεί το ένζυμο που παράγει δεύτερους αγγελιοφόρους.

  Οι υποδοχείς με δραστηριότητα κινάσης τυροσίνης φωσφορυλιώνουν τις επόμενες ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες, συχνά επίσης πρωτεϊνικές κινάσες, και έτσι μεταδίδουν ένα σήμα στο κύτταρο. Δομικά, αυτές είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες με μία περιοχή μεμβράνης. Κατά κανόνα, ομοδιμερή, οι υπομονάδες των οποίων συνδέονται με δισουλφιδικές γέφυρες.

  Ενδοκυτταρικοί υποδοχείς

  Οι ενδοκυτταρικοί υποδοχείς είναι συνήθως παράγοντες μεταγραφής (για παράδειγμα, υποδοχείς γλυκοκορτικοειδών) ή πρωτεΐνες που αλληλεπιδρούν με παράγοντες μεταγραφής. Οι περισσότεροι ενδοκυτταρικοί υποδοχείς συνδέονται με συνδέτες στο κυτταρόπλασμα, γίνονται ενεργοί, μεταφέρονται μαζί με τον συνδέτη στον πυρήνα του κυττάρου, όπου συνδέονται με το DNA και είτε επάγουν είτε καταστέλλουν την έκφραση ενός συγκεκριμένου γονιδίου ή ομάδας γονιδίων.
  Το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) έχει ειδικό μηχανισμό δράσης. Διεισδύοντας μέσω της μεμβράνης, αυτή η ορμόνη συνδέεται με τη διαλυτή (κυτοσολική) γουανυλική κυκλάση, η οποία είναι ταυτόχρονα ένας υποδοχέας νιτρικού οξειδίου και ένα ένζυμο που συνθέτει τον δεύτερο αγγελιοφόρο, cGMP.

  Βασικά συστήματα ενδοκυτταρικής ορμονικής μετάδοσης σήματος

  Σύστημα αδενυλικής κυκλάσης

  Το κεντρικό τμήμα του συστήματος αδενυλικής κυκλάσης είναι το ένζυμο αδενυλική κυκλάση, το οποίο καταλύει τη μετατροπή του ΑΤΡ σε cAMP. Αυτό το ένζυμο μπορεί είτε να διεγερθεί από την πρωτεΐνη G s (από το αγγλικό stimulating) είτε να ανασταλεί από την πρωτεΐνη G i (από το αγγλικό inhibiting). Το cAMP στη συνέχεια συνδέεται με μια εξαρτώμενη από cAMP πρωτεϊνική κινάση, που ονομάζεται επίσης πρωτεϊνική κινάση Α, PKA. Αυτό οδηγεί στην ενεργοποίησή του και στην επακόλουθη φωσφορυλίωση των πρωτεϊνών τελεστών που εκτελούν κάποιο φυσιολογικό ρόλο στο κύτταρο.

  Σύστημα φωσφολιπάσης-ασβεστίου

  Οι πρωτεΐνες G q ενεργοποιούν το ένζυμο φωσφολιπάση C, το οποίο διασπά την PIP2 (φωσφοϊνοσιτόλη μεμβράνης) σε δύο μόρια: 3-φωσφορική ινοσιτόλη (IP3) και διακυλογλυκερίδιο. Κάθε ένα από αυτά τα μόρια είναι ένας δεύτερος αγγελιοφόρος. Το IP3 συνδέεται περαιτέρω με τους υποδοχείς του στη μεμβράνη του ενδοπλασματικού δικτύου, γεγονός που οδηγεί στην απελευθέρωση ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα και στην έναρξη πολλών κυτταρικών αντιδράσεων.

  Σύστημα γουανυλικής κυκλάσης

  Το κεντρικό μόριο αυτού του συστήματος είναι η γουανυλική κυκλάση, η οποία καταλύει τη μετατροπή του GTP σε cGMP. Το cGMP ρυθμίζει τη δραστηριότητα ενός αριθμού ενζύμων και διαύλων ιόντων. Υπάρχουν αρκετές ισομορφές της γουανυλικής κυκλάσης. Το ένα από αυτά ενεργοποιείται από το μονοξείδιο του αζώτου ΝΟ, το άλλο συνδέεται άμεσα με τον υποδοχέα του κολπικού νατριουρητικού παράγοντα.

  Το cGMP ελέγχει την ανταλλαγή νερού και τη μεταφορά ιόντων στα νεφρά και τα έντερα και χρησιμεύει ως σήμα χαλάρωσης στον καρδιακό μυ.

  Φαρμακολογία υποδοχέων

  Κατά κανόνα, οι υποδοχείς είναι σε θέση να συνδέονται όχι μόνο με τους κύριους ενδογενείς συνδέτες, αλλά και με άλλα δομικά παρόμοια μόρια. Το γεγονός αυτό επιτρέπει τη χρήση εξωγενών ουσιών που συνδέονται με τους υποδοχείς και αλλάζουν την κατάστασή τους ως φάρμακα ή δηλητήρια.

  Για παράδειγμα, οι υποδοχείς για τις ενδορφίνες, νευροπεπτίδια που παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του πόνου και της συναισθηματικής κατάστασης, συνδέονται επίσης με φάρμακα της ομάδας της μορφίνης. Ένας υποδοχέας μπορεί να έχει, εκτός από την κύρια θέση ή «θέση» δέσμευσης σε μια ορμόνη ή μεσολαβητή που είναι ειδικός για αυτόν τον υποδοχέα, επίσης πρόσθετες αλλοστερικές ρυθμιστικές θέσεις στις οποίες συνδέονται άλλες χημικές ουσίες, ρυθμίζοντας (μεταβάλλοντας) την απόκριση του υποδοχέα στην κύρια ορμονικό σήμα - ενίσχυση ή αποδυνάμωση του ή αντικατάσταση του κύριου σήματος. Ένα κλασικό παράδειγμα ενός τέτοιου υποδοχέα με πολλαπλές θέσεις δέσμευσης για διαφορετικές ουσίες είναι ο υποδοχέας γάμμα-αμινοβουτυρικού οξέος υποτύπου Α (GABA). Εκτός από τη θέση δέσμευσης για το ίδιο το GABA, έχει επίσης μια θέση δέσμευσης για τις βενζοδιαζεπίνες («θέση βενζοδιαζεπίνης»), μια θέση δέσμευσης για τα βαρβιτουρικά («θέση βαρβιτουρικών») και μια θέση δέσμευσης για νευροστεροειδή όπως η αλλοπρεγνενολόνη («θέση στεροειδών ”).

  Πολλοί τύποι υποδοχέων μπορούν να αναγνωρίσουν πολλές διαφορετικές χημικές ουσίες με την ίδια θέση δέσμευσης και, ανάλογα με τη συγκεκριμένη συνδεδεμένη ουσία, να είναι σε περισσότερες από δύο χωρικές διαμορφώσεις - όχι μόνο "on" (ορμόνη στον υποδοχέα) ή "off" (χωρίς ορμόνη στον υποδοχέα) ), και επίσης σε πολλά ενδιάμεσα.

  Μια ουσία που είναι 100% πιθανό να προκαλέσει τον υποδοχέα να μεταβεί στη διαμόρφωση «100% ενεργό» κατά τη δέσμευση σε έναν υποδοχέα ονομάζεται πλήρης αγωνιστής υποδοχέα. Μια ουσία που, με 100% πιθανότητα, όταν δεσμεύεται σε έναν υποδοχέα τον αναγκάζει να μεταβεί στη διαμόρφωση "100% off" ονομάζεται αγωνιστής αντίστροφου υποδοχέα. Μια ουσία που προκαλεί τη μετάβαση ενός υποδοχέα σε μια από τις ενδιάμεσες διαμορφώσεις ή προκαλεί μια αλλαγή στην κατάσταση του υποδοχέα όχι με 100% πιθανότητα (δηλαδή, ορισμένοι υποδοχείς, όταν συνδέονται με αυτήν την ουσία, θα ενεργοποιηθούν ή θα απενεργοποιηθούν, αλλά ορισμένοι δεν θα), ονομάζεται μερικός αγωνιστής υποδοχέα. Ο όρος αγωνιστής-ανταγωνιστής χρησιμοποιείται επίσης σε σχέση με τέτοιες ουσίες. Μια ουσία που δεν αλλάζει την κατάσταση του υποδοχέα κατά τη δέσμευση και αποτρέπει μόνο παθητικά τη δέσμευση μιας ορμόνης ή μεσολαβητή στον υποδοχέα ονομάζεται ανταγωνιστικός ανταγωνιστής ή αναστολέας υποδοχέα (ο ανταγωνισμός δεν βασίζεται στην απενεργοποίηση του υποδοχέα, αλλά στον αποκλεισμό η δέσμευση του φυσικού του προσδέματος στον υποδοχέα).

  Κατά κανόνα, εάν κάποια εξωγενής ουσία έχει υποδοχείς μέσα στο σώμα, τότε το σώμα έχει επίσης ενδογενείς συνδέτες για αυτόν τον υποδοχέα. Για παράδειγμα, ενδογενείς συνδέτες βενζοδιαζεπίνης

  Προστατευτική λειτουργία

  Το αίμα και άλλα υγρά περιέχουν πρωτεΐνες που μπορούν να σκοτώσουν ή να βοηθήσουν στην εξουδετέρωση των μικροβίων. Η σύνθεση του πλάσματος του αίματος περιλαμβάνει αντισώματα - πρωτεΐνες, καθεμία από τις οποίες αναγνωρίζει έναν ορισμένο τύπο μικροοργανισμών ή άλλους ξένους παράγοντες - καθώς και προστατευτικές πρωτεΐνες του συστήματος συμπληρώματος. Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες αντισωμάτων (αυτές οι πρωτεΐνες ονομάζονται επίσης ανοσοσφαιρίνες), η πιο κοινή από αυτές είναι η ανοσοσφαιρίνη G. Το σάλιο και τα δάκρυα περιέχουν την πρωτεΐνη λυσοζύμη, ένα ένζυμο που διασπά τη μουρεΐνη και καταστρέφει τα κυτταρικά τοιχώματα των βακτηρίων. Όταν μολύνονται με έναν ιό, τα ζωικά κύτταρα εκκρίνουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ιντερφερόνη, η οποία εμποδίζει τον πολλαπλασιασμό του ιού και το σχηματισμό νέων ιικών σωματιδίων.

  Προστατευτική λειτουργία για τους μικροοργανισμούς επιτελούν επίσης πρωτεΐνες που είναι δυσάρεστες για εμάς, όπως μικροβιακές τοξίνες - τοξίνη χολέρας, τοξίνη αλλαντίασης, τοξίνη διφθερίτιδας κ.λπ. Καταστρέφοντας τα κύτταρα του σώματός μας, προστατεύουν τα μικρόβια από εμάς.

  Λειτουργία υποδοχέα

  Οι πρωτεΐνες χρησιμεύουν για την αντίληψη και τη μετάδοση σημάτων. Στη φυσιολογία υπάρχει η έννοια του κυττάρου υποδοχέα, δηλ. ένα κύτταρο που αντιλαμβάνεται ένα συγκεκριμένο σήμα (για παράδειγμα, τα κύτταρα οπτικού υποδοχέα βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή του ματιού). Αλλά στα κύτταρα υποδοχείς αυτή η εργασία πραγματοποιείται από πρωτεΐνες υποδοχέα. Έτσι, η πρωτεΐνη ροδοψίνη, που περιέχεται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού, συλλαμβάνει ελαφρά κβάντα, μετά τα οποία αρχίζει ένας καταρράκτης γεγονότων στα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς, που οδηγεί στην εμφάνιση νευρικής ώθησης και στη μετάδοση του σήματος στον εγκέφαλο.

  Οι πρωτεΐνες των υποδοχέων βρίσκονται όχι μόνο στα κύτταρα υποδοχέων, αλλά και σε άλλα κύτταρα. Οι ορμόνες παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στο σώμα - ουσίες που εκκρίνονται από ορισμένα κύτταρα και ρυθμίζουν τη λειτουργία άλλων κυττάρων. Οι ορμόνες συνδέονται με ειδικές πρωτεΐνες - ορμονικούς υποδοχείς στην επιφάνεια ή στο εσωτερικό των κυττάρων-στόχων.

  Ρυθμιστική λειτουργία

  Πολλές (αν και σε καμία περίπτωση όλες) ορμόνες είναι πρωτεΐνες - για παράδειγμα, όλες οι ορμόνες της υπόφυσης και του υποθαλάμου, η ινσουλίνη κ.λπ. Ένα άλλο παράδειγμα πρωτεϊνών που εκτελούν αυτή τη λειτουργία είναι οι ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες που ρυθμίζουν τη λειτουργία των γονιδίων.

  Πολλές πρωτεΐνες μπορούν να εκτελέσουν πολλαπλές λειτουργίες.

  Τα μακρομόρια πρωτεΐνης αποτελούνται από β-αμινοξέα. Εάν η σύνθεση των πολυσακχαριτών συνήθως περιλαμβάνει την ίδια «μονάδα» (μερικές φορές δύο), επαναλαμβανόμενη πολλές φορές, τότε οι πρωτεΐνες συντίθενται από 20 διαφορετικά αμινοξέα. Μόλις συναρμολογηθεί ένα μόριο πρωτεΐνης, ορισμένα από τα υπολείμματα αμινοξέων εντός της πρωτεΐνης μπορούν να υποστούν χημικές αλλαγές, έτσι ώστε περισσότερα από 30 διαφορετικά υπολείμματα αμινοξέων να μπορούν να βρεθούν σε «ώριμες» πρωτεΐνες. Αυτή η ποικιλία των μονομερών παρέχει επίσης μια ποικιλία βιολογικών λειτουργιών που εκτελούνται από τις πρωτεΐνες.

  Τα β-αμινοξέα έχουν την ακόλουθη δομή:

  

  Εδώ το R είναι διαφορετικές ομάδες ατόμων (ρίζες) για διαφορετικά αμινοξέα. Το άτομο άνθρακα που βρίσκεται πλησιέστερα στην καρβοξυλική ομάδα ορίζεται με το ελληνικό γράμμα b, με αυτό το άτομο συνδέεται η αμινομάδα στα μόρια β-αμινοξέων.

  Σε ένα ουδέτερο περιβάλλον, η αμινομάδα παρουσιάζει ασθενείς βασικές ιδιότητες και προσκολλάται στο ιόν Η+, και η καρβοξυλική ομάδα παρουσιάζει ασθενώς όξινες ιδιότητες και διασπάται με την απελευθέρωση αυτού του ιόντος, έτσι ώστε αν και γενικά το συνολικό φορτίο του μορίου δεν θα αλλάξει, θα φέρει ταυτόχρονα μια θετικά και αρνητικά φορτισμένη ομάδα.

  Ανάλογα με τη φύση της ρίζας R, διακρίνονται τα υδρόφοβα (μη πολικά), τα υδρόφιλα (πολικά), τα όξινα και τα αλκαλικά αμινοξέα.

  Τα όξινα αμινοξέα έχουν μια δεύτερη καρβοξυλική ομάδα. Είναι ελαφρώς ισχυρότερο από την καρβοξυλική ομάδα του οξικού οξέος: στο ασπαρτικό οξύ, τα μισά από τα καρβοξυλικά διασπώνται σε pH 3,86, στο γλουταμικό οξύ - σε pH 4,25 και στο οξικό οξύ - μόνο στο 4,8. Μεταξύ των αλκαλικών αμινοξέων, η αργινίνη είναι το ισχυρότερο: οι μισές πλευρικές ρίζες της διατηρούν θετικό φορτίο σε pH 11,5. Η λυσίνη έχει μια πλευρική ρίζα που είναι μια τυπική πρωτοταγής αμίνη και παραμένει ημιιονισμένη σε pH 9,4. Το πιο αδύναμο από τα αλκαλικά αμινοξέα είναι η ιστιδίνη, ο δακτύλιος ιμιδαζόλης του είναι μισο πρωτονιωμένος σε pH 6.

  Μεταξύ των υδρόφιλων (πολικών) υπάρχουν επίσης δύο αμινοξέα που μπορούν να ιονιστούν σε φυσιολογικό pH - η κυστεΐνη, στα οποία η ομάδα SH μπορεί να δώσει ένα ιόν Η+ όπως το υδρόθειο και η τυροσίνη, η οποία έχει μια ασθενώς όξινη φαινολική ομάδα. Ωστόσο, αυτή η ικανότητα εκφράζεται πολύ ασθενώς σε αυτά: σε pH 7, η κυστεΐνη ιονίζεται κατά 8%, και η τυροσίνη κατά 0,01%.

  Για την ανίχνευση β-αμινοξέων, συνήθως χρησιμοποιείται η αντίδραση νινυδρίνης: όταν ένα αμινοξύ αντιδρά με τη νινυδρίνη, σχηματίζεται ένα έντονο μπλε προϊόν. Επιπλέον, μεμονωμένα αμινοξέα δίνουν τις δικές τους συγκεκριμένες ποιοτικές αντιδράσεις. Έτσι, τα αρωματικά αμινοξέα δίνουν ένα κίτρινο χρώμα με το νιτρικό οξύ (κατά τη διάρκεια της αντίδρασης συμβαίνει νίτρωση του αρωματικού δακτυλίου). Όταν το μέσο αλκαλοποιείται, το χρώμα αλλάζει σε πορτοκαλί (παρόμοια αλλαγή χρώματος εμφανίζεται σε δείκτες, για παράδειγμα, πορτοκαλί μεθυλίου). Αυτή η αντίδραση, που ονομάζεται αντίδραση ξανθοπρωτεΐνης, χρησιμοποιείται επίσης για την ανίχνευση πρωτεϊνών, καθώς οι περισσότερες πρωτεΐνες περιέχουν αρωματικά αμινοξέα. Η ζελατίνη δεν δίνει αυτή την αντίδραση, αφού δεν περιέχει σχεδόν καθόλου τυροσίνη, φαινυλαλανίνη ή τρυπτοφάνη. Όταν θερμαίνεται με νάτριο plumbite Na2PbO2, η κυστεΐνη σχηματίζει ένα μαύρο ίζημα θειούχου μολύβδου PbS.

  Τα φυτά και πολλά μικρόβια μπορούν να συνθέσουν αμινοξέα από απλές ανόργανες ουσίες. Τα ζώα μπορούν να συνθέσουν μόνο ορισμένα αμινοξέα, αλλά άλλα πρέπει να λαμβάνονται από την τροφή. Τέτοια αμινοξέα ονομάζονται απαραίτητα. Απαραίτητα για τον άνθρωπο είναι η φαινυλαλανίνη, η τρυπτοφάνη, η θρεονίνη, η μεθειονίνη, η λυσίνη, η λευκίνη, η ισολευκίνη, η ιστιδίνη, η βαλίνη και η αργινίνη. Δυστυχώς, τα δημητριακά περιέχουν πολύ λίγη λυσίνη και τρυπτοφάνη, αλλά αυτά τα αμινοξέα βρίσκονται σε σημαντικά μεγαλύτερες ποσότητες στα όσπρια. Δεν είναι τυχαίο ότι οι παραδοσιακές δίαιτες των αγροτικών λαών συνήθως περιέχουν τόσο δημητριακά όσο και όσπρια: σιτάρι (ή σίκαλη) και μπιζέλια, ρύζι και σόγια, καλαμπόκι και φασόλια είναι κλασικά παραδείγματα ενός τέτοιου συνδυασμού μεταξύ των λαών διαφορετικών ηπείρων.

  β-Το άτομο άνθρακα και των 20 αμινοξέων βρίσκεται σε κατάσταση υβριδισμού sp3. Και οι 4 δεσμοί του βρίσκονται σε γωνία περίπου 109°, έτσι ώστε ο τύπος του αμινοξέος να μπορεί να εγγραφεί σε ένα τετράεδρο.

  Είναι εύκολο να δει κανείς ότι μπορεί να υπάρχουν δύο τύποι αμινοξέων που είναι κατοπτρικές εικόνες το ένα του άλλου. Ανεξάρτητα από το πώς τα μετακινούμε και τα περιστρέφουμε στο διάστημα, είναι αδύνατο να τα συνδυάσουμε - διαφέρουν όπως το δεξί και το αριστερό χέρι.

  Αυτός ο τύπος ισομέρειας ονομάζεται οπτικός ισομερισμός. Είναι δυνατό μόνο εάν το κεντρικό άτομο άνθρακα (που ονομάζεται ασύμμετρο κέντρο) έχει διαφορετικές ομάδες και στις 4 πλευρές (επομένως, η γλυκίνη δεν έχει οπτικά ισομερή, αλλά τα άλλα 19 αμινοξέα έχουν). Από τις δύο διαφορετικές ισομερείς μορφές αμινοξέων, αυτή στο Σχ. Το 1 βρίσκεται στα δεξιά ονομάζεται σχήμα D, και στα αριστερά ονομάζεται σχήμα L.

  Οι βασικές φυσικές και χημικές ιδιότητες των D- και L-ισομερών αμινοξέων είναι οι ίδιες, αλλά οι οπτικές τους ιδιότητες διαφέρουν: τα διαλύματά τους περιστρέφουν το επίπεδο πόλωσης του φωτός σε αντίθετες κατευθύνσεις. Η ταχύτητα των αντιδράσεών τους με άλλες οπτικά ενεργές ενώσεις είναι επίσης διαφορετική.

  Είναι ενδιαφέρον ότι οι πρωτεΐνες όλων των ζωντανών οργανισμών, από τους ιούς μέχρι τους ανθρώπους, περιέχουν μόνο L-αμινοξέα. Οι μορφές D βρίσκονται σε ορισμένα αντιβιοτικά που συντίθενται από μύκητες και βακτήρια. Οι πρωτεΐνες μπορούν να σχηματίσουν μια διατεταγμένη δομή μόνο εάν περιέχουν μόνο ισομερή αμινοξέων του ίδιου τύπου.

  Σύντομη κριτική:

  Γλυκοκάλυξ-Αυτό είναι ένα στρώμα εξωτερικά της λιποπρωτεϊνικής μεμβράνης που περιέχει πολυσακχαριτικές αλυσίδες ενσωματωμένων πρωτεϊνών μεμβράνης - γλυκοπρωτεΐνες.

  Μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες του πλάσματος είναι να διασφαλίζει την επικοινωνία (σύνδεση) του κυττάρου με το εξωτερικό περιβάλλον μέσω της συσκευής υποδοχέα που υπάρχει στις μεμβράνες, η οποία είναι πρωτεϊνικής ή γλυκοπρωτεϊνικής φύσης. Η κύρια λειτουργία των σχηματισμών υποδοχέων του πλάσματος είναι η αναγνώριση εξωτερικών σημάτων, χάρη στα οποία τα κύτταρα προσανατολίζονται σωστά και σχηματίζουν ιστούς κατά τη διαδικασία της διαφοροποίησης. Η λειτουργία του υποδοχέα συνδέεται με τη δραστηριότητα διαφόρων ρυθμιστικών συστημάτων, καθώς και με το σχηματισμό ανοσοαπόκρισης.

  Κύριο μέρος:

  Τέτοιοι υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια μπορεί να είναι πρωτεΐνες μεμβράνης ή στοιχεία του γλυκοκάλυκα - γλυκοπρωτεΐνες. Τέτοιες περιοχές ευαίσθητες σε μεμονωμένες ουσίες μπορούν να διασκορπιστούν στην επιφάνεια του κυττάρου ή να συλλεχθούν σε μικρές ζώνες.

  Διαφορετικά κύτταρα ζωικών οργανισμών μπορεί να έχουν διαφορετικά σύνολα υποδοχέων ή διαφορετική ευαισθησία του ίδιου υποδοχέα.

  Ο ρόλος πολλών κυτταρικών υποδοχέων δεν είναι μόνο η δέσμευση συγκεκριμένων ουσιών ή η ικανότητα ανταπόκρισης σε φυσικούς παράγοντες, αλλά και η μετάδοση μεσοκυτταρικών σημάτων από την επιφάνεια στο κύτταρο. Επί του παρόντος, το σύστημα μετάδοσης σήματος στα κύτταρα χρησιμοποιώντας ορισμένες ορμόνες, οι οποίες περιλαμβάνουν πεπτιδικές αλυσίδες, έχει μελετηθεί καλά. Η ορμόνη αλληλεπιδρά ειδικά με το τμήμα του υποδοχέα αυτού του συστήματος και, χωρίς να διεισδύσει στο κύτταρο, ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση (μια πρωτεΐνη που βρίσκεται ήδη στο κυτταροπλασματικό τμήμα της πλασματικής μεμβράνης), η οποία συνθέτει κυκλικό AMP. Το τελευταίο ενεργοποιεί ή αναστέλλει ένα ενδοκυτταρικό ένζυμο ή ομάδα ενζύμων. Έτσι, η εντολή (σήμα από την πλασματική μεμβράνη) μεταδίδεται μέσα στο κύτταρο. Η αποτελεσματικότητα αυτού του συστήματος αδενυλικής κυκλάσης είναι πολύ υψηλή. Έτσι, η αλληλεπίδραση ενός ή περισσοτέρων ορμονικών μορίων μπορεί να οδηγήσει, λόγω της σύνθεσης πολλών μορίων cAMP, στην ενίσχυση του σήματος χιλιάδες φορές. Σε αυτή την περίπτωση, το σύστημα αδενυλικής κυκλάσης χρησιμεύει ως μετατροπέας εξωτερικών σημάτων.

  Η ποικιλομορφία και η ειδικότητα των συνόλων υποδοχέων στην επιφάνεια των κυττάρων οδηγεί στη δημιουργία ενός πολύ περίπλοκου συστήματος δεικτών που καθιστούν δυνατή τη διάκριση των κυττάρων ενός ατόμου (του ίδιου ατόμου ή του ίδιου είδους) από τα ξένα. Παρόμοια κύτταρα εισέρχονται σε αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους, οδηγώντας στην προσκόλληση των επιφανειών (σύζευξη σε πρωτόζωα και βακτήρια, σχηματισμός συμπλεγμάτων κυττάρων ιστού). Σε αυτή την περίπτωση, κύτταρα που διαφέρουν ως προς το σύνολο των καθοριστικών δεικτών ή δεν τους αντιλαμβάνονται είτε εξαιρούνται από μια τέτοια αλληλεπίδραση είτε (σε ανώτερα ζώα) καταστρέφονται ως αποτέλεσμα ανοσολογικών αντιδράσεων.

  Ο εντοπισμός συγκεκριμένων υποδοχέων που ανταποκρίνονται σε φυσικούς παράγοντες σχετίζεται με την πλασματική μεμβράνη. Έτσι, οι πρωτεΐνες υποδοχέα (χλωροφύλλες) που αλληλεπιδρούν με τα κβάντα φωτός εντοπίζονται στη πλασματική μεμβράνη ή στα παράγωγά της σε φωτοσυνθετικά βακτήρια και γαλαζοπράσινα φύκια. Στην πλασματική μεμβράνη των φωτοευαίσθητων ζωικών κυττάρων υπάρχει ένα ειδικό σύστημα πρωτεϊνών φωτοϋποδοχέων (ροδοψίνη), με τη βοήθεια του οποίου το φωτεινό σήμα μετατρέπεται σε χημικό σήμα, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί στη δημιουργία ηλεκτρικού παλμού.

  Τύποι ενεργού μεταφοράς μέσω της πλασματικής μεμβράνης

  Εν ολίγοις:

  
  

  • πρωτογενής ενεργή μεταφορά - πραγματοποιείται με μεταφορά ΑΤΡάσες, οι οποίες ονομάζονται αντλίες ιόντων.
  • δευτερογενής ενεργός μεταφορά είναι η μεταφορά μιας ουσίας μέσω μιας μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσής της λόγω της ενέργειας της βαθμίδας συγκέντρωσης μιας άλλης ουσίας που δημιουργείται κατά τη διαδικασία της ενεργού μεταφοράς.

  Γεμάτος:
  Η ενεργή μεταφορά πραγματοποιείται με μεταφορά τριφωσφατάσες αδενοσίνης (ATPases) και συμβαίνει λόγω της ενέργειας της υδρόλυσης ATP.
  Τύποι ενεργού μεταφοράς ουσιών:

  • κύρια ενεργή μεταφορά,
  • δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά.

  Πρωτεύουσα ενεργή μεταφορά

  Η μεταφορά ουσιών από ένα περιβάλλον με χαμηλή συγκέντρωση σε ένα περιβάλλον με υψηλότερη συγκέντρωση δεν μπορεί να εξηγηθεί με κίνηση κατά μήκος μιας κλίσης, δηλ. διάχυση. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται λόγω της ενέργειας της υδρόλυσης ATP ή της ενέργειας λόγω της βαθμίδωσης συγκέντρωσης οποιωνδήποτε ιόντων, πιο συχνά του νατρίου. Εάν η πηγή ενέργειας για την ενεργό μεταφορά ουσιών είναι η υδρόλυση του ATP και όχι η κίνηση κάποιων άλλων μορίων ή ιόντων μέσω της μεμβράνης, η μεταφορά ονομάζεται πρωτογενής ενεργή.

  Η πρωταρχική ενεργή μεταφορά πραγματοποιείται από μεταφορικές ΑΤΡάσες, οι οποίες ονομάζονται αντλίες ιόντων. Στα ζωικά κύτταρα, η πιο κοινή είναι η Na+,K+ - ATPase (αντλία νατρίου), η οποία είναι αναπόσπαστη πρωτεΐνη της πλασματικής μεμβράνης και η Ca2+ - ATPase που περιέχεται στη πλασματική μεμβράνη του σαρκο-(ενδο)-πλασμικού δικτύου. Και οι τρεις πρωτεΐνες έχουν μια κοινή ιδιότητα - την ικανότητα να φωσφορυλιώνονται και να σχηματίζουν μια ενδιάμεση φωσφορυλιωμένη μορφή του ενζύμου. Σε φωσφορυλιωμένη κατάσταση, το ένζυμο μπορεί να είναι σε δύο διαμορφώσεις, οι οποίες συνήθως ονομάζονται Ε1 και Ε2. Η διαμόρφωση ενός ενζύμου είναι η μέθοδος χωρικού προσανατολισμού (απόθεσης) της πολυπεπτιδικής αλυσίδας του μορίου του. Οι δύο υποδεικνυόμενες διαμορφώσεις του ενζύμου χαρακτηρίζονται από διαφορετικές συγγένειες για τα μεταφερόμενα ιόντα, δηλ. διαφορετική ικανότητα δέσμευσης μεταφερόμενων ιόντων.

  Δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά

  Η δευτερογενής ενεργός μεταφορά είναι η μεταφορά μιας ουσίας μέσω μιας μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσής της λόγω της ενέργειας της βαθμίδας συγκέντρωσης μιας άλλης ουσίας που δημιουργείται κατά τη διαδικασία της ενεργού μεταφοράς. Στα ζωικά κύτταρα, η κύρια πηγή ενέργειας για τη δευτερογενή ενεργό μεταφορά είναι η ενέργεια της βαθμίδας συγκέντρωσης των ιόντων νατρίου, η οποία δημιουργείται λόγω του έργου της Na+/K+ - ATPase. Για παράδειγμα, η μεμβράνη των κυττάρων της βλεννογόνου μεμβράνης του λεπτού εντέρου περιέχει μια πρωτεΐνη που μεταφέρει (συμπαριστά) γλυκόζη και Na+ στα επιθηλιακά κύτταρα. Η μεταφορά γλυκόζης συμβαίνει μόνο εάν το Na+, ταυτόχρονα με τη δέσμευση της γλυκόζης στην καθορισμένη πρωτεΐνη, μεταφέρεται κατά μήκος μιας ηλεκτροχημικής βαθμίδας. Η ηλεκτροχημική βαθμίδα για το Na+ διατηρείται με την ενεργό μεταφορά αυτών των κατιόντων έξω από το κύτταρο.

  Στον εγκέφαλο, το έργο της αντλίας Na+ συνδέεται με την αντίστροφη απορρόφηση (επαναπορρόφηση) μεσολαβητών - φυσιολογικά ενεργών ουσιών που απελευθερώνονται από τις νευρικές απολήξεις υπό τη δράση διεγερτικών παραγόντων.

  Στα καρδιομυοκύτταρα και στα λεία μυϊκά κύτταρα, η λειτουργία των Na+, K+-ATPase σχετίζεται με τη μεταφορά Ca2+ μέσω της πλασματικής μεμβράνης, λόγω της παρουσίας στην κυτταρική μεμβράνη μιας πρωτεΐνης που αντιμεταφέρει (αντιμεταφέρει) Na+ και Ca2+. Τα ιόντα ασβεστίου μεταφέρονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης σε αντάλλαγμα για ιόντα νατρίου και λόγω της ενέργειας της βαθμίδας συγκέντρωσης των ιόντων νατρίου.

  Μια πρωτεΐνη έχει ανακαλυφθεί σε κύτταρα που ανταλλάσσει εξωκυτταρικά ιόντα νατρίου με ενδοκυτταρικά πρωτόνια - τον εναλλάκτη Na+/H+. Αυτός ο μεταφορέας παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση ενός σταθερού ενδοκυτταρικού pH. Ο ρυθμός με τον οποίο λαμβάνει χώρα η ανταλλαγή Na+/Ca2+ και Na+/H+ είναι ανάλογος με την ηλεκτροχημική βαθμίδα του Na+ κατά μήκος της μεμβράνης. Με μείωση της εξωκυτταρικής συγκέντρωσης Na+, αναστολή Na+, K+-ATPase από καρδιακούς γλυκοσίδες ή σε περιβάλλον χωρίς κάλιο, αυξάνεται η ενδοκυτταρική συγκέντρωση ασβεστίου και πρωτονίων. Αυτή η αύξηση στην ενδοκυτταρική συγκέντρωση Ca2+ κατά την αναστολή της Na+, K+-ATPase αποτελεί τη βάση της κλινικής χρήσης των καρδιακών γλυκοσιδών για την ενίσχυση των καρδιακών συσπάσεων.

  Διάφορες μεταφορικές ΑΤΡάσες, εντοπισμένες στις κυτταρικές μεμβράνες και εμπλεκόμενες στους μηχανισμούς μεταφοράς ουσιών, είναι το κύριο στοιχείο των μοριακών συσκευών - αντλιών που εξασφαλίζουν την επιλεκτική απορρόφηση και άντληση ορισμένων ουσιών (για παράδειγμα, ηλεκτρολύτες) από το κύτταρο. Η ενεργή ειδική μεταφορά μη ηλεκτρολυτών (μοριακή μεταφορά) πραγματοποιείται με τη χρήση διαφόρων τύπων μοριακών μηχανών - αντλιών και φορέων. Η μεταφορά μη ηλεκτρολυτών (μονοσακχαρίτες, αμινοξέα και άλλα μονομερή) μπορεί να συνδυαστεί με τη μεταφορά μιας άλλης ουσίας, η κίνηση της οποίας κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης είναι πηγή ενέργειας για την πρώτη διαδικασία. Το Symport μπορεί να παρέχεται από βαθμίδες ιόντων (για παράδειγμα, νάτριο) χωρίς την άμεση συμμετοχή του ATP.

  Οι μεταφορικές ΑΤΡάσες είναι πρωτεΐνες μεταφοράς υψηλής μοριακής απόδοσης ικανές να διασπάσουν το ATP για να απελευθερώσουν ενέργεια. Αυτή η διαδικασία χρησιμεύει ως η μηχανή ενεργού μεταφοράς. Έτσι μεταφέρονται τα πρωτόνια (αντλία πρωτονίων) ή τα ανόργανα ιόντα (αντλία ιόντων).

  Η ενεργή μεταφορά πραγματοποιείται με ενδο- και εξωκυττάρωση.
  Ενδοκυττάρωση είναι ο σχηματισμός κυστιδίων με διήθηση της πλασματικής μεμβράνης κατά την απορρόφηση στερεών σωματιδίων (φαγοκυττάρωση) ή διαλυμένων ουσιών (πινοκύττωση). Τα λεία ή οριοθετημένα κυστίδια που προκύπτουν ονομάζονται φαγοσώματα ή πινοσώματα. Με την ενδοκυττάρωση, τα αυγά απορροφούν πρωτεΐνες κρόκου, τα λευκοκύτταρα απορροφούν ξένα σωματίδια και ανοσοσφαιρίνες και τα νεφρικά σωληνάρια απορροφούν πρωτεΐνες από τα πρωτογενή ούρα.
  Η εξωκυττάρωση είναι μια διαδικασία αντίθετη από την ενδοκυττάρωση. Διάφορα κυστίδια από τη συσκευή Golgi και τα λυσοσώματα συγχωνεύονται με την πλασματική μεμβράνη, απελευθερώνοντας το περιεχόμενό τους προς τα έξω. Σε αυτή την περίπτωση, η μεμβράνη του κυστιδίου μπορεί είτε να ενσωματωθεί στην πλασματική μεμβράνη είτε να επιστρέψει στο κυτταρόπλασμα με τη μορφή κυστιδίου.

  Η λειτουργία του υποδοχέα του κυττάρου παρέχεται από υποδοχείς που υλοποιούν αποκρίσεις με συγκεκριμένους τρόπους.

  Η μέθοδος επιρροής σχετίζεται με τη μεταφορά πληροφοριών που συμβαίνει όταν ουσίες που προέρχονται από το εξωτερικό με σύμπλοκα μεμβρανικών υποδοχέων προστίθενται στο κύτταρο.

  Τα σύμπλοκα ιονοτροπικών υποδοχέων σχηματίζουν σύνθετες μοριακές ή υπερμοριακές ενώσεις που περιέχουν διαύλους ιόντων. Όταν συνδυάζεται με μια βιολογικά δραστική ουσία, εμφανίζεται το άνοιγμα ή το άνοιγμα διαύλων ιόντων. Ο ρυθμός διέγερσης των κυττάρων είναι υψηλός. Οι ιονοτροπικοί υποδοχείς βρίσκονται κυρίως στην περιοχή των συνάψεων και εμπλέκονται στη μετάδοση διεγερτικών και ανασταλτικών επιδράσεων.

  Τα σύμπλοκα μεταβοτροπικών υποδοχέων συνδέονται με ενδιάμεσες πρωτεΐνες που μεταδίδουν πληροφορίες στην εσωτερική επιφάνεια. Πρώτα απ 'όλα, αυτές είναι οι πρωτεΐνες G και οι κινάσες τυροσίνης μεμβράνης. Οι ενδιάμεσες πρωτεΐνες διεγείρουν ένζυμα στην εσωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης και, με τη σειρά τους, συνθέτουν δεύτερους ενδιάμεσους - ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους που πυροδοτούν βιολογικές αντιδράσεις του κυττάρου. Αυτοί οι υποδοχείς ονομάζονται μερικές φορές αργοί υποδοχείς. Οι περισσότερες ορμόνες και μεσολαβητές που δεν διεισδύουν καλά στα κύτταρα δρουν μέσω παρόμοιων μηχανισμών.

  Υποδοχείς που ρυθμίζουν την είσοδο μορίων στα κύτταρα, όπως τα λιπίδια σε λιποπρωτεΐνες χαμηλής πυκνότητας. Αυτή η ομάδα υποδοχέων είναι ικανή να μεταβάλλει τη διαπερατότητα των βιολογικών μεμβρανών, επηρεάζοντας έτσι τη χημική σύνθεση στο εσωτερικό του κυττάρου.

  Οι υποδοχείς προσκόλλησης (οικογένειες ιντεγκρινών, καντερινών, ανοσοσφαιρινών, σελεκτινών κ.λπ.) συνδέουν γειτονικά κύτταρα ή ένα κύτταρο με δομές του μεσοκυττάριου περιβάλλοντος, για παράδειγμα, με τη βασική μεμβράνη. Η δυνατότητα αλληλεπιδράσεων με κόλλα είναι απαραίτητη στη ζωή του κυττάρου και ολόκληρου του οργανισμού συνολικά. Η απώλεια της ικανότητας προσκόλλησης ενός κυττάρου συνοδεύεται από την ανεξέλεγκτη μετανάστευση (μετάσταση) και την εξασθενημένη διαφοροποίησή του. Η παθολογική δυσλειτουργία των συγκολλητικών υποδοχέων είναι χαρακτηριστική των κακοήθων καρκινικών κυττάρων.

  Η πραγματική διαδικασία λήψης γίνεται με τη βοήθεια ειδικών γλυκοπρωτεϊνών - υποδοχέων. Βρίσκονται στο υπερμεμβρανικό στρώμα - τον γλυκοκάλυκα του κυττάρου.

  Οι υποδοχείς παρέχουν την αντίληψη συγκεκριμένων ερεθισμάτων: ορμόνες, βιολογικά δραστικές ουσίες, μεμβράνες γειτονικών κυττάρων, συγκολλητικά μόρια μεσοκυττάριων ουσιών κ.λπ. Οι υποδοχείς είναι εξαιρετικά εξειδικευμένες κυτταρικές δομές. Μπορούν να είναι εξαιρετικά συγκεκριμένα (υψηλή συγγένεια) ή λιγότερο ειδικά (χαμηλή συγγένεια). Ο βαθμός ειδικότητας καθορίζει τον βαθμό ευαισθησίας του κυττάρου. Οι υποδοχείς για τις ορμόνες έχουν την υψηλότερη συγγένεια.

  Τα σύμπλοκα υποδοχέων είναι επίσης χαρακτηριστικά του εσωτερικού στρώματος της μεμβράνης. Εντοπίζονται σε μεμβρανικά και μη οργανίδια, στο εσωτερικό και εξωτερικό στρώμα του καρυολέμματος κ.λπ.

  Σε απόκριση στη δράση ενός σήματος (η σύνδεση ενός υποδοχέα με μια ρυθμιστική ουσία), εμφανίζεται μια αλυσίδα βιοχημικών αντιδράσεων, που οδηγεί στο σχηματισμό βιολογικών αποκρίσεων - διέγερση ή αναστολή του κυττάρου. Υποδοχείς για πολυπεπτίδια, παράγωγα αμινοξέων, αντιγονικά σύμπλοκα, γλυκοπρωτεΐνες κ.λπ. βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη. Ορισμένοι υποδοχείς έχουν συνδέσεις με πρωτεΐνες που παρέχουν το σχηματισμό δεύτερου αγγελιοφόρου, καθώς και με πρωτεΐνες διαύλου ιόντων. Τέτοια συστήματα υποδοχέων ονομάζονται μεταβοτροπικά.

  Η διέγερση σε μεταβοτροπικούς υποδοχείς που προκαλείται από ένα σήμα μπορεί να μεταδοθεί βαθιά μέσα στο κύτταρο με διάφορους τρόπους. Σε μια περίπτωση, η αλληλεπίδραση του υποδοχέα με ένα μόριο σηματοδότησης αλλάζει τη στερεολογική διαμόρφωση του υποδοχέα, η οποία αλλάζει τη δομή της λεγόμενης πρωτεΐνης G, η οποία, με τη σειρά της, ενεργοποιεί το σχηματισμό κυτταροπλασματικών μορίων σηματοδότησης (δεύτεροι αγγελιοφόροι).

  Υπάρχουν πρωτεΐνες Gs που ενεργοποιούν την αδενυλική κυκλάση με το σχηματισμό cAMP, πρωτεΐνες Gi που αναστέλλουν την αδενυλική κυκλάση, πρωτεΐνες Gp που ενεργοποιούν τη φωσφολιπάση C και αυξάνουν την περιεκτικότητα σε ιόντα ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα. Υπάρχουν επίσης πρωτεΐνες Gt που ενεργοποιούν τη φωσφοδιεστεράση της κυκλικής μονοφωσφορικής γουανοσίνης (cGMP) και μειώνουν την περιεκτικότητα σε cGMP, γεγονός που οδηγεί σε αναστολή (υπερπόλωση μεμβράνης) του κυττάρου. Το κυκλικό AMP (cAMP) ενεργοποιεί τις πρωτεϊνικές κινάσες και επιταχύνει τις βιοχημικές αντιδράσεις στο κύτταρο.

  Στη δεύτερη περίπτωση, ο υποδοχέας συνδέεται με κινάσες τυροσίνης, οι οποίες ενεργοποιούν την πρωτεΐνη Ras-G και πυροδοτούν τον καταρράκτη Ras. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, σχηματίζεται η 1,4,5-τριφωσφορική ινοσιτόλη, η διακυλογλυκερόλη. Αυτό πυροδοτεί μια αλυσίδα καταλυτικών αντιδράσεων, συμπεριλαμβανομένης της μεταγραφής.

  Οι υποδοχείς μπορούν να συσχετιστούν με κανάλια ιόντων, να αλλάξουν τη διαπερατότητά τους, να προκαλέσουν εκπόλωση της μεμβράνης, διείσδυση ιόντων ασβεστίου στο κύτταρο κ.λπ. Τα σύμπλοκα ιονοτροπικών υποδοχέων περιέχουν πολλά μόρια - αυτές είναι πρωτεΐνες υποδοχέα που αντιλαμβάνονται ένα μόριο σήματος. Προσκολλώνται σε πρωτεΐνες της συσκευής τελεστή - κανάλια ιόντων. Το ένζυμο αδρανοποίησης διακόπτει τη σύνδεση μεταξύ του υποδοχέα και του μορίου σηματοδότησης του μεσολαβητή ή άλλων ουσιών σηματοδότησης.

  Μαζί με τις λειτουργίες σηματοδότησης, ορισμένοι υποδοχείς παίζουν σημαντικό ρόλο στην προσκόλληση και τη συσσώρευση - την προσκόλληση των κυττάρων σε παρόμοιες ή/και μεσοκυτταρικές δομές. Η «αναγνώριση» των σχετικών κυττάρων από τον υποδοχέα του γλυκοκάλυκα συνοδεύεται από ταυτόχρονη συσσωμάτωση. Είναι σημαντικό αυτοί οι υποδοχείς να έχουν ατομική, ιδιαιτερότητα οργάνων και ιστών. Παραδείγματα περιλαμβάνουν σελεκτίνες, ιντεγκρίνες και καντερίνες. Δίνουν στα κύτταρα αντιγονικές ιδιότητες και τους επιτρέπουν να «αναγνωρίζουν» το ένα το άλλο.

  Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

  Η λειτουργία του υποδοχέα της μεμβράνης παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή του κυττάρου. Σχετίζεται με τον εντοπισμό στην πλασματική μεμβράνη ειδικών δομών (πρωτεΐνες υποδοχέα) που σχετίζονται με την ειδική αναγνώριση χημικών ή φυσικών παραγόντων. Πολλές πρωτεΐνες διάτρησης είναι γλυκοπρωτεΐνες—στο εξωτερικό του κυττάρου περιέχουν πλευρικές αλυσίδες πολυσακχαριτών. Μερικές από αυτές τις γλυκοπρωτεΐνες, που καλύπτουν το κύτταρο με ένα «δάσος» από μοριακές κεραίες, λειτουργούν ως υποδοχείς ορμονών. Όταν μια συγκεκριμένη ορμόνη δεσμεύεται στον υποδοχέα της, αλλάζει τη δομή της γλυκοπρωτεΐνης, γεγονός που οδηγεί στην έναρξη μιας κυτταρικής απόκρισης. Ανοίγουν κανάλια μέσω των οποίων ορισμένες ουσίες εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο. Η κυτταρική επιφάνεια έχει ένα μεγάλο σύνολο υποδοχέων που καθιστούν δυνατές συγκεκριμένες αντιδράσεις με διάφορους παράγοντες. Ο ρόλος πολλών κυτταρικών υποδοχέων είναι να μεταδίδουν σήματα από το εξωτερικό προς το εσωτερικό του κυττάρου.

  22. Κυτταρικοί υποδοχείς: έννοια, τοποθεσία, ποικιλίες, δομή.

  Τα μόρια σηματοδότησης - πρωτεΐνες που ονομάζονται υποδοχείς - βρίσκονται στις πλασματικές μεμβράνες των κυττάρων. Οι κυτταρικοί υποδοχείς δεσμεύουν το μόριο και ξεκινούν μια απόκριση. Αντιπροσωπεύονται από διαμεμβρανικές πρωτεΐνες που έχουν ειδική θέση σύνδεσης φυσιολογικά ενεργών μορίων - ορμονών και νευροδιαβιβαστών. Πολλές πρωτεΐνες υποδοχέα, ως απόκριση στη δέσμευση ορισμένων μορίων, αλλάζουν τις μεταφορικές ιδιότητες των μεμβρανών. Ως αποτέλεσμα, η πολικότητα των μεμβρανών μπορεί να αλλάξει, να δημιουργηθεί νευρική ώθηση ή να αλλάξει ο μεταβολισμός.

  Υπάρχουν ενδοκυτταρικοί υποδοχείς και υποδοχείς που βρίσκονται στην κυτταρική επιφάνεια της πλασματικής μεμβράνης. Μεταξύ αυτών, διακρίνονται δύο τύποι υποδοχέων: κύτταρα που σχετίζονται με κανάλια και κύτταρα που δεν σχετίζονται με κανάλια. Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την ταχύτητα και την επιλεκτικότητα της επίδρασης του σήματος σε ορισμένους στόχους. Οι υποδοχείς που σχετίζονται με κανάλια, αφού αλληλεπιδράσουν με χημικές ουσίες (ορμόνη, νευροδιαβιβαστής), προάγουν το σχηματισμό ανοιχτού καναλιού στη μεμβράνη, με αποτέλεσμα να αλλάζει αμέσως η διαπερατότητά του. Υποδοχείς που δεν συνδέονται με κανάλια αλληλεπιδρούν επίσης με χημικές ουσίες, αλλά διαφορετικής φύσης, κυρίως ένζυμα. Εδώ το αποτέλεσμα είναι έμμεσο, σχετικά αργό, αλλά μεγαλύτερης διάρκειας. Η λειτουργία αυτών των υποδοχέων αποτελεί τη βάση της μάθησης και της μνήμης.

  23. Μεταφορά ουσιών μέσω της κυτταρικής μεμβράνης: έννοια, ποικιλίες, παραδείγματα.

  Η μεταφορά με μεμβράνη είναι η μεταφορά ουσιών μέσω της κυτταρικής μεμβράνης μέσα ή έξω από το κύτταρο, που πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας διάφορους μηχανισμούς - απλή διάχυση, διευκολυνόμενη διάχυση και ενεργή μεταφορά. Τα είδη μεταφοράς περιγράφονται στις απαντήσεις 16 και 17.

  24. Διακυτταρικές επαφές: έννοια, ποικιλίες, νόημα.

  Οι διακυτταρικές επαφές είναι συνδέσεις μεταξύ των κυττάρων που σχηματίζονται με τη βοήθεια πρωτεϊνών. Παρέχουν άμεση επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων. Επιπλέον, τα κύτταρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε απόσταση χρησιμοποιώντας σήματα (κυρίως σηματοδοτικές ουσίες) που μεταδίδονται μέσω της μεσοκυττάριας ουσίας.

  Κάθε τύπος μεσοκυττάριων επαφών σχηματίζεται από συγκεκριμένες πρωτεΐνες, η συντριπτική πλειοψηφία των οποίων είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Ειδικές πρωτεΐνες προσαρμογής μπορούν να συνδέσουν πρωτεΐνες των μεσοκυτταρικών επαφών με τον κυτταροσκελετό και ειδικές «σκελετικές» πρωτεΐνες μπορούν να συνδέσουν μεμονωμένα μόρια αυτών των πρωτεϊνών σε μια πολύπλοκη υπερμοριακή δομή. Σε πολλές περιπτώσεις, οι διακυτταρικές συνδέσεις καταστρέφονται όταν τα ιόντα Ca2+ απομακρύνονται από το περιβάλλον.