Veya zar ötesi iyon akımları.

Spesifik olarak bir reseptöre bağlanan maddeye o reseptör için ligand adı verilir. Vücudun içinde genellikle bir hormon veya nörotransmitter veya bunların ilaç ve zehir (agonistler) olarak kullanılan yapay ikameleri bulunur. Bazı ligandlar ise tam tersine reseptörleri (antagonistleri) bloke eder. Duyular söz konusu olduğunda ligandlar, koku veya tat alma reseptörleri üzerinde etkili olan maddelerdir. Ek olarak, görsel reseptör molekülleri ışığa tepki verir ve işitme ve dokunma organlarındaki reseptörler, hava titreşimlerinin ve diğer uyaranların neden olduğu mekanik etkilere (basınç veya esneme) karşı duyarlıdır. Ayrıca membran potansiyelindeki değişikliklere yanıt veren ısıya duyarlı reseptör proteinleri ve reseptör proteinleri de vardır.

Ansiklopedik YouTube

• 1 / 5

  Hücresel reseptörler iki ana sınıfa ayrılabilir: membran reseptörleri ve hücre içi reseptörler.

  Membran reseptörleri

  “Antenlerin” işlevi dış sinyalleri tanımaktır. İki komşu hücrenin tanıma bölgeleri birbirine bağlanarak hücre yapışmasını sağlayabilir. Bu, hücrelerin farklılaşma sürecinde kendilerini yönlendirmesine ve doku oluşturmasına olanak tanır. Çözeltideki bazı moleküllerde tanıma bölgeleri de mevcuttur, bu nedenle tamamlayıcı tanıma bölgelerine sahip hücreler tarafından seçici olarak alınırlar (örneğin, LDL, LDL reseptörleri tarafından alınır).

  Membran reseptörlerinin iki ana sınıfı metabotropik reseptörler ve iyonotropik reseptörlerdir.

  İyonotropik reseptörler, bir liganda bağlanınca açılan veya kapanan membran kanallarıdır. Ortaya çıkan iyonik akımlar, transmembran potansiyel farkının değişmesine ve bunun sonucunda hücre uyarılabilirliğine neden olur ve ayrıca hücre içi iyon konsantrasyonlarını değiştirir, bu da ikincil olarak hücre içi aracı sistemlerin aktivasyonuna yol açabilir. En kapsamlı şekilde incelenen iyonotropik reseptörlerden biri n-kolinerjik reseptördür.

  Metabotropik reseptörler hücre içi haberci sistemleriyle ilişkilidir. Bir liganda bağlanma sonrasında konformasyonlarındaki değişiklikler, bir dizi biyokimyasal reaksiyonun başlatılmasına ve sonuçta hücrenin fonksiyonel durumunda bir değişikliğe yol açar. Ana membran reseptör tipleri:

  1. Heterotrimerik G proteinine bağlı reseptörler (örn. vazopressin reseptörü).
  2. İçsel tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler (örneğin insülin reseptörü veya epidermal büyüme faktörü reseptörü).

  G proteinine bağlı reseptörler, 7 transmembran alanına, bir hücre dışı N terminaline ve bir hücre içi C terminaline sahip olan transmembran proteinleridir. Ligand bağlanma bölgesi hücre dışı halkalarda bulunur, G proteini bağlanma alanı sitoplazmada C terminalinin yakınında bulunur.

  Reseptörün aktivasyonu, α-alt ünitesinin βγ-alt ünite kompleksinden ayrılmasına ve dolayısıyla aktive olmasına neden olur. Bundan sonra ikinci habercileri üreten enzimi ya aktive eder ya da tam tersine etkisiz hale getirir.

  Tirozin kinaz aktivitesine sahip reseptörler, sonraki hücre içi proteinleri, sıklıkla da protein kinazları fosforile eder ve böylece hücreye bir sinyal iletir. Yapısal olarak bunlar bir membran alanına sahip transmembran proteinlerdir. Kural olarak, alt birimleri disülfit köprüleriyle birbirine bağlanan homodimerler.

  Hücre içi reseptörler

  Hücre içi reseptörler genellikle transkripsiyon faktörleri (örneğin, glukokortikoid reseptörleri) veya transkripsiyon faktörleriyle etkileşime giren proteinlerdir. Hücre içi reseptörlerin çoğu sitoplazmadaki ligandlara bağlanır, aktif hale gelir, ligandla birlikte hücre çekirdeğine taşınır, burada DNA'ya bağlanırlar ve belirli bir genin veya gen grubunun ekspresyonunu indükler veya baskılarlar.
  Nitrik oksit (NO) özel bir etki mekanizmasına sahiptir. Membran boyunca nüfuz eden bu hormon, hem nitrik oksit reseptörü hem de ikinci haberci cGMP'yi sentezleyen bir enzim olan çözünür (sitosolik) guanilat siklaza bağlanır.

  Hücre içi hormonal sinyal iletiminin temel sistemleri

  Adenilat siklaz sistemi

  Adenilat siklaz sisteminin merkezi kısmı, ATP'nin cAMP'ye dönüşümünü katalize eden adenilat siklaz enzimidir. Bu enzim ya G proteini tarafından uyarılabilir (İngilizce uyarıcıdan) ya da Gi proteini (İngilizce önleyiciden) tarafından inhibe edilebilir. cAMP daha sonra protein kinaz A, PKA olarak da adlandırılan cAMP'ye bağımlı bir protein kinaza bağlanır. Bu, hücrede bazı fizyolojik roller üstlenen efektör proteinlerin aktivasyonuna ve ardından fosforilasyonuna yol açar.

  Fosfolipaz-kalsiyum sistemi

  Gq proteinleri, PIP2'yi (membran fosfoinositol) iki moleküle ayıran fosfolipaz C enzimini aktive eder: inositol-3-fosfat (IP3) ve diaçilgliserid. Bu moleküllerin her biri ikinci habercidir. IP3 ayrıca endoplazmik retikulumun zarı üzerindeki reseptörlerine bağlanır, bu da kalsiyumun sitoplazmaya salınmasına ve birçok hücresel reaksiyonun başlatılmasına yol açar.

  Guanilat siklaz sistemi

  Bu sistemin merkezi molekülü, GTP'nin cGMP'ye dönüşümünü katalize eden guanilat siklazdır. cGMP, bir dizi enzimin ve iyon kanalının aktivitesini modüle eder. Guanilat siklazın birkaç izoformu vardır. Bunlardan biri nitrik oksit NO tarafından aktive edilir, diğeri ise doğrudan atriyal natriüretik faktör reseptörü ile ilişkilidir.

  cGMP böbreklerde ve bağırsaklarda su değişimini ve iyon taşınmasını kontrol eder ve kalp kasında bir gevşeme sinyali olarak görev yapar.

  Reseptör farmakolojisi

  Kural olarak, reseptörler yalnızca ana endojen ligandlara değil aynı zamanda yapısal olarak benzer diğer moleküllere de bağlanabilmektedir. Bu gerçek, reseptörlere bağlanan ve durumlarını ilaç veya zehir olarak değiştiren eksojen maddelerin kullanılmasına izin verir.

  Örneğin, ağrının ve duygusal durumun düzenlenmesinde önemli rol oynayan nöropeptitler olan endorfin reseptörleri, morfin grubu ilaçlara da bağlanır. Bir reseptör, ana bölgeye veya bu reseptöre özgü bir hormona veya aracıya bağlanma "bölgesine" ek olarak, reseptörün ana kimyasal maddeye tepkisini modüle eden (değiştiren) diğer kimyasal maddelerin bağlandığı ek allosterik düzenleyici bölgelere de sahip olabilir. hormonal sinyal - onu güçlendirmek veya zayıflatmak veya ana sinyali değiştirmek. Farklı maddeler için çoklu bağlanma bölgelerine sahip böyle bir reseptörün klasik bir örneği, gama-aminobütirik asit alt tipi A (GABA) reseptörüdür. GABA'nın kendisinin bağlanma bölgesine ek olarak, aynı zamanda benzodiazepinler için bir bağlanma bölgesi ("benzodiazepin bölgesi"), barbitüratlar için bir bağlanma bölgesi ("barbitürat bölgesi") ve allopregnenolon gibi nörosteroidler için bir bağlanma bölgesi ("steroid bölgesi") de vardır. ”).

  Pek çok reseptör türü, aynı bağlanma bölgesine sahip birçok farklı kimyasal maddeyi tanıyabilir ve spesifik olarak bağlanan maddeye bağlı olarak, yalnızca "açık" (alıcıdaki hormon) veya "kapalı" (hormon yok) değil, ikiden fazla uzaysal konfigürasyonda olabilir. reseptörde) ) ve ayrıca birkaç ara maddede.

  Bir reseptöre bağlandıktan sonra reseptörün "%100 açık" konfigürasyona geçmesine neden olma olasılığı %100 olan bir maddeye tam reseptör agonisti adı verilir. Bir reseptöre bağlandığında %100 olasılıkla onun "%100 kapalı" konfigürasyonuna geçmesine neden olan bir maddeye ters reseptör agonisti adı verilir. Bir reseptörün ara konfigürasyonlardan birine geçişine neden olan veya reseptörün durumunda %100 olasılıkla olmayan bir değişikliğe neden olan bir madde (yani, bazı reseptörler bu maddeye bağlandığında açılıp kapanacaktır, ancak bazı reseptörler bu maddeye bağlandığında açılıp kapanacaktır, ancak bazı reseptörler bu maddeye bağlandığında açılıp kapanacaktır). olmayacak) kısmi reseptör agonisti olarak adlandırılır. Agonist-antagonist terimi de bu tür maddeler için kullanılır. Bağlandıktan sonra reseptörün durumunu değiştirmeyen ve bir hormonun veya aracının reseptöre bağlanmasını yalnızca pasif olarak önleyen bir maddeye rekabetçi antagonist veya reseptör blokeri denir (antagonizm, reseptörün kapatılmasına değil, bloke edilmesine dayanır) doğal ligandının reseptöre bağlanması).

  Kural olarak, eğer bazı eksojen maddelerin vücudun içinde reseptörleri varsa, o zaman vücutta bu reseptör için endojen ligandlar da vardır. Örneğin, benzodiazepin'in endojen ligandları

  Koruyucu fonksiyon

  Kan ve diğer sıvılar mikropları öldürebilen veya etkisiz hale getirmeye yardımcı olabilecek proteinler içerir. Kan plazmasının bileşimi, her biri belirli bir mikroorganizma tipini veya diğer yabancı maddeleri tanıyan antikorları - proteinleri - ve ayrıca tamamlayıcı sistemin koruyucu proteinlerini içerir. Birkaç antikor sınıfı vardır (bu proteinlere immünoglobulinler de denir), en yaygın olanı immünoglobulin G'dir. Tükürük ve gözyaşı, mureini parçalayan ve bakterilerin hücre duvarlarını yok eden bir enzim olan lizozim proteinini içerir. Bir virüs bulaştığında hayvan hücreleri, virüsün çoğalmasını ve yeni viral parçacıkların oluşmasını önleyen interferon adı verilen bir protein salgılar.

  Mikroorganizmalar için koruyucu bir işlev, mikrobiyal toksinler - kolera toksini, botulizm toksini, difteri toksini vb. Gibi bizim için hoş olmayan proteinler tarafından da gerçekleştirilir. Vücudumuzun hücrelerine zarar vererek mikropları bizden korurlar.

  Alıcı işlevi

  Proteinler sinyalleri algılamaya ve iletmeye yarar. Fizyolojide bir reseptör hücre kavramı vardır, yani. belirli bir sinyali algılayan bir hücre (örneğin, görme reseptör hücreleri gözün retinasında bulunur). Ancak reseptör hücrelerde bu iş, reseptör proteinleri tarafından gerçekleştirilir. Böylece, gözün retinasında bulunan protein rodopsin, ışık kuantumunu yakalar, ardından retina hücrelerinde bir sinir impulsunun ortaya çıkmasına ve sinyalin beyne iletilmesine yol açan bir dizi olay başlar.

  Reseptör proteinleri sadece reseptör hücrelerde değil diğer hücrelerde de bulunur. Hormonlar vücutta çok önemli bir rol oynar; bazı hücreler tarafından salgılanan ve diğer hücrelerin işlevini düzenleyen maddeler. Hormonlar, hedef hücrelerin yüzeyindeki veya içindeki hormon reseptörleri olan özel proteinlere bağlanır.

  Düzenleme işlevi

  Hormonların çoğu (hepsi olmasa da) proteindir - örneğin, hipofiz bezinin ve hipotalamusun tüm hormonları, insülin vb. Bu işlevi yerine getiren proteinlere bir başka örnek, gen işlevini düzenleyen hücre içi proteinlerdir.

  Birçok protein birden fazla işlevi yerine getirebilir.

  Protein makromolekülleri b-amino asitlerden oluşur. Polisakkaritlerin bileşimi genellikle aynı "birimi" (bazen iki) içeriyorsa ve birçok kez tekrarlanıyorsa, proteinler 20 farklı amino asitten sentezlenir. Bir protein molekülü bir araya geldiğinde, protein içindeki bazı amino asit kalıntıları kimyasal değişikliklere uğrayabilir, böylece "olgun" proteinlerde 30'dan fazla farklı amino asit kalıntısı bulunabilir. Monomerlerin bu çeşitliliği aynı zamanda proteinlerin gerçekleştirdiği çeşitli biyolojik fonksiyonları da sağlar.

  b-amino asitler aşağıdaki yapıya sahiptir:

  

  burada R, farklı amino asitler için farklı atom gruplarıdır (radikaller). Karboksil grubuna en yakın karbon atomu, Yunanca b harfi ile gösterilir; b-amino asit moleküllerindeki amino grubu bu atoma bağlanır.

  Nötr bir ortamda amino grubu zayıf bazik özellikler sergileyerek H+ iyonuna bağlanırken, karboksil grubu zayıf asidik özellikler sergileyerek bu iyonun salınımıyla ayrışır, böylece genel olarak molekülün toplam yükü değişmese de, aynı anda pozitif ve negatif yüklü bir grubu taşıyacaktır.

  R radikalinin doğasına bağlı olarak hidrofobik (polar olmayan), hidrofilik (polar), asidik ve alkali amino asitler ayırt edilir.

  Asidik amino asitlerin ikinci bir karboksil grubu vardır. Asetik asitin karboksil grubundan biraz daha güçlüdür: aspartik asitte karboksillerin yarısı pH 3,86'da, glutamik asitte - pH 4,25'te ve asetik asitte - yalnızca 4,8'de ayrışır. Alkali amino asitler arasında arginin en güçlü olanıdır: yan radikallerinin yarısı pH 11,5'te pozitif yükü korur. Lizin, tipik bir birincil amin olan ve pH 9,4'te yarı iyonize halde kalan bir yan radikale sahiptir. Alkalin amino asitlerin en zayıfı histidindir, imidazol halkası pH 6'da yarı protonlanmıştır.

  Hidrofilik (polar) arasında ayrıca fizyolojik pH'da iyonlaşabilen iki amino asit vardır: SH grubunun hidrojen sülfit gibi bir H+ iyonu verebildiği sistein ve zayıf asidik bir fenolik gruba sahip olan tirozin. Bununla birlikte, bu yetenek onlarda çok zayıf bir şekilde ifade edilir: pH 7'de sistein% 8 ve tirozin% 0,01 oranında iyonize olur.

  B-amino asitleri tespit etmek için genellikle ninhidrin reaksiyonu kullanılır: bir amino asit ninhidrin ile reaksiyona girdiğinde parlak renkli mavi bir ürün oluşur. Ek olarak, her bir amino asit kendi spesifik niteliksel reaksiyonlarını verir. Böylece aromatik amino asitler nitrik asitle sarı renk verir (reaksiyon sırasında aromatik halkanın nitrasyonu meydana gelir). Ortam alkalileştirildiğinde renk turuncuya döner (benzer bir renk değişimi göstergelerde, örneğin metil turuncuda meydana gelir). Ksantoprotein reaksiyonu adı verilen bu reaksiyon aynı zamanda protein tespiti için de kullanılır çünkü çoğu protein aromatik amino asitler içerir; Jelatin neredeyse hiç tirozin, fenilalanin veya triptofan içermediğinden bu reaksiyonu vermez. Sistein, sodyum plumbit Na2PbO2 ile ısıtıldığında siyah bir kurşun sülfür PbS çökeltisi oluşturur.

  Bitkiler ve birçok mikrop, basit inorganik maddelerden amino asitleri sentezleyebilir. Hayvanlar yalnızca bazı amino asitleri sentezleyebilir, ancak diğerlerinin yiyeceklerden elde edilmesi gerekir. Bu tür amino asitlere esansiyel denir. İnsanlar için gerekli olan fenilalanin, triptofan, treonin, metiyonin, lizin, lösin, izolösin, histidin, valin ve arginindir. Ne yazık ki tahıllar çok az miktarda lizin ve triptofan içerir, ancak bu amino asitler baklagillerde önemli ölçüde daha büyük miktarlarda bulunur. Tarımsal halkların geleneksel diyetlerinin genellikle hem tahılları hem de baklagilleri içermesi tesadüf değildir: buğday (veya çavdar) ve bezelye, pirinç ve soya fasulyesi, mısır ve fasulye, farklı kıtalardaki halklar arasındaki bu tür bir kombinasyonun klasik örnekleridir.

  b-20 amino asidin tamamının karbon atomu sp3 hibridizasyonu halindedir. 4 bağının tümü yaklaşık 109°'lik bir açıyla yerleştirilmiştir, böylece amino asit formülü bir tetrahedron içine yazılabilir.

  Birbirinin ayna görüntüsü olan iki tip amino asitin olabileceğini görmek kolaydır. Onları uzayda nasıl hareket ettirip döndürürsek döndürelim, onları birleştirmek imkansızdır - sağ ve sol el gibi farklılık gösterirler.

  Bu tip izomerizme optik izomerizm denir. Bu ancak merkezi karbon atomunun (asimetrik merkez olarak adlandırılır) 4 tarafta da farklı gruplara sahip olması durumunda mümkündür (bu nedenle glisinin optik izomerleri yoktur, ancak diğer 19 amino asidin vardır). Amino asitlerin iki farklı izomerik formundan, Şekil 2'deki. Sağda bulunan 1'e D şekli, solda ise L şekli denir.

  Amino asitlerin D ve L izomerlerinin temel fiziksel ve kimyasal özellikleri aynıdır, ancak optik özellikleri farklıdır: çözeltileri ışığın polarizasyon düzlemini zıt yönlerde döndürür. Diğer optik olarak aktif bileşiklerle reaksiyonlarının hızı da farklıdır.

  İlginç bir şekilde virüslerden insanlara kadar tüm canlı organizmaların proteinleri yalnızca L-amino asitleri içerir. Mantarlar ve bakteriler tarafından sentezlenen bazı antibiyotiklerde D formları bulunur. Proteinler ancak aynı türden amino asitlerin izomerlerini içeriyorsa düzenli bir yapı oluşturabilirler.

  Kısa inceleme:

  Glikokaliks- Bu, membran integral proteinlerinin - glikoproteinlerin polisakkarit zincirlerini içeren lipoprotein membranının dışındaki bir katmandır.

  Plazmalemmanın en önemli işlevlerinden biri, membranlarda bulunan protein veya glikoprotein niteliğindeki reseptör aparatları aracılığıyla hücrenin dış ortamla iletişimini (bağlantısını) sağlamaktır. Plazmalemmanın reseptör oluşumlarının ana işlevi, hücrelerin doğru şekilde yönlendirildiği ve farklılaşma sürecinde doku oluşturduğu dış sinyallerin tanınmasıdır. Reseptör işlevi, çeşitli düzenleyici sistemlerin aktivitesinin yanı sıra bir bağışıklık tepkisinin oluşumuyla da ilişkilidir.

  Ana bölüm:

  Hücre yüzeyindeki bu tür reseptörler, membran proteinleri veya glikokaliks - glikoproteinlerin elemanları olabilir. Bireysel maddelere duyarlı bu tür alanlar, hücrenin yüzeyine dağılmış olabilir veya küçük bölgelerde toplanabilir.

  Hayvan organizmalarının farklı hücreleri, farklı reseptör gruplarına veya aynı reseptörün farklı duyarlılığına sahip olabilir.

  Birçok hücresel reseptörün rolü yalnızca belirli maddelerin bağlanması veya fiziksel faktörlere yanıt verme yeteneği değil, aynı zamanda hücreler arası sinyallerin yüzeyden hücreye iletilmesidir. Şu anda, peptit zincirlerini içeren belirli hormonları kullanarak hücrelere sinyal iletim sistemi iyi bir şekilde incelenmiştir. Hormon, bu sistemin reseptör kısmı ile spesifik olarak etkileşime girer ve hücreye nüfuz etmeden, siklik AMP'yi sentezleyen adenilat siklazı (zaten plazma zarının sitoplazmik kısmında bulunan bir protein) aktive eder. İkincisi, hücre içi bir enzimi veya enzim grubunu aktive eder veya inhibe eder. Böylece komut (plazma zarından gelen sinyal) hücrenin içine iletilir. Bu adenilat siklaz sisteminin verimliliği çok yüksektir. Böylece, bir veya daha fazla hormon molekülünün etkileşimi, birçok cAMP molekülünün sentezi nedeniyle sinyalin binlerce kez güçlendirilmesine yol açabilir. Bu durumda adenilat siklaz sistemi, harici sinyallerin dönüştürücüsü olarak görev yapar.

  Hücre yüzeyindeki reseptör gruplarının çeşitliliği ve özgüllüğü, kişinin hücrelerini (aynı bireyden veya aynı türden) yabancı hücrelerden ayırmayı mümkün kılan çok karmaşık bir belirteç sisteminin oluşmasına yol açar. Benzer hücreler birbirleriyle etkileşime girerek yüzeylerin yapışmasına (protozoa ve bakterilerde konjugasyon, doku hücre komplekslerinin oluşumu) yol açar. Bu durumda, belirleyici belirteçler kümesinde farklılık gösteren veya bunları algılamayan hücreler ya bu etkileşimin dışında bırakılır ya da (daha yüksek hayvanlarda) immünolojik reaksiyonların bir sonucu olarak yok edilir.

  Fiziksel faktörlere yanıt veren spesifik reseptörlerin lokalizasyonu, plazma zarı ile ilişkilidir. Böylece, ışık kuantasıyla etkileşime giren reseptör proteinleri (klorofiller), fotosentetik bakterilerde ve mavi-yeşil alglerde plazma zarında veya türevlerinde lokalize olur. Işığa duyarlı hayvan hücrelerinin plazma zarında, ışık sinyalinin kimyasal bir sinyale dönüştürüldüğü ve bunun da bir elektriksel dürtü oluşmasına yol açtığı özel bir fotoreseptör proteinleri (rodopsin) sistemi vardır.

  Plazma zarı boyunca aktif taşıma türleri

  Kısaca:

  
  

  • birincil aktif taşıma - iyon pompaları adı verilen taşıma ATPazları tarafından gerçekleştirilir.
  • İkincil aktif taşıma, aktif taşıma sürecinde yaratılan başka bir maddenin konsantrasyon gradyanının enerjisine bağlı olarak bir maddenin bir zar boyunca konsantrasyon gradyanına karşı transferidir.

  Tam dolu:
  Aktif taşıma, taşıma adenozin trifosfatazları (ATPazlar) tarafından gerçekleştirilir ve ATP hidrolizinin enerjisinden dolayı oluşur.
  Maddelerin aktif taşıma türleri:

  • birincil aktif taşıma,
  • ikincil aktif taşıma.

  Birincil aktif taşıma

  Maddelerin düşük konsantrasyonlu bir ortamdan daha yüksek konsantrasyonlu bir ortama taşınması, bir gradyan boyunca hareketle açıklanamaz; difüzyon. Bu işlem, ATP hidrolizinin enerjisi veya herhangi bir iyonun, çoğunlukla sodyumun konsantrasyon gradyanından kaynaklanan enerji nedeniyle gerçekleştirilir. Maddelerin aktif taşınması için enerji kaynağı, diğer bazı moleküllerin veya iyonların membrandan hareketi değil, ATP'nin hidrolizi ise, taşımaya birincil aktif denir.

  Birincil aktif transfer, iyon pompaları adı verilen taşıma ATPazları tarafından gerçekleştirilir. Hayvan hücrelerinde en yaygın olanı, plazma zarının tamamlayıcı bir proteini olan Na+,K+ - ATPaz (sodyum pompası) ve sarko-(endo)-plazmik retikulumun plazma zarında bulunan Ca2+ - ATPaz'dır. Her üç proteinin de ortak bir özelliği vardır: fosforile olma ve enzimin ara fosforile formunu oluşturma yeteneği. Fosforile edilmiş durumda, enzim, genellikle E1 ve E2 olarak adlandırılan iki konformasyonda olabilir. Bir enzimin konformasyonu, molekülünün polipeptit zincirinin uzaysal yönelimi (yerleştirme) yöntemidir. Enzimin belirtilen iki yapısı, aktarılan iyonlara yönelik farklı afinitelerle karakterize edilir; taşınan iyonları bağlama yeteneği farklıdır.

  İkincil aktif taşıma

  İkincil aktif taşıma, bir maddenin, aktif taşıma sürecinde yaratılan başka bir maddenin konsantrasyon gradyanının enerjisine bağlı olarak konsantrasyon gradyanına karşı bir membrandan aktarılmasıdır. Hayvan hücrelerinde ikincil aktif taşıma için ana enerji kaynağı, Na+/K+ - ATPaz'ın çalışması nedeniyle oluşturulan sodyum iyonlarının konsantrasyon gradyanının enerjisidir. Örneğin, ince bağırsağın mukoza hücrelerinin zarı, glikoz ve Na+'yı epitel hücrelerine taşıyan (simgeleyen) bir protein içerir. Glikoz taşınması yalnızca Na+'nın glikozun belirli bir proteine ​​bağlanmasıyla eş zamanlı olarak elektrokimyasal bir gradyan boyunca taşınması durumunda gerçekleşir. Na+'nın elektrokimyasal gradyanı, bu katyonların hücre dışına aktif taşınmasıyla korunur.

  Beyinde, Na + pompasının çalışması, uyarıcı faktörlerin etkisi altında sinir uçlarından salınan fizyolojik olarak aktif maddeler olan aracıların ters emilimi (yeniden emilimi) ile ilişkilidir.

  Kardiyomiyositlerde ve düz kas hücrelerinde, Na+, K+-ATPaz'ın işleyişi, hücre zarında Na+ ve Ca2+'yı karşı aktaran (antiport) bir proteinin varlığına bağlı olarak Ca2+'nın plazma zarı yoluyla taşınmasıyla ilişkilidir. Kalsiyum iyonları, sodyum iyonları karşılığında ve sodyum iyonlarının konsantrasyon gradyanının enerjisi nedeniyle hücre zarı boyunca taşınır.

  Hücrelerde, hücre dışı sodyum iyonlarını hücre içi protonlarla değiştiren Na+/H+ değiştirici adlı bir protein keşfedildi. Bu taşıyıcı, hücre içi pH'ın sabit tutulmasında önemli bir rol oynar. Na+/Ca2+ ve Na+/H+ değişiminin meydana gelme hızı, Na+'nın membran boyunca elektrokimyasal gradyanı ile orantılıdır. Hücre dışı Na+ konsantrasyonunun azalması, Na+, K+-ATPaz'ın kardiyak glikozitler tarafından veya potasyumsuz ortamda inhibisyonu ile hücre içi kalsiyum ve proton konsantrasyonu artar. Na+, K+-ATPaz'ın inhibisyonu üzerine hücre içi Ca2+ konsantrasyonundaki bu artış, kalp kasılmalarını arttırmak için kardiyak glikozitlerin klinik kullanımının temelini oluşturur.

  Hücre zarlarında lokalize olan ve madde transfer mekanizmalarında yer alan çeşitli taşıma ATPazları, moleküler cihazların ana unsurudur - hücre tarafından belirli maddelerin (örneğin elektrolitler) seçici olarak emilmesini ve dışarı pompalanmasını sağlayan pompalar. Elektrolit olmayanların aktif spesifik taşınması (moleküler taşıma), çeşitli moleküler makineler (pompalar ve taşıyıcılar) kullanılarak gerçekleştirilir. Elektrolit olmayanların (monosakkaritler, amino asitler ve diğer monomerler) taşınması, simport ile birleştirilebilir - konsantrasyon gradyanı boyunca hareketi, ilk işlem için bir enerji kaynağı olan başka bir maddenin taşınması. Symport, ATP'nin doğrudan katılımı olmadan iyon gradyanları (örneğin sodyum) ile sağlanabilir.

  Taşıma ATPazları, enerji açığa çıkarmak için ATP'yi parçalayabilen yüksek moleküler taşıma proteinleridir. Bu süreç aktif taşımanın motoru görevi görür. Protonlar (proton pompası) veya inorganik iyonlar (iyon pompası) bu şekilde aktarılır.

  Aktif taşıma endo ve ekzositozla gerçekleştirilir.
  Endositoz, katı parçacıkların (fagositoz) veya çözünen maddelerin (pinositoz) emilmesi sırasında plazma zarının içeri girmesiyle veziküllerin oluşmasıdır. Ortaya çıkan pürüzsüz veya kenarlı keseciklere fagozom veya pinozom denir. Endositoz yoluyla yumurtalar yumurta sarısı proteinlerini emer, lökositler yabancı partikülleri ve immünoglobulinleri emer ve böbrek tübülleri birincil idrardaki proteinleri emer.
  Ekzositoz, endositozun tersi bir süreçtir. Golgi aygıtından ve lizozomlardan gelen çeşitli kesecikler, plazma zarı ile birleşerek içeriklerini dışarıya salar. Bu durumda kesecik zarı ya plazma zarına gömülebilir ya da kesecik şeklinde sitoplazmaya geri dönebilir.

  Hücrenin reseptör işlevi, yanıtları belirli şekillerde uygulayan reseptörler tarafından sağlanır.

  Etkileme yöntemi, dışarıdan membran reseptör kompleksleri ile gelen maddelerin hücreye eklenmesiyle ortaya çıkan bilgilerin aktarımı ile ilişkilidir.

  İyonotropik reseptör kompleksleri, iyon kanalları içeren karmaşık moleküler veya supramoleküler bileşikler oluşturur. Biyolojik olarak aktif bir madde ile birleştirildiğinde iyon kanallarının açılması veya açılması meydana gelir. Hücre uyarılma oranı yüksektir. İyonotropik reseptörler ağırlıklı olarak sinaps bölgesinde bulunur ve uyarıcı ve engelleyici etkilerin iletilmesinde rol oynar.

  Metabotropik reseptör kompleksleri, bilgiyi iç yüzeye ileten entegre aracı proteinlerle ilişkilidir. Her şeyden önce bunlar G proteinleri ve membran tirozin kinazlardır. Ara proteinler, hücre zarının iç yüzeyindeki enzimleri uyarır ve onlar da hücrenin biyolojik reaksiyonlarını tetikleyen düşük moleküler ağırlıklı maddeler olan ikinci aracıları sentezler. Bu reseptörlere bazen yavaş reseptörler denir. Hücrelere iyi nüfuz edemeyen çoğu hormon ve aracı, benzer mekanizmalar yoluyla etki eder.

  Düşük yoğunluklu lipoproteinlerdeki lipitler gibi moleküllerin hücrelere girişini düzenleyen reseptörler. Bu reseptör grubu, biyolojik zarların geçirgenliğini değiştirme ve böylece hücre içindeki kimyasal bileşimi etkileme yeteneğine sahiptir.

  Yapışma reseptörleri (integrinler, kadherinler, immünoglobulinler, selektinler vb. aileleri), komşu hücreleri veya bir hücreyi, hücreler arası ortamın yapılarına, örneğin bazal membrana bağlar. Yapışkan etkileşimlerin olasılığı, hücrenin ve bir bütün olarak organizmanın yaşamında esastır. Bir hücrenin yapışma yeteneğinin kaybına, kontrolsüz göçü (metastaz) ve bozulmuş farklılaşma eşlik eder. Yapışkan reseptörlerin patolojik işlev bozukluğu, kötü huylu tümör hücrelerinin karakteristiğidir.

  Gerçek alım süreci, özel glikoproteinler - reseptörlerin yardımıyla gerçekleşir. Hücrenin glikokaliksi olan supramembran tabakasında bulunurlar.

  Reseptörler belirli uyaranların algılanmasını sağlar: hormonlar, biyolojik olarak aktif maddeler, komşu hücrelerin zarları, hücreler arası maddelerin yapışkan molekülleri vb. Reseptörler oldukça uzmanlaşmış hücre yapılarıdır. Oldukça spesifik (yüksek afinite) veya daha az spesifik (düşük afinite) olabilirler. Spesifiklik derecesi hücrenin hassasiyet derecesini belirler. Hormon reseptörleri en yüksek afiniteye sahiptir.

  Reseptör kompleksleri aynı zamanda zarın iç katmanının da karakteristiğidir. Membran ve membran dışı organellerde, karyolemmanın iç ve dış katmanlarında vb. bulunurlar.

  Bir sinyalin etkisine (bir reseptörün düzenleyici bir madde ile bağlantısı) yanıt olarak, biyolojik tepkilerin oluşmasına yol açan bir biyokimyasal reaksiyonlar zinciri meydana gelir - hücrenin uyarılması veya inhibisyonu. Polipeptitler, amino asit türevleri, antijenik kompleksler, glikoproteinler vb. için reseptörler hücre zarı üzerinde bulunur. Bazı reseptörlerin iyon kanalı proteinlerinin yanı sıra ikinci habercilerin oluşumunu sağlayan proteinlerle bağlantıları vardır. Bu tür reseptör sistemlerine metabotropik denir.

  Bir sinyalin metabotropik reseptörlerde neden olduğu uyarım, hücrenin derinliklerine çeşitli yollarla iletilebilir. Bir durumda, reseptörün bir sinyal molekülü ile etkileşimi, reseptörün stereolojik konfigürasyonunu değiştirir, bu da G proteini adı verilen yapının yapısını değiştirir ve bu da sitoplazmik sinyal moleküllerinin (ikinci haberciler) oluşumunu aktive eder.

  cAMP oluşumu ile adenilat siklazı aktive eden Gs proteinleri, adenilat siklazı inhibe eden Gi proteinleri, fosfolipaz C'yi aktive eden ve sitozoldeki kalsiyum iyonlarının içeriğini artıran Gp proteinleri vardır. Ayrıca siklik guanozin monofosfat (cGMP) fosfodiesterazı aktive eden ve cGMP içeriğini azaltan, hücrenin inhibisyonuna (membran hiperpolarizasyonu) yol açan Gt proteinleri de vardır. Siklik AMP (cAMP), protein kinazları aktive eder ve hücredeki biyokimyasal reaksiyonları hızlandırır.

  İkinci durumda reseptör, Ras-G proteinini aktive eden ve Ras kaskadını tetikleyen tirozin kinazlar ile ilişkilidir. Bu işlem sonucunda inositol 1,4,5-trifosfat yani diaçilgliserol oluşur. Bu, transkripsiyon da dahil olmak üzere bir katalitik reaksiyon zincirini tetikler.

  Reseptörler iyon kanallarıyla ilişkilendirilebilir, geçirgenliklerini değiştirebilir, membran depolarizasyonuna, kalsiyum iyonlarının hücreye nüfuz etmesine vb. neden olabilir. İyonotropik reseptör kompleksleri birkaç molekül içerir - bunlar bir sinyal molekülünü algılayan reseptör proteinleridir. Efektör cihazın iyon kanallarının proteinlerine bağlanırlar. İnaktivasyon enzimi, reseptör ile aracının sinyal molekülü veya diğer sinyal veren maddeler arasındaki bağlantıyı keser.

  Sinyalleme fonksiyonlarının yanı sıra, bazı reseptörler yapışma ve toplanmada (hücrelerin benzer ve/veya hücreler arası yapılara yapışması) önemli bir rol oynar. İlgili hücrelerin glikokaliks reseptörü tarafından "tanınmasına" eşzamanlı toplanma eşlik eder. Bu tür reseptörlerin kişiye, organa ve dokuya özgü olması önemlidir. Örnekler arasında selektinler, integrinler ve kadherinler yer alır. Hücrelere antijenik özellikler vererek birbirlerini “tanımalarını” sağlarlar.

  Bir hata bulursanız lütfen metnin bir kısmını vurgulayın ve tıklayın. Ctrl+Enter.

  Membranın reseptör fonksiyonu hücre yaşamında önemli bir rol oynar. Kimyasal veya fiziksel faktörlerin spesifik olarak tanınmasıyla ilişkili özel yapıların (reseptör proteinleri) plazma zarı üzerindeki lokalizasyonu ile ilişkilidir. Delici proteinlerin çoğu glikoproteinlerdir; hücrenin dışında polisakkarit yan zincirleri içerirler. Hücreyi moleküler antenlerden oluşan bir "orman" ile kaplayan bu glikoproteinlerden bazıları, hormon reseptörleri görevi görür. Belirli bir hormon reseptörüne bağlandığında glikoproteinin yapısını değiştirir ve bu da hücresel bir tepkinin başlatılmasına yol açar. Belirli maddelerin hücreye girip çıkacağı kanallar açılır. Hücre yüzeyi, çeşitli ajanlarla spesifik reaksiyonları mümkün kılan çok sayıda reseptöre sahiptir. Birçok hücresel reseptörün rolü, sinyalleri hücrenin dışından içine iletmektir.

  22. Hücre reseptörleri: kavram, konum, çeşitler, yapı.

  Sinyal molekülleri (reseptör adı verilen proteinler) hücrelerin plazma zarlarında bulunur. Hücre reseptörleri moleküle bağlanır ve bir tepki başlatır. Fizyolojik olarak aktif molekülleri (hormonlar ve nörotransmiterler) bağlamak için özel bir bölgeye sahip olan transmembran proteinleri ile temsil edilirler. Birçok reseptör proteini, belirli moleküllerin bağlanmasına yanıt olarak membranların taşıma özelliklerini değiştirir. Sonuç olarak membranların polaritesi değişebilir, bir sinir uyarısı üretilebilir veya metabolizma değişebilir.

  Hücre içi reseptörler ve plazma zarında hücre yüzeyinde yer alan reseptörler bulunmaktadır. Bunlar arasında iki tür reseptör ayırt edilir: kanallarla ilişkili hücreler ve kanallarla ilişkili olmayan hücreler. Sinyalin belirli hedefler üzerindeki etkisinin hızı ve seçiciliği bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Kanallarla ilişkili reseptörler, kimyasallarla (hormon, nörotransmitter) etkileşime girdikten sonra, membranda açık bir kanalın oluşumunu teşvik eder ve bunun sonucunda geçirgenliği anında değişir. Kanallarla ilişkili olmayan reseptörler de kimyasallarla, ancak farklı nitelikteki, esas olarak enzimlerle etkileşime girer. Burada etki dolaylıdır, nispeten yavaştır ancak daha uzun sürelidir. Bu reseptörlerin işlevi öğrenme ve hafızanın temelini oluşturur.

  23. Maddelerin hücre zarından taşınması: kavram, çeşitler, örnekler.

  Membran taşınması, maddelerin hücre zarından hücre içine veya dışına taşınmasıdır ve basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve aktif taşıma gibi çeşitli mekanizmalar kullanılarak gerçekleştirilir. Ulaşım türleri cevap 16 ve 17'de açıklanmıştır.

  24. Hücreler arası temaslar: kavram, çeşitler, anlam.

  Hücreler arası temaslar, proteinlerin yardımıyla oluşturulan hücreler arasındaki bağlantılardır. Hücreler arasında doğrudan iletişimi sağlarlar. Ek olarak hücreler, hücreler arası madde aracılığıyla iletilen sinyalleri (çoğunlukla sinyal maddeleri) kullanarak belirli bir mesafede birbirleriyle etkileşime girer.

  Hücreler arası temasların her türü, büyük çoğunluğu transmembran proteinleri olan spesifik proteinler tarafından oluşturulur. Özel adaptör proteinleri, hücre içi temas proteinlerini hücre iskeletine bağlayabilir ve özel "iskelet" proteinleri, bu proteinlerin tek tek moleküllerini karmaşık bir moleküller arası yapıya bağlayabilir. Çoğu durumda Ca2+ iyonları ortamdan uzaklaştırıldığında hücreler arası bağlantılar bozulur.