Ili transmembranske ionske struje.

Tvar koja se specifično veže na receptor naziva se ligand receptora. Unutar tijela to je obično hormon ili neurotransmiter ili njihovi umjetni nadomjesci koji se koriste kao lijekovi i otrovi (agonisti). Neki ligandi, naprotiv, blokiraju receptore (antagoniste). Kada su u pitanju osjetilni organi, ligandi su tvari koje djeluju na receptore mirisa ili okusa. Osim toga, molekule vidnih receptora reagiraju na svjetlost, au organima sluha i opipa receptori su osjetljivi na mehaničke utjecaje (pritisak ili istezanje) izazvane vibracijama zraka i drugim podražajima. Također postoje termoosjetljivi proteini receptori i proteini receptori koji reagiraju na promjene u membranskom potencijalu.

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Stanični receptori mogu se podijeliti u dvije glavne klase - membranske receptore i unutarstanične receptore.

  Membranski receptori

  Funkcija "antene" je prepoznavanje vanjskih signala. Prepoznavanje područja dviju susjednih stanica može omogućiti staničnu adheziju međusobnom komunikacijom. Zbog toga se stanice u procesu diferencijacije orijentiraju i stvaraju tkiva. Mjesta za prepoznavanje prisutna su i u nekim molekulama koje su u otopini, zbog čega ih selektivno preuzimaju stanice koje imaju komplementarna mjesta za prepoznavanje (npr. preuzima ih LDL pomoću LDL receptora).

  Dvije glavne klase membranskih receptora su metabotropni receptori i ionotropni receptori.

  Ionotropni receptori su membranski kanali koji se otvaraju ili zatvaraju kada se vežu za ligand. Rezultirajuće ionske struje uzrokuju promjene u transmembranskoj razlici potencijala i, posljedično, ekscitabilnost stanice, a također mijenjaju unutarstanične koncentracije iona, što sekundarno može dovesti do aktivacije unutarstaničnih medijatorskih sustava. Jedan od najpotpunije proučenih ionotropnih receptora je n-kolinergički receptor.

  Metabotropni receptori povezani su s unutarstaničnim prijenosnim sustavima. Promjene u njihovoj konformaciji nakon vezanja na ligand dovode do pokretanja kaskade biokemijskih reakcija, te u konačnici do promjene funkcionalnog stanja stanice. Glavne vrste membranskih receptora:

  1. Receptori povezani s heterotrimernim G proteinima (na primjer, receptor vazopresina).
  2. Receptori s intrinzičnom aktivnošću tirozin kinaze (na primjer, receptor inzulina ili receptor epidermalnog faktora rasta).

  Receptori povezani s G proteinom su transmembranski proteini koji imaju 7 transmembranskih domena, izvanstanični N-terminus i intracelularni C-terminus. Mjesto vezanja liganda nalazi se na izvanstaničnim petljama, domena vezanja G-proteina nalazi se blizu C-kraja u citoplazmi.

  Aktivacija receptora uzrokuje da se njegova α-podjedinica odvoji od kompleksa βγ-podjedinice i tako se aktivira. Nakon toga, ili aktivira ili obrnuto deaktivira enzim koji proizvodi sekundarne glasnike.

  Receptori s aktivnošću tirozin kinaze fosforiliraju sljedeće unutarstanične proteine, često također protein kinaze, i tako prenose signal u stanicu. Strukturno, to su transmembranski proteini s jednom membranskom domenom. U pravilu, homodimeri, čije su podjedinice povezane disulfidnim mostovima.

  unutarstanični receptori

  Intracelularni receptori - u pravilu, faktori transkripcije (na primjer, glukokortikoidni receptori) ili proteini koji su u interakciji s faktorima transkripcije. Većina intracelularnih receptora veže se za ligande u citoplazmi, postaju aktivni, transportiraju se zajedno s ligandom do jezgre stanice, gdje se vežu za DNA i induciraju ili potiskuju ekspresiju nekog gena ili skupine gena.
  Dušikov oksid (NO) ima poseban mehanizam djelovanja. Prodirući kroz membranu, ovaj se hormon veže na topljivu (citosolnu) gvanilat ciklazu, koja je i receptor za dušikov oksid i enzim koji sintetizira drugi glasnik, cGMP.

  Glavni sustavi unutarstaničnog prijenosa hormonskog signala

  Sustav adenilat ciklaze

  Središnji dio sustava adenilat ciklaze je enzim adenilat ciklaza, koji katalizira pretvorbu ATP-a u cAMP. Ovaj enzim može biti stimuliran Gs proteinom (od engleskog stimulating) ili inhibiran G i proteinom (od engleskog inhibiting). cAMP se zatim veže na cAMP-ovisnu protein kinazu, koja se također naziva protein kinaza A, PKA. To dovodi do njegove aktivacije i naknadne fosforilacije efektorskih proteina koji obavljaju neku fiziološku ulogu u stanici.

  Fosfolipaza-kalcij sustav

  G q proteini aktiviraju enzim fosfolipazu C, koji cijepa PIP2 (membranski fosfoinozitol) u dvije molekule: inozitol-3-fosfat (IP3) i diacilglicerid. Svaka od ovih molekula je drugi glasnik. IP3 se zatim veže na svoje receptore na membrani endoplazmatskog retikuluma, što dovodi do otpuštanja kalcija u citoplazmu i izazivanja mnogih staničnih reakcija.

  Gvanilat ciklazni sustav

  Središnja molekula ovog sustava je gvanilat ciklaza, koja katalizira pretvorbu GTP u cGMP. cGMP modulira aktivnost niza enzima i ionskih kanala. Postoji nekoliko izoformi gvanilat ciklaze. Jedan od njih aktivira dušikov oksid NO, drugi je izravno povezan s receptorom atrijalnog natriuretskog faktora.

  cGMP kontrolira metabolizam vode i transport iona u bubrezima i crijevima, au srčanom mišiću služi kao signal opuštanja.

  Farmakologija receptora

  U pravilu, receptori se mogu vezati ne samo na glavne endogene ligande, već i na druge strukturno slične molekule. Ova činjenica omogućuje korištenje egzogenih tvari koje se vežu na receptore i mijenjaju njihovo stanje kao lijekovi ili otrovi.

  Tako se, primjerice, receptori za endorfine - neuropeptide koji igraju važnu ulogu u modulaciji boli i emocionalnog stanja, također vežu za lijekove morfijske skupine. Receptor može imati, uz glavno mjesto ili "mjesto" vezanja na hormon ili posrednik specifičan za ovaj receptor, i dodatna alosterična regulatorna mjesta, na koja se vežu druge kemikalije, modulirajući (mijenjajući) odgovor receptora na glavni hormonalni signal - pojačavanje ili slabljenje, ili zamjena glavnog signala. Klasičan primjer takvog receptora s više veznih mjesta za različite tvari je receptor podtipa A gama-aminomaslačne kiseline (GABA). Osim veznog mjesta za samu GABA, također ima vezno mjesto za benzodiazepine ("benzodiazepinsko mjesto"), vezno mjesto za barbiturate ("barbituratno mjesto"), vezno mjesto za neurosteroide kao što je alopregnenolon ("steroidno mjesto" ).

  Mnoge vrste receptora mogu prepoznati nekoliko različitih kemikalija po istom mjestu vezivanja i, ovisno o određenoj spojenoj tvari, biti u više od dvije prostorne konfiguracije - ne samo "uključeno" (hormon na receptoru) ili "isključeno" (postoji nema hormona na receptoru). ), ali i u nekoliko intermedijarnih.

  Supstanca za koju je 100% vjerojatnost da uzrokuje prebacivanje receptora na 100% uključenu konfiguraciju kada se veže za receptor naziva se punim agonistom receptora. Supstanca koja, sa 100% vjerojatnošću, uzrokuje svoj prijelaz u konfiguraciju "100% off" kada se veže na receptor, naziva se inverzni agonist receptora. Tvar koja uzrokuje prijelaz receptora u jednu od srednjih konfiguracija ili uzrokuje promjenu stanja receptora s vjerojatnošću koja nije 100% (to jest, neki od receptora će se uključiti ili isključiti kada se vežu za tu tvar , a neki neće) naziva se parcijalni agonist receptora. U odnosu na takve tvari koristi se i izraz agonist-antagonist. Tvar koja pri vezanju ne mijenja stanje receptora i samo pasivno sprječava vezanje za hormon ili medijatorski receptor naziva se kompetitivni antagonist ili blokator receptora (antagonizam se ne temelji na isključivanju receptora, već na blokadi vezanja na receptor svog prirodnog liganda).

  U pravilu, ako neka egzogena tvar ima receptore unutar tijela, onda za taj receptor u tijelu postoje endogeni ligandi. Na primjer, endogeni benzodiazepinski ligandi

  Zaštitna funkcija

  Krv i druge tekućine sadrže proteine ​​koji mogu ubiti ili pomoći učiniti klice bezopasnima. U sastav krvne plazme ulaze protutijela - proteini, od kojih svaki prepoznaje određenu vrstu mikroorganizama ili drugih stranih agenasa - kao i zaštitni proteini sustava komplementa. Postoji nekoliko klasa protutijela (ovi se proteini nazivaju i imunoglobulini), najčešći među njima je imunoglobulin G. Slina i suze sadrže protein lizozim, enzim koji razgrađuje murein i uništava stanične stijenke bakterija. Kada su zaražene virusom, životinjske stanice izlučuju protein interferon koji sprječava razmnožavanje virusa i stvaranje novih virusnih čestica.

  Zaštitnu funkciju za mikroorganizme imaju i za nas neugodne bjelančevine, poput mikrobnih toksina - toksin kolere, botulinum toksin, toksin difterije itd. Oni, oštećujući stanice našeg tijela, štite mikrobe od nas.

  Funkcija receptora

  Proteini služe za percepciju i prijenos signala. U fiziologiji postoji pojam receptorske stanice, tj. stanica koja percipira određeni signal (npr. u mrežnici oka postoje stanice vizualnih receptora). Ali u receptorskim stanicama taj posao obavljaju receptorski proteini. Dakle, protein rodopsin koji se nalazi u mrežnici oka hvata kvante svjetlosti, nakon čega počinje kaskada događaja u stanicama mrežnice, što dovodi do nastanka živčanog impulsa i prijenosa signala u mozak.

  Receptorski proteini nalaze se ne samo u receptorskim stanicama, već iu drugim stanicama. Vrlo važnu ulogu u tijelu imaju hormoni – tvari koje luče neke stanice i reguliraju rad drugih stanica. Hormoni se vežu na posebne bjelančevine – hormonske receptore na površini ili unutar ciljnih stanica.

  Regulatorna funkcija

  Mnogi (iako nipošto svi) hormoni su proteini – npr. svi hormoni hipofize i hipotalamusa, inzulin itd. Drugi primjer proteina koji obavljaju tu funkciju mogu biti unutarstanični proteini koji reguliraju rad gena.

  Mnogi proteini mogu obavljati više funkcija.

  Proteinske makromolekule sastoje se od b-aminokiselina. Ako sastav polisaharida obično uključuje istu "jedinicu" (ponekad dvije), koja se ponavlja mnogo puta, tada se proteini sintetiziraju iz 20 različitih aminokiselina. Nakon što se molekula proteina sastavi, neki od aminokiselinskih ostataka u proteinu mogu doživjeti kemijske promjene, tako da se više od 30 različitih aminokiselinskih ostataka može naći u "zrelim" proteinima. Takva raznolikost monomera također osigurava niz bioloških funkcija koje obavljaju proteini.

  b-aminokiseline imaju sljedeću strukturu:

  

  ovdje su R različite skupine atoma (radikala) različitih aminokiselina. Atom ugljika najbliži karboksilnoj skupini označen je grčkim slovom b, s tim atomom povezana je amino skupina u molekulama b-aminokiselina.

  U neutralnom mediju, amino skupina pokazuje slaba bazična svojstva i veže H + ion, dok karboksilna skupina pokazuje slaba kisela svojstva i disocira s otpuštanjem ovog iona, tako da iako se ukupni naboj molekule neće promijeniti, će istovremeno nositi pozitivno i negativno nabijenu skupinu.

  Ovisno o prirodi radikala R, razlikuju se hidrofobne (nepolarne), hidrofilne (polarne), kisele i alkalne aminokiseline.

  Kisele aminokiseline imaju drugu karboksilnu skupinu. Nešto je jači od karboksilne skupine octene kiseline: u asparaginskoj kiselini polovica karboksilnih skupina disocira pri pH 3,86, u glutaminskoj kiselini - pri pH 4,25, au octenoj kiselini - samo pri 4,8. Među alkalnim aminokiselinama, arginin je najjači: polovica njegovih bočnih radikala zadržava pozitivan naboj pri pH 11,5. U lizinu, bočni radikal je tipičan primarni amin i ostaje napola ioniziran na pH 9,4. Najslabija od alkalnih aminokiselina je histidin, čiji je imidazolski prsten napola protoniran pri pH 6.

  Među hidrofilnim (polarnim) aminokiselinama postoje i dvije aminokiseline koje se mogu ionizirati pri fiziološkom pH - cistein, u kojem SH skupina može donirati H + ion poput sumporovodika, i tirozin, koji ima slabo kiselu fenolnu skupinu. . Međutim, ova sposobnost je vrlo slabo izražena u njima: pri pH 7, cistein je ioniziran za 8%, a tirozin - za 0,01%.

  Za detekciju b-aminokiselina obično se koristi ninhidrinska reakcija: kada aminokiselina reagira s ninhidrinom, nastaje jarko obojen plavi produkt. Osim toga, pojedinačne aminokiseline daju svoje specifične kvalitativne reakcije. Dakle, aromatske aminokiseline daju žutu boju s dušičnom kiselinom (tijekom reakcije dolazi do nitriranja aromatskog prstena). Kada se medij alkalizira, boja se mijenja u narančastu (slična promjena boje događa se kod indikatora, na primjer, metiloranža). Ova reakcija, nazvana ksantoprotein, također se koristi za detekciju proteina, budući da većina proteina sadrži aromatske aminokiseline; želatina ne daje ovu reakciju, jer gotovo da ne sadrži tirozin, fenilalanin, triptofan. Kada se zagrijava s natrijevim plumbitom Na2PbO2, cistein stvara crni talog olovnog sulfida PbS.

  Biljke i mnogi mikrobi mogu sintetizirati aminokiseline iz jednostavnih anorganskih tvari. Životinje mogu sintetizirati samo neke aminokiseline, dok druge moraju dobiti iz hrane. Takve aminokiseline nazivamo esencijalnim. Za čovjeka su neophodni fenilalanin, triptofan, treonin, metionin, lizin, leucin, izoleucin, histidin, valin i arginin. Nažalost, žitarice sadrže vrlo malo lizina i triptofana, ali se te aminokiseline u puno većim količinama nalaze u mahunarkama. Nije slučajnost da tradicionalna prehrana zemljoradničkih naroda obično sadrži i žitarice i mahunarke: pšenica (ili raž) i grašak, riža i soja, kukuruz i grah klasični su primjeri ove kombinacije među narodima različitih kontinenata.

  b-ugljikov atom svih 20 aminokiselina je u stanju sp3-hibridizacije. Sve njegove 4 veze nalaze se pod kutom od oko 109 °, tako da se formula aminokiseline može upisati u tetraedar.

  Lako je vidjeti da mogu postojati dvije vrste aminokiselina koje su zrcalne slike jedna druge. Kako god ih pomicali i vrtjeli u prostoru, nemoguće ih je spojiti - razlikuju se kao desna i lijeva ruka.

  Ova vrsta izomerije naziva se optička izomerija. To je moguće samo ako središnji atom ugljika (naziva se asimetričnim centrom) ima različite skupine na sve 4 strane (dakle, glicin nema optičke izomere, a preostalih 19 aminokiselina ima). Od dva različita izomerna oblika aminokiselina, onaj na Sl. 1 koji se nalazi s desne strane naziva se D-oblik, a s lijeve strane - L-oblik.

  Osnovna fizikalna i kemijska svojstva D- i L-izomera aminokiselina su ista, ali im se optička svojstva razlikuju: njihove otopine zakreću ravninu polarizacije svjetlosti u suprotnim smjerovima. Brzina njihovih reakcija s drugim optički aktivnim spojevima također je različita.

  Zanimljivo je da proteini svih živih organizama, od virusa do čovjeka, sadrže samo L-aminokiseline. D-oblici se nalaze u nekim antibioticima koje sintetiziraju gljivice i bakterije. Proteini mogu formirati uređenu strukturu samo ako sadrže samo izomere aminokiselina iste vrste.

  Kratka recenzija:

  glikokaliks- To je vanjski sloj lipoproteinske membrane koji sadrži polisaharidne lance integralnih proteina membrane - glikoproteina.

  Jedna od najvažnijih funkcija plazmaleme je osigurati komunikaciju (vezu) stanice s vanjskim okolišem preko receptorskog aparata prisutnog u membranama, koji ima proteinsku ili glikoproteinsku prirodu. Glavna funkcija receptorskih formacija plazmaleme je prepoznavanje vanjskih signala, zbog čega su stanice pravilno usmjerene i tvore tkiva u procesu diferencijacije. Aktivnost različitih regulatornih sustava, kao i formiranje imunološkog odgovora, povezani su s funkcijom receptora.

  Glavni dio:

  Membranski proteini ili elementi glikokaliksa - glikoproteini mogu djelovati kao takvi receptori na površini stanice. Takva područja osjetljiva na pojedine tvari mogu biti razbacana po površini stanice ili skupljena u malim područjima.

  Različite stanice životinjskih organizama mogu imati različite skupove receptora ili različitu osjetljivost istog receptora.

  Uloga mnogih staničnih receptora nije samo u vezivanju specifičnih tvari ili sposobnosti reagiranja na fizičke čimbenike, već iu prijenosu međustaničnih signala s površine u stanicu. Trenutno je sustav prijenosa signala do stanica uz pomoć određenih hormona, koji uključuju peptidne lance, dobro proučen. Hormon specifično komunicira s receptorskim dijelom ovog sustava i, bez prodiranja u stanicu, aktivira adenilat ciklazu (protein koji se već nalazi u citoplazmatskom dijelu plazma membrane), koji sintetizira ciklički AMP. Potonji aktivira ili inhibira unutarstanični enzim ili skupinu enzima. Dakle, naredba (signal s plazma membrane) se prenosi unutar stanice. Učinkovitost ovog sustava adenilat ciklaze je vrlo visoka. Dakle, interakcija jedne ili više molekula hormona može dovesti, zbog sinteze mnogih cAMP molekula, do pojačanja signala tisućama puta. U ovom slučaju sustav adenilat ciklaze služi kao pretvarač vanjskih signala.

  Raznolikost i specifičnost skupova receptora na površini stanica dovodi do stvaranja vrlo složenog sustava markera koji omogućuju razlikovanje vlastitih stanica (iste jedinke ili iste vrste) od tuđih. Slične stanice stupaju u međusobne interakcije, što dovodi do prianjanja površina (konjugacija kod protozoa i bakterija, stvaranje kompleksa stanica tkiva). U ovom slučaju, stanice koje se razlikuju u skupu determinantnih markera ili ih ne percipiraju ili su isključene iz takve interakcije, ili (kod viših životinja) su uništene kao rezultat imunoloških reakcija.

  Plazma membrana je povezana s lokalizacijom specifičnih receptora koji reagiraju na fizičke čimbenike. Dakle, u plazma membrani ili u njezinim derivatima u fotosintetskim bakterijama i modro-zelenim algama, lokalizirani su receptorski proteini (klorofili) u interakciji s kvantima svjetlosti. U plazma membrani životinjskih stanica osjetljivih na svjetlo postoji poseban sustav fotoreceptorskih proteina (rodopsin), uz pomoć kojih se svjetlosni signal pretvara u kemijski, što pak dovodi do stvaranja električnog impulsa.

  Vrste aktivnog transporta kroz plazma membranu

  Kratko:

  
  

  • primarni aktivni transport – provode ga transportne ATPaze, koje se nazivaju ionske pumpe.
  • sekundarni aktivni transport - prijenos tvari kroz membranu protiv njezinog koncentracijskog gradijenta zbog energije koncentracijskog gradijenta druge tvari stvorene u procesu aktivnog transporta.

  Puno:
  Aktivni transport se vrši transportnim adenozin trifosfatazama (ATPaza) i nastaje zahvaljujući energiji hidrolize ATP-a.
  Vrste aktivnog transporta tvari:

  • primarni aktivni transport,
  • sekundarni aktivni transport.

  primarni aktivni transport

  Prijenos tvari iz medija s niskom koncentracijom u medij s višom koncentracijom ne može se objasniti kretanjem po gradijentu, tj. difuziju. Taj se proces odvija zahvaljujući energiji hidrolize ATP-a ili energiji zbog gradijenta koncentracije bilo kojih iona, najčešće natrija. Ako je izvor energije za aktivni transport tvari hidroliza ATP-a, a ne kretanje nekih drugih molekula ili iona kroz membranu, transport se naziva primarno aktivnim.

  Primarni aktivni prijenos provode transportne ATPaze, koje se nazivaju ionske pumpe. U životinjskim stanicama najčešća je Na +, K + - ATPaza (natrijeva pumpa), koja je sastavni protein plazma membrane i Ca2 + - ATPaza, sadržana u plazma membrani sarko-(endo)-plazmatičnog retikuluma. . Sva tri proteina imaju zajedničko svojstvo – sposobnost fosforilacije i tvorbe intermedijarnog fosforiliranog oblika enzima. U fosforiliranom stanju, enzim može biti u dvije konformacije, koje se obično označavaju kao E1 i E2.Konformacija enzima je način prostorne orijentacije (savijanja) polipeptidnog lanca njegove molekule. Ove dvije konformacije enzima karakteriziraju različiti afiniteti za transportirane ione, tj. različita sposobnost vezanja transportiranih iona.

  sekundarni aktivni transport

  Sekundarni aktivni transport je prijenos tvari kroz membranu protiv njezinog koncentracijskog gradijenta zbog energije koncentracijskog gradijenta druge tvari stvorene u procesu aktivnog transporta. U životinjskim stanicama glavni izvor energije za sekundarni aktivni transport je energija koncentracijskog gradijenta natrijevih iona koji nastaje radom Na + / K + - ATPaze. Na primjer, stanična membrana sluznice tankog crijeva sadrži protein koji obavlja prijenos (simport) glukoze i Na + do epitelnih stanica. Prijenos glukoze provodi se samo ako se Na +, istodobno s vezanjem glukoze na određeni protein, prenosi duž elektrokemijskog gradijenta. Elektrokemijski gradijent za Na+ održava se aktivnim transportom tih kationa izvan stanice.

  U mozgu je rad Na + pumpe povezan s obrnutom apsorpcijom (reapsorpcijom) medijatora - fiziološki aktivnih tvari koje se oslobađaju iz živčanih završetaka pod djelovanjem ekscitacijskih čimbenika.

  U kardiomiocitima i glatkim mišićnim stanicama funkcioniranje Na+, K+-ATPaze povezano je s transportom Ca2+ kroz plazma membranu, zbog prisutnosti u staničnoj membrani proteina koji obavlja protutransport (antiport) Na+ i Ca2+. Ioni kalcija prenose se kroz staničnu membranu u zamjenu za ione natrija i zbog energije gradijenta koncentracije iona natrija.

  U stanicama je pronađena bjelančevina koja izmjenjuje izvanstanične ione natrija za unutarstanične protone - izmjenjivač Na+/H+. Ovaj nosač ima važnu ulogu u održavanju konstantnog unutarstaničnog pH. Brzina kojom se odvija izmjena Na+/Ca2+ i Na+/H+ - proporcionalna je elektrokemijskom gradijentu Na+ kroz membranu. Smanjenjem izvanstanične koncentracije Na+, inhibicijom Na+, K+-ATPaze srčanim glikozidima ili u mediju bez kalija, povećava se unutarstanična koncentracija kalcija i protona. Ovo povećanje intracelularne koncentracije Ca2+ nakon inhibicije Na+, K+-ATPaze je temelj upotrebe srčanih glikozida u kliničkoj praksi za pojačavanje srčanih kontrakcija.

  Različite transportne ATPaze lokalizirane u staničnim membranama i uključene u mehanizme prijenosa tvari glavni su element molekularnih uređaja - pumpi koje omogućuju selektivnu apsorpciju i pumpanje određenih tvari (na primjer, elektrolita) od strane stanice. Aktivni specifični transport neelektrolita (molekularni transport) ostvaruje se uz pomoć nekoliko vrsta molekularnih strojeva - pumpi i nosača. Transport neelektrolita (monosaharida, aminokiselina i drugih monomera) može se povezati sa simportom - transportom druge tvari, čije kretanje duž koncentracijskog gradijenta predstavlja izvor energije za prvi proces. Symport se može osigurati ionskim gradijentima (na primjer, natrij) bez izravnog uključivanja ATP-a.

  Transportne ATPaze su transportni proteini visoke molekularne težine koji mogu razgraditi ATP za oslobađanje energije. Ovaj proces služi kao motor aktivnog transporta. Na taj se način prenose protoni (protonska pumpa_ ili anorganski ioni (ionska pumpa).

  Aktivni transport se odvija endo- i egzocitozom.
  Endocitoza je stvaranje vezikula invaginacijom plazmatske membrane nakon apsorpcije krutih čestica (fagocitoza) ili otopljenih tvari (pinocitoza). Nastale glatke ili obrubljene vezikule nazivaju se fagosomi ili pinosomi. Endocitozom jajne stanice apsorbiraju proteine ​​žumanjka, leukociti apsorbiraju strane čestice i imunoglobuline, a bubrežni kanalići apsorbiraju proteine ​​iz primarne mokraće.
  Egzocitoza je proces suprotan endocitozi. Razne vezikule iz Golgijevog aparata, lizosomi, stapaju se s plazma membranom, ispuštajući svoj sadržaj prema van. U tom slučaju membrana vezikule može se integrirati u plazma membranu ili se vratiti u citoplazmu u obliku vezikule.

  Receptorsku funkciju stanice osiguravaju receptori koji provode odgovore na određene načine.

  Metoda utjecaja povezana je s prijenosom informacija koje proizlaze iz vezivanja tvari koje dolaze izvana s receptorskim kompleksima membrane u stanicu.

  Ionotropni receptorski kompleksi tvore složene molekularne ili supramolekularne spojeve koji sadrže ionske kanale. U kombinaciji s biološki aktivnom tvari dolazi do otvaranja ili otvaranja ionskih kanala. Brzina ekscitacije stanice je visoka. Ionotropni receptori nalaze se uglavnom u području sinapsi i uključeni su u prijenos ekscitatornih i inhibitornih utjecaja.

  Metabotropni receptorski kompleksi povezani su s integralnim posredničkim proteinima koji prenose informacije na unutarnju površinu. Prije svega, to su G-proteini i membranske tirozin kinaze. Intermedijarni proteini pobuđuju enzime unutarnje površine stanične membrane, a oni zauzvrat sintetiziraju sekundarne posrednike - tvari niske molekularne težine koje pokreću biološke reakcije stanice. Ti se receptori ponekad nazivaju sporim receptorima. Većina hormona i medijatora koji ne prodiru dobro u stanicu djeluju putem takvih mehanizama.

  Receptori koji reguliraju ulazak molekula u stanice, poput lipida u sastavu lipoproteina niske gustoće. Ova skupina receptora može promijeniti propusnost bioloških membrana, čime utječe na kemijski sastav unutar stanice.

  Adhezivni receptori (obitelji integrina, kadherina, imunoglobulina, selektina itd.) vežu susjedne stanice ili stanicu sa strukturama međustaničnog okoliša, na primjer, s bazalnom membranom. Mogućnost adhezivnih interakcija bitna je u životu stanice i cijelog organizma u cjelini. Gubitak sposobnosti adherizacije stanice praćen je njezinom nekontroliranom migracijom (metastazom) i poremećenom diferencijacijom. Patološki poremećaji u funkciji adhezivnih receptora karakteristični su za maligne tumorske stanice.

  Stvarni proces prijema događa se uz pomoć posebnih glikoproteina - receptora. Nalaze se u epimembranskom sloju – glikokaliksu stanice.

  Receptori osiguravaju percepciju specifičnih podražaja: hormona, biološki aktivnih tvari, membrana susjednih stanica, ljepljivih molekula međustanične tvari itd. Receptori su visoko specijalizirane stanične strukture. Mogu biti visoko specifični (visoki afinitet) ili manje specifični (niski afinitet). Stupanj specifičnosti određuje stupanj osjetljivosti stanice. Hormonski receptori imaju najveći afinitet.

  Receptorski kompleksi također su karakteristični za unutarnji sloj membrane. Nalaze se na membranskim i nemembranskim organelama, unutarnjem i vanjskom listu karioleme itd.

  Kao odgovor na djelovanje signala (veza receptora s regulatornom tvari) javlja se lanac biokemijskih reakcija, što dovodi do stvaranja bioloških odgovora - ekscitacije ili inhibicije stanice. Na staničnoj membrani nalaze se receptori za polipeptide, derivate aminokiselina, antigene komplekse, glikoproteine ​​i dr. Neki receptori su povezani s proteinima koji osiguravaju stvaranje sekundarnih glasnika, kao i s proteinima ionskih kanala. Takvi receptorski sustavi nazivaju se metabotropni.

  Ekscitacija u metabotropnim receptorima uzrokovana signalom može se prenijeti duboko u stanicu na nekoliko načina. U jednom slučaju, interakcija receptora sa signalnom molekulom mijenja stereološku konfiguraciju receptora, što mijenja strukturu tzv. G-proteina, koji zauzvrat aktivira stvaranje citoplazmatskih signalnih molekula (sekundarni glasnici) .

  Postoje Gs proteini koji aktiviraju adenilat ciklazu uz stvaranje cAMP, Gi proteini koji inhibiraju adenilat ciklazu, Gp proteini koji aktiviraju fosfolipaze C i povećavaju sadržaj iona kalcija u citosolu. Tu su i Gt proteini koji aktiviraju fosfodiesterazu ciklički gvanozin monofosfat (cGMP) i smanjuju sadržaj cGMP, što dovodi do inhibicije (hiperpolarizacije membrane) stanice. Ciklički AMP (cAMP) aktivira protein kinaze i ubrzava biokemijske reakcije u stanici.

  U drugom slučaju, receptor je povezan s tirozin kinazama koje aktiviraju Ras-G protein i pokreću Ras kaskadu. Kao rezultat ovog procesa nastaje inozitol-1,4,5-trifosfat, diacilglicerol. To uzrokuje lanac katalitičkih reakcija, uključujući transkripciju.

  Receptori mogu biti povezani s ionskim kanalima, mijenjati njihovu propusnost, uzrokovati depolarizaciju membrane, prodiranje iona kalcija u stanicu itd. Ionotropni receptorski kompleksi sadrže nekoliko molekula - to su proteini receptora koji percipiraju signalnu molekulu. Spajaju se na proteine ​​efektorskog uređaja – ionskih kanala. Inaktivacijski enzim prekida vezu receptora sa signalnom molekulom medijatora ili drugim signalnim tvarima.

  Uz signalne funkcije, neki od receptora imaju važnu ulogu u adheziji i agregaciji - prianjanju stanica na vlastitu vrstu i/ili međustanične strukture. "Prepoznavanje" srodnih stanica pomoću receptora glikokaliksa popraćeno je istovremenom agregacijom. Važno je da takvi receptori imaju individualnu, organsku i tkivnu specifičnost. Primjeri uključuju selektine, integrine i kadherine. Oni stanicama daju antigenska svojstva i omogućuju im međusobno "prepoznavanje".

  Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

  Receptorska funkcija membrane igra važnu ulogu u životu stanice. Povezan je s lokalizacijom na plazma membrani posebnih struktura (receptorskih proteina) povezanih sa specifičnim prepoznavanjem kemijskih ili fizičkih čimbenika. Mnogi prodorni proteini su glikoproteini - s vanjske strane stanice sadrže bočne lance polisaharida. Neki od tih glikoproteina, prekrivajući stanicu "šumom" molekularnih antena, djeluju kao hormonski receptori. Kada se određeni hormon veže za svoj receptor, mijenja strukturu glikoproteina, što dovodi do pokretanja stanične reakcije. Otvaraju se kanali kojima određene tvari ulaze u stanicu ili se iz nje uklanjaju. Površina stanice ima velik skup receptora koji omogućuju specifične reakcije s različitim agensima. Uloga mnogih staničnih receptora je prijenos signala izvana u unutrašnjost stanice.

  22. Stanični receptori: pojam, smještaj, vrste, struktura.

  Na plazma membranama stanice nalaze se signalne molekule – proteini koji se nazivaju receptori. Stanični receptori vežu molekulu i pokreću odgovor. Predstavljeni su transmembranskim proteinima s posebnim mjestom za vezanje fiziološki aktivnih molekula - hormona i neurotransmitera. Mnogi receptorski proteini mijenjaju transportna svojstva membrana kao odgovor na vezanje određenih molekula. Kao rezultat toga, može se promijeniti polaritet membrana, može se generirati živčani impuls ili se može promijeniti metabolizam.

  Postoje unutarstanični receptori i receptori smješteni na površini stanice u plazma membrani. Među njima se razlikuju dvije vrste receptora - stanice povezane s kanalima i one koje nisu povezane s kanalima. Međusobno se razlikuju po brzini i selektivnosti utjecaja signala na određene ciljeve. Receptori povezani s kanalima, nakon interakcije s kemikalijama (hormon, neurotransmiter), pridonose stvaranju otvorenog kanala u membrani, zbog čega se njezina propusnost odmah mijenja. Receptori koji nisu povezani s kanalima također su u interakciji s kemikalijama, ali drugačije prirode, uglavnom enzimima. Ovdje je učinak neizravan, relativno spor, ali dugotrajniji. Funkcija ovih receptora leži u osnovi učenja i pamćenja.

  23. Prijenos tvari kroz staničnu membranu: pojam, vrste, primjeri.

  Membranski transport - transport tvari kroz staničnu membranu u stanicu ili iz nje, koji se odvija različitim mehanizmima - jednostavnom difuzijom, olakšanom difuzijom i aktivnim transportom. Vrste prijevoza opisane su u 16. i 17. odgovoru.

  24. Međustanični kontakti: pojam, vrste, značenje.

  Međustanični kontakti - veze između stanica nastale uz pomoć proteina. Oni omogućuju izravnu komunikaciju između stanica. Osim toga, stanice međusobno djeluju na daljinu pomoću signala (uglavnom signalnih tvari) koji se prenose kroz međustaničnu tvar.

  Svaku vrstu međustaničnih kontakata tvore specifični proteini, od kojih su velika većina transmembranski proteini. Posebni adapterski proteini mogu povezivati ​​proteine ​​međustaničnih kontakata s citoskeletom, a posebni "skeletni" proteini mogu povezivati ​​pojedine molekule tih proteina u složenu supramolekularnu strukturu. U mnogim slučajevima, međustanične veze se uništavaju kada se Ca2+ ioni uklone iz medija.