Arba transmembraninės jonų srovės.

Medžiaga, kuri specifiškai jungiasi prie receptoriaus, vadinama to receptoriaus ligandu. Kūno viduje tai dažniausiai yra hormonas arba neurotransmiteris arba jų dirbtiniai pakaitalai, naudojami kaip vaistai ir nuodai (agonistai). Kai kurie ligandai, priešingai, blokuoja receptorius (antagonistus). Kalbant apie pojūčius, ligandai yra medžiagos, veikiančios kvapo ar skonio receptorius. Be to, regos receptorių molekulės reaguoja į šviesą, o klausos ir lytėjimo organuose receptoriai jautrūs mechaniniams poveikiams (slėgiui ar tempimui), kuriuos sukelia oro virpesiai ir kiti dirgikliai. Taip pat yra termiškai jautrių receptorių baltymų ir receptorių baltymų, kurie reaguoja į membranos potencialo pokyčius.

Enciklopedinis „YouTube“.

• 1 / 5

  Ląstelinius receptorius galima suskirstyti į dvi pagrindines klases – membraninius receptorius ir tarpląstelinius receptorius.

  Membraniniai receptoriai

  „Antenų“ funkcija yra atpažinti išorinius signalus. Dviejų gretimų ląstelių atpažinimo sritys gali užtikrinti ląstelių adheziją, prisijungdamos viena prie kitos. Tai leidžia ląstelėms orientuotis ir kurti audinius diferenciacijos proceso metu. Atpažinimo vietų yra ir kai kuriose tirpale esančiose molekulėse, todėl jas selektyviai perima ląstelės, turinčios viena kitą papildančias atpažinimo vietas (pavyzdžiui, MTL paima MTL receptoriai).

  Dvi pagrindinės membraninių receptorių klasės yra metabotropiniai receptoriai ir jonotropiniai receptoriai.

  Jonotropiniai receptoriai yra membraniniai kanalai, kurie atsidaro arba užsidaro prisijungę prie ligando. Susidariusios joninės srovės sukelia transmembraninio potencialo skirtumo pokyčius ir dėl to ląstelių jaudrumą, taip pat pakinta tarpląstelinių jonų koncentracijos, o tai antriniu būdu gali sukelti tarpląstelinių tarpininkų sistemų aktyvavimą. Vienas iš labiausiai ištirtų jonotropinių receptorių yra n-cholinerginis receptorius.

  Metabotropiniai receptoriai yra susiję su tarpląstelinių pasiuntinių sistemomis. Jų konformacijos pokyčiai prisijungus prie ligando sukelia biocheminių reakcijų kaskadą ir galiausiai ląstelės funkcinės būklės pasikeitimą. Pagrindiniai membraninių receptorių tipai:

  1. Heterotrimeriniai su G baltymu susiję receptoriai (pvz., vazopresino receptoriai).
  2. Receptoriai, kuriems būdingas tirozino kinazės aktyvumas (pavyzdžiui, insulino receptorius arba epidermio augimo faktoriaus receptorius).

  Su G baltymu sujungti receptoriai yra transmembraniniai baltymai, turintys 7 transmembraninius domenus, ekstraląstelinį N galą ir intracelulinį C galą. Ligandų surišimo vieta yra tarpląstelinėse kilpose, G baltymo surišimo domenas yra netoli C-galo citoplazmoje.

  Receptoriaus aktyvinimas priverčia jo α-subvienetą atsiskirti nuo βγ-subvieneto komplekso ir taip suaktyvėti. Po to jis arba suaktyvina, arba, priešingai, inaktyvuoja fermentą, gaminantį antruosius pasiuntinius.

  Receptoriai, turintys tirozino kinazės aktyvumą, fosforilina vėlesnius tarpląstelinius baltymus, dažnai ir baltymų kinazes, ir taip perduoda signalą į ląstelę. Struktūriškai tai yra transmembraniniai baltymai, turintys vieną membranos domeną. Paprastai homodimerai, kurių subvienetai yra sujungti disulfidiniais tilteliais.

  Intraląsteliniai receptoriai

  Intraląsteliniai receptoriai paprastai yra transkripcijos faktoriai (pavyzdžiui, gliukokortikoidų receptoriai) arba baltymai, kurie sąveikauja su transkripcijos faktoriais. Dauguma intraląstelinių receptorių jungiasi su ligandais citoplazmoje, tampa aktyvūs, kartu su ligandu pernešami į ląstelės branduolį, kur jungiasi su DNR ir arba indukuoja, arba slopina tam tikro geno ar genų grupės ekspresiją.
  Azoto oksidas (NO) turi ypatingą veikimo mechanizmą. Prasiskverbęs per membraną, šis hormonas prisijungia prie tirpios (citozolinės) guanilato ciklazės, kuri yra ir azoto oksido receptorius, ir fermentas, sintezuojantis antrąjį pasiuntinį – cGMP.

  Pagrindinės tarpląstelinio hormoninio signalo perdavimo sistemos

  Adenilato ciklazės sistema

  Centrinė adenilato ciklazės sistemos dalis yra fermentas adenilato ciklazė, kuris katalizuoja ATP pavertimą cAMP. Šį fermentą gali stimuliuoti G s baltymas (iš anglų kalbos stimuliuojantis) arba slopinti G i baltymas (iš anglų kalbos slopinantis). Tada cAMP prisijungia prie nuo cAMP priklausomos baltymų kinazės, dar vadinamos baltymų kinaze A, PKA. Tai veda prie jo aktyvavimo ir vėlesnio efektorinių baltymų, kurie atlieka tam tikrą fiziologinį vaidmenį ląstelėje, fosforilinimą.

  Fosfolipazės-kalcio sistema

  G q baltymai aktyvina fermentą fosfolipazę C, kuris suskaido PIP2 (membraninį fosfoinozitolį) į dvi molekules: inozitolio-3-fosfatą (IP3) ir diacilgliceridą. Kiekviena iš šių molekulių yra antrasis pasiuntinys. IP3 toliau jungiasi prie savo receptorių endoplazminio tinklelio membranoje, dėl ko į citoplazmą išsiskiria kalcis ir prasideda daugybė ląstelių reakcijų.

  Guanilato ciklazės sistema

  Centrinė šios sistemos molekulė yra guanilato ciklazė, kuri katalizuoja GTP pavertimą cGMP. cGMP moduliuoja daugelio fermentų ir jonų kanalų aktyvumą. Yra keletas guanilatciklazės izoformų. Vieną iš jų aktyvuoja azoto oksidas NO, kitas yra tiesiogiai susijęs su prieširdžių natriuretinio faktoriaus receptoriumi.

  cGMP kontroliuoja vandens mainus ir jonų transportavimą inkstuose ir žarnyne bei tarnauja kaip širdies raumens atsipalaidavimo signalas.

  Receptorių farmakologija

  Paprastai receptoriai gali prisijungti ne tik prie pagrindinių endogeninių ligandų, bet ir prie kitų struktūriškai panašių molekulių. Šis faktas leidžia naudoti egzogenines medžiagas, kurios jungiasi prie receptorių ir keičia jų būseną kaip vaistus ar nuodus.

  Pavyzdžiui, endorfinų receptoriai, neuropeptidai, kurie atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant skausmą ir emocinę būseną, taip pat jungiasi su morfino grupės vaistais. Receptorius, be pagrindinės vietos arba prisijungimo prie šiam receptoriui būdingo hormono ar tarpininko, gali turėti ir papildomų allosterinių reguliavimo vietų, prie kurių jungiasi kitos cheminės medžiagos, moduliuojančios (keisdamos) receptoriaus atsaką į pagrindinį. hormoninis signalas - jį sustiprinti ar susilpninti arba pakeisti pagrindinį signalą. Klasikinis tokio receptoriaus su daugybe skirtingų medžiagų surišimo vietų pavyzdys yra gama-aminosviesto rūgšties A potipio (GABA) receptorius. Be paties GABA prisijungimo vietos, ji taip pat turi benzodiazepinų surišimo vietą („benzodiazepino vieta“), barbitūratų surišimo vietą („barbitūratų vieta“) ir neurosteroidų, tokių kaip alopregnenolono, surišimo vietą („steroidų vieta“). “).

  Daugelio tipų receptoriai gali atpažinti kelias skirtingas chemines medžiagas su ta pačia jungimosi vieta ir, priklausomai nuo konkrečios prijungtos medžiagos, gali būti daugiau nei dviejų erdvinių konfigūracijų – ne tik „įjungta“ (receptoriuje yra hormonas) arba „išjungta“ (nėra hormono). ant receptoriaus) ), taip pat keliuose tarpiniuose.

  Medžiaga, dėl kurios 100 % tikimybė, kad receptorius persijungs į „100 % įjungtą“ konfigūraciją, kai prisijungs prie receptorių, vadinama visišku receptorių agonistu. Medžiaga, kuri 100 % tikimybe, prisijungusi prie receptoriaus, priverčia jį pereiti į konfigūraciją „100 % nuolaida“, vadinama atvirkštiniu receptorių agonistu. Medžiaga, dėl kurios receptorius pereina į vieną iš tarpinių konfigūracijų arba sukelia receptoriaus būsenos pasikeitimą ne su 100% tikimybe (tai yra, kai kurie receptoriai, prisijungę prie šios medžiagos, įsijungs arba išsijungs, bet kai kurie nebus), vadinamas daliniu receptorių agonistu. Terminas agonistas-antagonistas taip pat vartojamas tokioms medžiagoms. Medžiaga, kuri jungdamasi nekeičia receptoriaus būsenos ir tik pasyviai neleidžia prisijungti prie receptorių hormonui ar mediatoriui, vadinama konkurenciniu antagonistu arba receptorių blokatoriumi (antagonizmas grindžiamas ne receptoriaus išjungimu, o blokavimu natūralaus ligando prisijungimas prie receptoriaus).

  Paprastai, jei kuri nors egzogeninė medžiaga turi receptorių kūno viduje, tai organizmas turi ir endogeninių ligandų šiam receptoriui. Pavyzdžiui, endogeniniai benzodiazepino ligandai

  Apsauginė funkcija

  Kraujyje ir kituose skysčiuose yra baltymų, kurie gali nužudyti arba padėti neutralizuoti mikrobus. Į kraujo plazmos sudėtį įeina antikūnai – baltymai, kurių kiekvienas atpažįsta tam tikro tipo mikroorganizmus ar kitus svetimkūnius – taip pat komplemento sistemos apsauginiai baltymai. Yra keletas antikūnų klasių (šie baltymai dar vadinami imunoglobulinais), labiausiai paplitęs iš jų yra imunoglobulinas G. Seilėse, o ašarose yra baltymo lizocimas – fermentas, skaidantis mureiną ir ardantis bakterijų ląstelių sieneles. Užsikrėtusios virusu gyvūnų ląstelės išskiria baltymą, vadinamą interferonu, kuris neleidžia virusui daugintis ir formuotis naujoms viruso dalelėms.

  Apsauginę mikroorganizmų funkciją atlieka ir mums nemalonūs baltymai, tokie kaip mikrobų toksinai – choleros toksinas, botulizmo toksinas, difterijos toksinas ir kt.. Pažeisdami mūsų organizmo ląsteles, jie apsaugo nuo mūsų mikrobus.

  Receptoriaus funkcija

  Baltymai padeda suvokti ir perduoti signalus. Fiziologijoje yra receptorinės ląstelės samprata, t.y. ląstelė, kuri suvokia tam tikrą signalą (pavyzdžiui, regos receptorių ląstelės yra akies tinklainėje). Tačiau receptorių ląstelėse šį darbą atlieka receptorių baltymai. Taigi, baltymas rodopsinas, esantis akies tinklainėje, užfiksuoja šviesos kvantus, po kurių tinklainės ląstelėse prasideda įvykių kaskada, dėl kurios atsiranda nervinis impulsas ir signalas perduodamas smegenims.

  Receptorių baltymai randami ne tik receptorinėse ląstelėse, bet ir kitose ląstelėse. Labai svarbų vaidmenį organizme atlieka hormonai – medžiagos, kurias išskiria kai kurios ląstelės ir reguliuoja kitų ląstelių veiklą. Hormonai jungiasi prie specialių baltymų – hormonų receptorių, esančių paviršiuje arba tikslinių ląstelių viduje.

  Reguliavimo funkcija

  Daugelis (nors anaiptol ne visi) hormonų yra baltymai – pavyzdžiui, visi hipofizės ir pagumburio hormonai, insulinas ir tt Kitas baltymų, atliekančių šią funkciją, pavyzdys yra tarpląsteliniai baltymai, reguliuojantys genų funkciją.

  Daugelis baltymų gali atlikti kelias funkcijas.

  Baltymų makromolekulės susideda iš b-amino rūgščių. Jei polisacharidų sudėtis paprastai apima tą patį „vienetą“ (kartais du), pakartojamą daug kartų, tada baltymai sintetinami iš 20 skirtingų aminorūgščių. Surinkus baltymo molekulę, kai kurios baltymo aminorūgščių liekanos gali cheminiai pakisti, todėl „subrendusiuose“ baltymuose galima rasti daugiau nei 30 skirtingų aminorūgščių liekanų. Ši monomerų įvairovė taip pat suteikia įvairių baltymų atliekamų biologinių funkcijų.

  b-amino rūgštys turi tokią struktūrą:

  

  čia R yra skirtingos atomų grupės (radikalai) skirtingoms aminorūgštims. Anglies atomas, esantis arčiausiai karboksilo grupės, žymimas graikiška raide b; būtent su šiuo atomu yra prijungta amino grupė b-aminorūgščių molekulėse.

  Neutralioje aplinkoje amino grupė pasižymi silpnomis bazinėmis savybėmis ir prisijungia prie H+ jono, o karboksilo grupė pasižymi silpnai rūgštinėmis savybėmis ir disocijuoja su šio jono išsiskyrimu, todėl, nors apskritai bendras molekulės krūvis nepasikeis, ji vienu metu nešios teigiamo ir neigiamo krūvio grupę.

  Priklausomai nuo R radikalo pobūdžio, išskiriamos hidrofobinės (nepolinės), hidrofilinės (polinės), rūgštinės ir šarminės aminorūgštys.

  Rūgščiosios aminorūgštys turi antrą karboksilo grupę. Jis yra šiek tiek stipresnis už acto rūgšties karboksilo grupę: asparto rūgštyje pusė karboksilių disocijuoja esant pH 3,86, glutamo rūgštyje - 4,25, o acto rūgštyje - tik 4,8. Iš šarminių aminorūgščių argininas yra stipriausias: pusė jo šoninių radikalų išlaiko teigiamą krūvį, kai pH 11,5. Lizinas turi šoninį radikalą, kuris yra tipiškas pirminis aminas ir lieka pusiau jonizuotas esant pH 9,4. Silpniausia iš šarminių aminorūgščių yra histidinas, jo imidazolo žiedas yra pusiau protonuotas esant pH 6.

  Tarp hidrofilinių (polinių) taip pat yra dvi aminorūgštys, galinčios jonizuotis esant fiziologiniam pH – cisteinas, kuriame SH grupė gali duoti H+ joną kaip vandenilio sulfidas, ir tirozinas, turintis silpnai rūgštinę fenolio grupę. Tačiau šis gebėjimas juose išreikštas labai silpnai: esant pH 7, cisteinas jonizuojasi 8%, o tirozinas - 0,01%.

  B-amino rūgštims aptikti dažniausiai naudojama ninhidrino reakcija: aminorūgščiai reaguojant su ninhidrinu, susidaro ryškiai mėlynos spalvos produktas. Be to, atskiros aminorūgštys suteikia savo specifines kokybines reakcijas. Taigi aromatinės aminorūgštys su azoto rūgštimi suteikia geltoną spalvą (reakcijos metu vyksta aromatinio žiedo nitrinimas). Kai terpė šarminama, spalva pasikeičia į oranžinę (panašus spalvos pasikeitimas vyksta ir indikatoriuose, pavyzdžiui, metiloranžinėje). Ši reakcija, vadinama ksantoproteinų reakcija, taip pat naudojama baltymų aptikimui, nes daugumoje baltymų yra aromatinių aminorūgščių; želatina šios reakcijos nesukelia, nes joje beveik nėra tirozino, fenilalanino ar triptofano. Kaitinamas su natrio plumbitu Na2PbO2, cisteinas sudaro juodas švino sulfido PbS nuosėdas.

  Augalai ir daugelis mikrobų gali sintetinti aminorūgštis iš paprastų neorganinių medžiagų. Gyvūnai gali susintetinti tik kai kurias aminorūgštis, o kitos turi būti gaunamos su maistu. Tokios aminorūgštys vadinamos nepakeičiamomis. Žmonėms būtini yra fenilalaninas, triptofanas, treoninas, metioninas, lizinas, leucinas, izoleucinas, histidinas, valinas ir argininas. Deja, grūduose lizino ir triptofano yra labai mažai, tačiau ankštiniuose augaluose šių aminorūgščių randama žymiai didesniais kiekiais. Neatsitiktinai tradicinėje žemės ūkio tautų mityboje dažniausiai yra ir javų, ir ankštinių augalų: kviečiai (arba rugiai) ir žirniai, ryžiai ir sojos pupelės, kukurūzai ir pupelės yra klasikiniai tokio derinio pavyzdžiai tarp skirtingų žemynų tautų.

  b – Visų 20 aminorūgščių anglies atomas yra sp3 hibridizacijos būsenoje. Visi 4 jo ryšiai išsidėstę maždaug 109° kampu, todėl aminorūgšties formulę galima įrašyti į tetraedrą.

  Nesunku suprasti, kad gali būti dviejų tipų aminorūgštys, kurios yra viena kitos veidrodiniai atvaizdai. Kad ir kaip juos judintume ir suktume erdvėje, jų sujungti neįmanoma – skiriasi kaip dešinė ir kairė ranka.

  Šis izomerijos tipas vadinamas optine izomerija. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei centrinis anglies atomas (vadinamas asimetriniu centru) turi skirtingas grupes visose 4 pusėse (todėl glicinas neturi optinių izomerų, o kitos 19 aminorūgščių turi). Iš dviejų skirtingų izomerinių aminorūgščių formų, pavaizduota Fig. 1, esantis dešinėje, vadinamas D, o kairėje - L forma.

  Aminorūgščių D- ir L-izomerų pagrindinės fizikinės ir cheminės savybės yra vienodos, tačiau skiriasi jų optinės savybės: jų tirpalai šviesos poliarizacijos plokštumą sukasi priešingomis kryptimis. Skiriasi ir jų reakcijos su kitais optiškai aktyviais junginiais greitis.

  Įdomu tai, kad visų gyvų organizmų – nuo ​​virusų iki žmonių – baltymuose yra tik L-amino rūgštys. D formos randamos kai kuriuose grybų ir bakterijų sintezuojamuose antibiotikuose. Baltymai gali sudaryti tvarkingą struktūrą tik tuo atveju, jei juose yra tik to paties tipo aminorūgščių izomerai.

  Trumpa apžvalga:

  glikokaliksas - Tai išorinis lipoproteininės membranos sluoksnis, kuriame yra membranos vientisų baltymų – glikoproteinų – polisacharidinės grandinės.

  Viena iš svarbiausių plazmalemos funkcijų – užtikrinti ląstelės ryšį (ryšį) su išorine aplinka per membranose esantį receptorių aparatą, kuris yra baltyminio arba glikoproteininio pobūdžio. Pagrindinė plazmalemos receptorių formacijų funkcija yra išorinių signalų atpažinimas, kurio dėka ląstelės yra teisingai orientuotos ir formuoja audinius diferenciacijos proceso metu. Receptoriaus funkcija yra susijusi su įvairių reguliavimo sistemų veikla, taip pat su imuninio atsako formavimu.

  Pagrindinė dalis:

  Tokie receptoriai ląstelės paviršiuje gali būti membraniniai baltymai arba glikokalikso elementai – glikoproteinai. Tokios atskiroms medžiagoms jautrios sritys gali būti išsklaidytos po ląstelės paviršių arba surinktos mažose zonose.

  Skirtingos gyvūnų organizmų ląstelės gali turėti skirtingus receptorių rinkinius arba skirtingą to paties receptoriaus jautrumą.

  Daugelio ląstelių receptorių vaidmuo yra ne tik specifinių medžiagų surišimas ar gebėjimas reaguoti į fizinius veiksnius, bet ir tarpląstelinių signalų perdavimas iš paviršiaus į ląstelę. Šiuo metu signalų perdavimo į ląsteles sistema, naudojant tam tikrus hormonus, įskaitant peptidines grandines, yra gerai ištirta. Hormonas specifiškai sąveikauja su šios sistemos receptorine dalimi ir, neprasiskverbdamas į ląstelę, aktyvuoja adenilato ciklazę (baltymą, jau esantį citoplazminėje plazmos membranos dalyje), kuri sintetina ciklinį AMP. Pastarasis aktyvina arba slopina tarpląstelinį fermentą arba fermentų grupę. Taigi komanda (signalas iš plazminės membranos) perduodama ląstelės viduje. Šios adenilato ciklazės sistemos efektyvumas yra labai didelis. Taigi, vienos ar kelių hormonų molekulių sąveika dėl daugelio cAMP molekulių sintezės gali paskatinti signalą tūkstančius kartų sustiprinti. Šiuo atveju adenilato ciklazės sistema tarnauja kaip išorinių signalų keitiklis.

  Dėl ląstelių paviršiuje esančių receptorių rinkinių įvairovės ir specifiškumo susidaro labai sudėtinga žymenų sistema, leidžianti atskirti savo ląsteles (to paties individo ar tos pačios rūšies) nuo svetimų. Panašios ląstelės sąveikauja viena su kita, todėl paviršiai sukimba (konjugacija pirmuoniuose ir bakterijose, susidaro audinių ląstelių kompleksai). Tokiu atveju ląstelės, kurios skiriasi determinantinių žymenų rinkiniu arba jų nesuvokia, yra pašalinamos iš tokios sąveikos arba (aukštesniuose gyvūnuose) sunaikinamos dėl imunologinių reakcijų.

  Specifinių receptorių, reaguojančių į fizinius veiksnius, lokalizacija yra susijusi su plazmine membrana. Taigi receptoriniai baltymai (chlorofilai), kurie sąveikauja su šviesos kvantais, yra lokalizuoti plazmos membranoje arba jos dariniuose fotosintetinėse bakterijose ir melsvadumbliuose. Šviesai jautrių gyvūnų ląstelių plazminėje membranoje yra speciali fotoreceptorių baltymų (rodopsino) sistema, kurios pagalba šviesos signalas paverčiamas cheminiu signalu, kuris savo ruožtu sukelia elektrinio impulso generavimą.

  Aktyvaus transportavimo per plazmos membraną tipai

  Trumpai:

  
  

  • pirminis aktyvusis transportavimas – atlieka transportavimo ATPazės, kurios vadinamos jonų siurbliais.
  • antrinis aktyvusis transportavimas – tai medžiagos pernešimas per membraną prieš jos koncentracijos gradientą dėl kitos medžiagos koncentracijos gradiento energijos, susidariusios aktyvaus transportavimo procese.

  Visas:
  Aktyvų transportavimą vykdo transportavimo adenozino trifosfatazės (ATPazės) ir vyksta dėl ATP hidrolizės energijos.
  Aktyvaus medžiagų transportavimo rūšys:

  • pirminis aktyvus transportas,
  • antrinis aktyvusis transportas.

  Pirminis aktyvus transportas

  Medžiagų pernešimo iš mažos koncentracijos aplinkos į didesnės koncentracijos aplinką negalima paaiškinti judėjimu palei gradientą, t.y. difuzija. Šis procesas vyksta dėl ATP hidrolizės energijos arba energijos dėl bet kokių jonų, dažniausiai natrio, koncentracijos gradiento. Jei energijos šaltinis aktyviam medžiagų transportavimui yra ATP hidrolizė, o ne kai kurių kitų molekulių ar jonų judėjimas per membraną, pernešimas vadinamas pirminiu aktyviuoju.

  Pirminį aktyvų perdavimą atlieka transportavimo ATPazės, kurios vadinamos jonų siurbliais. Gyvūnų ląstelėse dažniausiai yra Na+,K+ -ATPazė (natrio pompa), kuri yra neatskiriama plazmos membranos baltymas ir Ca2+ -ATPazė, esanti sarko-(endo)-plazminio tinklo plazminėje membranoje. Visi trys baltymai turi bendrą savybę – gebėjimą būti fosforilinti ir sudaryti tarpinę fosforilintą fermento formą. Fosforilintas fermentas gali būti dviejų konformacijų, kurios paprastai žymimos E1 ir E2. Fermento konformacija yra jo molekulės polipeptidinės grandinės erdvinės orientacijos (dėjimo) metodas. Dvi nurodytos fermento konformacijos pasižymi skirtingu giminingumu perduodamiems jonams, t.y. skirtingas gebėjimas surišti pernešamus jonus.

  Antrinis aktyvus transportas

  Antrinis aktyvusis transportavimas – tai medžiagos pernešimas per membraną prieš jos koncentracijos gradientą dėl kitos medžiagos koncentracijos gradiento energijos, susidariusios aktyvaus transportavimo procese. Gyvūnų ląstelėse pagrindinis antrinio aktyvaus pernešimo energijos šaltinis yra natrio jonų koncentracijos gradiento energija, kuri susidaro dėl Na+/K+ – ATPazės darbo. Pavyzdžiui, plonosios žarnos gleivinės ląstelių membranoje yra baltymo, kuris perneša (simportuoja) gliukozę ir Na+ į epitelio ląsteles. Gliukozės pernešimas vyksta tik tuo atveju, jei Na+, kartu su gliukoze prisijungia prie nurodyto baltymo, yra transportuojamas elektrocheminiu gradientu. Na+ elektrocheminis gradientas palaikomas aktyviai išnešant šiuos katijonus iš ląstelės.

  Smegenyse Na+ siurblio darbas yra susijęs su mediatorių – fiziologiškai aktyvių medžiagų, kurios, veikiant stimuliuojantiems veiksniams, išsiskiria iš nervų galūnėlių, atvirkštine absorbcija (reabsorbcija).

  Kardiomiocituose ir lygiųjų raumenų ląstelėse Na+, K+-ATPazės funkcionavimas yra susijęs su Ca2+ pernešimu per plazmos membraną, nes ląstelės membranoje yra baltymo, kuris prieštransportuoja (antiportuoja) Na+ ir Ca2+. Kalcio jonai pernešami per ląstelės membraną mainais į natrio jonus ir dėl natrio jonų koncentracijos gradiento energijos.

  Ląstelėse buvo aptiktas baltymas, pakeičiantis ekstraląstelinius natrio jonus į tarpląstelinius protonus – Na+/H+ keitiklis. Šis transporteris atlieka svarbų vaidmenį palaikant pastovų tarpląstelinį pH. Na+/Ca2+ ir Na+/H+ mainų greitis yra proporcingas elektrocheminiam Na+ gradientui per membraną. Sumažėjus tarpląstelinei Na+ koncentracijai, širdies glikozidais slopinant Na+, K+-ATPazę arba esant be kalio, padidėja kalcio ir protonų koncentracija ląstelėse. Šis intracelulinės Ca2+ koncentracijos padidėjimas slopinant Na+, K+-ATPazę yra klinikinio širdies glikozidų panaudojimo pagrindas širdies susitraukimams sustiprinti.

  Įvairios transportavimo ATPazės, lokalizuotos ląstelių membranose ir dalyvaujančios medžiagų perdavimo mechanizmuose, yra pagrindinis molekulinių prietaisų elementas – siurbliai, užtikrinantys selektyvią tam tikrų medžiagų (pavyzdžiui, elektrolitų) absorbciją ir išsiurbimą iš ląstelės. Aktyvus specifinis neelektrolitų pernešimas (molekulinis transportavimas) realizuojamas naudojant kelių tipų molekulines mašinas – siurblius ir nešiklius. Neelektrolitų (monosacharidų, aminorūgščių ir kitų monomerų) transportavimas gali būti siejamas su simpportu – kitos medžiagos transportavimu, kurios judėjimas koncentracijos gradientu yra pirmojo proceso energijos šaltinis. Simptomą gali suteikti jonų gradientai (pavyzdžiui, natrio), tiesiogiai nedalyvaujant ATP.

  Transporto ATPazės yra didelės molekulinės masės transportavimo baltymai, galintys suskaidyti ATP, kad išlaisvintų energiją. Šis procesas yra aktyvaus transporto variklis. Taip perduodami protonai (protonų siurblys) arba neorganiniai jonai (jonų siurblys).

  Aktyvus pernešimas atliekamas endo- ir egzocitozės būdu.
  Endocitozė – tai pūslelių susidarymas įsiskverbus į plazmos membraną kietųjų dalelių (fagocitozė) arba tirpių medžiagų (pinocitozė) absorbcijos metu. Lygios arba apvaduotos pūslelės, kurios atsiranda, vadinamos fagosomomis arba pinosomomis. Endocitozės būdu kiaušiniai sugeria trynio baltymus, leukocitai – pašalines daleles ir imunoglobulinus, o inkstų kanalėliai – baltymus iš pirminio šlapimo.
  Egzocitozė yra procesas, priešingas endocitozei. Įvairios pūslelės iš Golgi aparato ir lizosomų susilieja su plazmine membrana, išleisdamos savo turinį į išorę. Šiuo atveju pūslelių membrana gali būti įterpta į plazmos membraną arba grįžti į citoplazmą pūslelės pavidalu.

  Ląstelės receptorių funkciją užtikrina receptoriai, kurie tam tikrais būdais įgyvendina atsaką.

  Poveikio metodas yra susijęs su informacijos perdavimu, kuris atsiranda, kai į ląstelę patenka iš išorės su membraninių receptorių kompleksais atkeliaujančios medžiagos.

  Jonotropinių receptorių kompleksai sudaro sudėtingus molekulinius arba supramolekulinius junginius, kuriuose yra jonų kanalų. Sujungus su biologiškai aktyvia medžiaga, atsidaro arba atsidaro jonų kanalai. Ląstelių sužadinimo greitis yra didelis. Jonotropiniai receptoriai yra daugiausia sinapsių srityje ir yra susiję su sužadinimo ir slopinimo poveikių perdavimu.

  Metabotropinių receptorių kompleksai yra susiję su integruotais tarpiniais baltymais, kurie perduoda informaciją į vidinį paviršių. Visų pirma, tai yra G baltymai ir membraninės tirozino kinazės. Tarpiniai baltymai sužadina fermentus vidiniame ląstelės membranos paviršiuje, o jie savo ruožtu sintetina antruosius tarpininkus – mažos molekulinės masės medžiagas, kurios sukelia ląstelės biologines reakcijas. Šie receptoriai kartais vadinami lėtaisiais receptoriais. Dauguma hormonų ir tarpininkų, kurie blogai prasiskverbia į ląsteles, veikia panašiais mechanizmais.

  Receptoriai, reguliuojantys molekulių patekimą į ląsteles, pavyzdžiui, lipidai mažo tankio lipoproteinuose. Ši receptorių grupė gali pakeisti biologinių membranų pralaidumą ir taip paveikti cheminę sudėtį ląstelės viduje.

  Adhezijos receptoriai (integrinų, kadherinų, imunoglobulinų, selektinų ir kt. šeimos) jungia gretimas ląsteles arba ląstelę su tarpląstelinės aplinkos struktūromis, pavyzdžiui, su bazine membrana. Lipniosios sąveikos galimybė yra labai svarbi ląstelės ir viso organizmo gyvenime. Ląstelės gebėjimo prilipti praradimą lydi nekontroliuojama jos migracija (metastazė) ir diferenciacijos sutrikimas. Patologinė lipnių receptorių disfunkcija būdinga piktybinėms naviko ląstelėms.

  Tikrasis priėmimo procesas vyksta specialių glikoproteinų - receptorių pagalba. Jie yra viršmembraniniame sluoksnyje – ląstelės glikokaliksėje.

  Receptoriai suteikia galimybę suvokti specifinius dirgiklius: hormonus, biologiškai aktyvias medžiagas, gretimų ląstelių membranas, lipnias tarpląstelinių medžiagų molekules ir kt. Receptoriai yra labai specializuotos ląstelių struktūros. Jie gali būti labai specifiniai (didelis afinitetas) arba mažiau specifiniai (mažas afinitetas). Specifiškumo laipsnis lemia ląstelės jautrumo laipsnį. Didžiausią afinitetą turi hormonų receptoriai.

  Receptorių kompleksai būdingi ir vidiniam membranos sluoksniui. Jie yra ant membraninių ir nemembraninių organelių, vidinio ir išorinio kariolemos sluoksnių ir kt.

  Reaguojant į signalo veikimą (receptoriaus sujungimą su reguliuojančia medžiaga), vyksta biocheminių reakcijų grandinė, dėl kurios susidaro biologinės reakcijos – ląstelės sužadinimas arba slopinimas. Ant ląstelės membranos yra polipeptidų, aminorūgščių darinių, antigeninių kompleksų, glikoproteinų ir kt. Kai kurie receptoriai turi ryšius su baltymais, kurie užtikrina antrųjų pasiuntinių formavimąsi, taip pat su jonų kanalų baltymais. Tokios receptorių sistemos vadinamos metabotropinėmis.

  Signalo sukeltas sužadinimas metabotropiniuose receptoriuose gali būti perduodamas giliai į ląstelę keliais būdais. Vienu atveju, receptoriui sąveikaujant su signaline molekule, pasikeičia stereologinė receptoriaus konfigūracija, dėl to pasikeičia vadinamojo G baltymo struktūra, o tai savo ruožtu suaktyvina citoplazminių signalinių molekulių (antrųjų pasiuntinių) susidarymą.

  Yra Gs baltymų, kurie aktyvina adenilato ciklazę susidarant cAMP, Gi baltymų, kurie slopina adenilato ciklazę, Gp baltymų, kurie aktyvina fosfolipazę C ir padidina kalcio jonų kiekį citozolyje. Taip pat yra Gt baltymų, kurie aktyvina ciklinę guanozino monofosfato (cGMP) fosfodiesterazę ir sumažina cGMP kiekį, o tai sukelia ląstelės slopinimą (membranos hiperpoliarizaciją). Ciklinis AMP (cAMP) aktyvina proteinkinazes ir pagreitina biochemines reakcijas ląstelėje.

  Antruoju atveju receptorius yra susijęs su tirozino kinazėmis, kurios aktyvuoja Ras-G baltymą ir suaktyvina Ras kaskadą. Šio proceso metu susidaro inozitolio 1,4,5-trifosfatas, diacilglicerolis. Tai sukelia katalizinių reakcijų grandinę, įskaitant transkripciją.

  Receptoriai gali būti susieti su jonų kanalais, keisti jų pralaidumą, sukelti membranų depoliarizaciją, kalcio jonų prasiskverbimą į ląstelę ir pan.. Jonotropinių receptorių kompleksuose yra kelios molekulės – tai receptoriniai baltymai, kurie suvokia signalinę molekulę. Jie jungiasi prie efektoriaus įtaiso baltymų – jonų kanalų. Inaktyvacijos fermentas nutraukia ryšį tarp receptoriaus ir tarpininko ar kitų signalizuojančių medžiagų signalinės molekulės.

  Kartu su signalizacijos funkcijomis kai kurie receptoriai atlieka svarbų vaidmenį adhezijoje ir agregacijoje – ląstelių prilipime prie panašių ir/ar tarpląstelinių struktūrų. Glikokalikso receptorių giminingų ląstelių „atpažinimas“ lydimas tuo pačiu metu vykstančių agregacijų. Svarbu, kad tokie receptoriai turėtų individualų, organų ir audinių specifiškumą. Pavyzdžiai yra selektinai, integrinai ir kadherinai. Jie suteikia ląstelėms antigeninių savybių ir leidžia "atpažinti" viena kitą.

  Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.

  Membranos receptorių funkcija atlieka svarbų vaidmenį ląstelės gyvenime. Jis susijęs su specialių struktūrų (receptorių baltymų), susijusių su specifiniu cheminių ar fizinių veiksnių atpažinimu, lokalizavimu plazmos membranoje. Daugelis pradurtų baltymų yra glikoproteinai – ląstelės išorėje juose yra polisacharidų šoninių grandinių. Kai kurie iš šių glikoproteinų, dengiančių ląstelę molekulinių antenų „mišku“, veikia kaip hormonų receptoriai. Kai tam tikras hormonas prisijungia prie savo receptoriaus, jis pakeičia glikoproteino struktūrą, o tai sukelia ląstelių atsaką. Atsidaro kanalai, kuriais tam tikros medžiagos patenka į ląstelę arba iš jos išeina. Ląstelės paviršiuje yra daug receptorių, kurie įgalina specifines reakcijas su įvairiais agentais. Daugelio ląstelių receptorių vaidmuo yra perduoti signalus iš išorės į ląstelės vidų.

  22. Ląstelių receptoriai: samprata, vieta, atmainos, sandara.

  Signalinės molekulės – baltymai, vadinami receptoriais – yra ant ląstelių plazminių membranų. Ląstelių receptoriai suriša molekulę ir inicijuoja atsaką. Juos atstovauja transmembraniniai baltymai, turintys specialią vietą fiziologiškai aktyvioms molekulėms – hormonams ir neuromediatoriams – surišti. Daugelis receptorių baltymų, reaguodami į tam tikrų molekulių prisijungimą, keičia membranų transportavimo savybes. Dėl to gali pasikeisti membranų poliškumas, generuotis nervinis impulsas arba pasikeisti medžiagų apykaita.

  Plazminėje membranoje yra tarpląsteliniai receptoriai ir receptoriai, esantys ląstelės paviršiuje. Tarp jų išskiriami du receptorių tipai: ląstelės, susijusios su kanalais, ir ląstelės, nesusijusios su kanalais. Jie skiriasi vienas nuo kito signalo poveikio tam tikriems taikiniams greičiu ir selektyvumu. Su kanalais susiję receptoriai, sąveikaudami su cheminėmis medžiagomis (hormonu, neuromediatoriumi), skatina atviro kanalo susidarymą membranoje, dėl ko iš karto pasikeičia jo pralaidumas. Receptoriai, nesusiję su kanalais, taip pat sąveikauja su cheminėmis medžiagomis, bet kitokio pobūdžio, daugiausia fermentais. Čia poveikis yra netiesioginis, palyginti lėtas, bet ilgalaikis. Šių receptorių funkcija yra mokymosi ir atminties pagrindas.

  23. Medžiagų pernešimas per ląstelės membraną: samprata, atmainos, pavyzdžiai.

  Membraninis transportavimas – tai medžiagų pernešimas per ląstelės membraną į ląstelę arba iš jos, atliekamas naudojant įvairius mechanizmus – paprastą difuziją, palengvintą difuziją ir aktyvų transportavimą. Transporto rūšys aprašytos 16 ir 17 atsakymuose.

  24. Tarpląsteliniai kontaktai: samprata, atmainos, reikšmė.

  Tarpląsteliniai kontaktai – tai ryšiai tarp ląstelių, susidarančių baltymų pagalba. Jie užtikrina tiesioginį ryšį tarp ląstelių. Be to, ląstelės sąveikauja viena su kita per atstumą naudodamos signalus (daugiausia signalines medžiagas), perduodamus per tarpląstelinę medžiagą.

  Kiekvieną tarpląstelinių kontaktų tipą sudaro specifiniai baltymai, kurių didžioji dauguma yra transmembraniniai baltymai. Specialūs adapteriniai baltymai gali sujungti tarpląstelinio kontakto baltymus su citoskeletu, o specialūs „skeleto“ baltymai gali sujungti atskiras šių baltymų molekules į sudėtingą supramolekulinę struktūrą. Daugeliu atvejų tarpląsteliniai ryšiai suardomi, kai iš aplinkos pašalinami Ca2+ jonai.