Schema de transmitere a semnalului către celulă. Mesageri primari și secundari. Intermediari secundari (mesageri) Conceptul de mesageri primari și secundari

Proteinele efectoare se formează rapid și se activează în continuare, ceea ce mediază răspunsul celulei. Cei mai obișnuiți mesageri secundi includ cAMP și alte nucleotide ciclice, ionii de calciu, oxidul nitric.

Concentrația de mesageri secundi în citosol poate fi crescută în diferite moduri: prin activarea enzimelor care îi sintetizează, ca, de exemplu, în cazul activării ciclazelor care formează forme ciclice de nucleotide (cAMP, cGMP), sau prin deschidere. canale ionice, permițând fluxul ionilor metalici, de exemplu, ionii de calciu intră în celulă. Aceste molecule mici pot lega și activa în continuare moleculele efectoare, protein kinazele, canalele ionice și o varietate de alte proteine.

Clasificare

Mesagerii secundari sunt clasificați după solubilitatea în apă și dimensiunea moleculară.

Note

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce sunt „intermediarii secundari” în alte dicționare:

Mesagerii secundari (secunzi mesageri, mesagerii secundari) sunt componente ale sistemului de transmisie a semnalului din celulă, molecule de semnal mici. Intermediarii secundari sunt componente ale cascadelor de transmisie a semnalului care se formează rapid și mai departe ... ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, a se vedea Semnal (dezambiguizare). Acest termen are alte semnificații, vezi Transducție. Acest termen are alte semnificații, vezi Semnalizarea celulară. Transmiterea semnalului (semnal ... ... Wikipedia

Transmisia semnalului (transducția semnalului, transducția semnalului, transducția, semnalizarea, semnalizarea, (transducția semnalului în engleză) în biologie moleculara termenul „Semnalizare” se referă la orice proces prin care o celulă convertește... Wikipedia

- (transducția semnalului, transducția semnalului, transducția, semnalizarea, semnalizarea, (transducția semnalului în engleză) în biologia moleculară, termenul „Transmisie a semnalului” se referă la orice proces prin care o celulă convertește un tip de semnal... Wikipedia

transducția semnalului

- (IP3) este un al doilea mesager solubil în apă. IP3 se formează ca urmare a defalcării fosfolipidelor membranei prin acțiunea enzimei fosfolipazei C. Inozitol trifosfat, împreună cu diacilglicerol, participă la transmiterea semnalului în celulă. IP3 ...... Wikipedia

I Excitația este un proces fiziologic activ prin care unele tipuri de celule răspund la influențe externe. Capacitatea celulelor de a forma V. se numește excitabilitate. Celulele excitabile includ celulele nervoase, musculare și glandulare. Toate… … Enciclopedia medicală

celula transformă un tip de semnal sau stimul în altul.

1. interacțiunea unui agent extern (stimul) cu un receptor celular,

2. activarea moleculei efectoare situată în membrană și responsabilă pentru generarea de mesageri secundi,

3. formarea de mesageri secundi,

4. activarea proteinelor țintă de către mesageri, determinând generarea următorilor mesageri,

5.dispariția mesagerilor instant.

Mesagerii secundari sunt substanțe intracelulare, a căror concentrație este strict controlată de hormoni neurotransmițători și alte semnale extracelulare - mesageri primari (primii mesageri).

Ca agonist al receptorului, o celulă poate folosi compuși peptidici special sintetizați sau poate folosi metaboliții săi intracelulari, care sunt absenți în mediul extracelular. Coenzima ATP și glutamatul care acționează extracelular sunt neurotransmițători puternici. Liganzii extracelulari naturali care interacționează cu și activează receptorii sunt numiți mesageri primari. Ele pot fi subîmpărțite în hormoni, neurotransmițători, citokine, limfokine, factori de creștere, molecule lipofile cu receptori, chemoatractanți etc. Fiecare dintre acești termeni reprezintă o clasă de agenți care acționează într-un mod destul de specific. Cu toate acestea, există exemple de multifuncționalitate a mesagerului primar: ATP și glutamatul sunt neurotransmițători atunci când sunt secretați la sinapse. Hormonii gastrointestinali precum gastrina, colecitochinina și secretina îndeplinesc multiple funcții neuromodulatoare în sistemul nervos central influențând eliberarea altor neurotransmițători. Somatostatina, identificată inițial ca un secretagog al hormonului de creștere hipotalamic, funcționează și ca neurotransmițător și neuromodulator în sistemul nervos central. Mai mult, este un agent paracrin pentru celulele pancreatice și un hormon pentru ficat. Factorul de creștere a trombocitelor TGFb acționează, de asemenea, ca un chimioatractant și ca un inhibitor de creștere. Trombina este un factor de creștere, dar este și implicată în coagularea sângelui ca activator al funcției trombocitelor.

Mecanismele care convertesc semnalele externe în cele intracelulare sunt localizate în membrana plasmatică a celulei. Percepția semnalelor externe de către celule are loc în principal datorită interacțiunii factorilor externi cu receptorii celulari localizați pe membrana exterioară a celulelor. Receptorii recunosc și leagă un semnal extern (agent de semnalizare - ligand) și activează căile de transfer de informații intracelulare care conduc la lansarea și reglarea diferitelor procese intracelulare.

Agentul de semnalizare extern, numit mesager primar, de regulă, nu pătrunde în celulă, ci interacționează în mod specific cu receptorii de pe membrana celulară exterioară. Diferiți compuși chimici acționează ca mediatori primari (hormoni, neurotransmițători, transmițători de gaze etc.) sau factori fizici(cuantum de lumină). Cu toate acestea, există hormoni hidrofobi (steroizi și tiroide) care sunt capabili să pătrundă în celulă, depășind stratul dublu lipidic și să interacționeze acolo cu proteinele receptorului solubil. Moleculele mici NO și CO au același mecanism de acțiune.

Dacă o moleculă semnal extern acționează asupra receptorilor membranei celulare și îi activează, atunci aceasta din urmă transmite informațiile primite către sistemul de componente proteice ale membranei, numită cascadă de transducție a semnalului. Proteinele de membrană ale cascadei de transducție a semnalului sunt împărțite în:

proteine traductoare asociate receptorilor

enzime amplificatoare asociate cu proteinele traductoare (activează mesagerii intracelulari secundari care transportă informația în celulă).

Acesta este modul în care acționează receptorii cuplați cu proteina G. Alți receptori (canale ionice, receptori cu activitate protein kinază) servesc ei înșiși ca multiplicatori.

Ciclul celular și perioadele sale

Ciclul celular este perioada de existență a unei celule din momentul formării ei prin divizarea celulei mamă până la propria sa diviziune.

Astfel, ciclul celular este format din două perioade:

1) o perioadă de creștere celulară numită „interfază” și

2) perioada diviziunii celulare, numită „faza M”. La rândul său, se disting mai multe faze în fiecare perioadă.

De obicei, interfaza durează cel puțin 90% din timpul întregului ciclu celular. De exemplu, în celulele cu diviziune rapidă ale eucariotelor superioare, diviziunile succesive au loc o dată la 16-24 de ore, iar fiecare fază M durează 1-2 ore. Majoritatea componentele celulei sunt sintetizate pe parcursul întregii interfaze, ceea ce face dificilă izolarea stadiilor individuale în ea

În interfază, faza G1, faza S și faza G2 sunt izolate. Perioada de interfază, când are loc replicarea ADN-ului nucleului celular, a fost numită „faza S”. Perioada dintre faza M și începutul fazei S este desemnată ca fază G 1 și perioada dintre sfârșitul faza S și faza M ulterioară este desemnată ca fază G2.

Perioada diviziunii celulare (faza M) include două etape: mitoză (diviziunea nucleului celular) și citokineza (diviziunea citoplasmei). La rândul său, mitoza este împărțită în cinci etape.Descrierea diviziunii celulare se bazează pe datele microscopiei luminoase în combinație cu microfilmarea și pe rezultatele microscopiei luminoase și electronice a celulelor fixe și colorate.

Detalii

Mesagerii secundi sunt intermediari care efectuează transmiterea semnalului de la membrana celulară la nucleu. Acest lucru este necesar pentru a începe procesele care oferă efectul și reacția la semnal.

Să luăm în considerare mecanismele de realizare a semnalului în celulele efectoare ale organelor viscerale la activarea receptorilor autonomi. sistem nervos.

1. Caracteristici anatomice comparative ale legăturii efectoare a sistemului nervos și motor autonom.

2. Principalii mediatori ai sistemului nervos autonom.

3. Principalii receptori ai sistemului nervos autonom.

Receptorii din sistemul nervos autonom aparțin a două superfamilii de receptori membranari:

Familia de receptori cuplati la un canal ionic este receptorii cuplati cu canale (receptor Nn-colinergic).
Receptori transmembranari cuplați cu G sau receptori metabotropi, a căror activare duce la formarea unui al doilea mesager intracelular care declanșează reacții în cascadă care conduc la o modificare a metabolismului celulei efectoare și la activarea sau inhibarea canalelor ionice (receptori M-colinergici, adrenoreceptori alfa și beta).

Sistemul de interacțiune membrană-receptor este bicomponent:

Activarea receptorilor prin interacțiunea unei substanțe active fiziologic cu un receptor.
Formarea sau intrarea de mesageri intracelulari (secunzi mesageri) care reproduc în totalitate sau în mare măsură efectele substanțelor active fiziologic prin reacții în cascadă.

Mesageri intracelulari (secunzi mesageri) mediază activarea receptorilor adrenergici și colinergici asupra celulelor efectoare ale organelor viscerale:

acid adenozin monofosforic ciclic (AMPc, AMPc).
acid guanozin monofosforic ciclic (cGMP, cGMP)
inozitol trifosfat (IP3)
diacilglicerol (DAG)
ion de Ca

4. Reprezentarea schematică a receptorului colinergic Nn și mecanismul de funcționare a acestuia.

Calea de transducție a semnalului --> Activarea adenilatciclazei Gs

protein kinaza dependentă de cAMP (PKA)

AMPc se leagă de subunitatea de reglare a PKA, conformația acesteia se modifică, acest lucru determină disocierea și detașarea subunității catalitice de la aceasta ---> se activează protein kinaza A.

Sunt necesare mai mult de 2 molecule de cAMP pentru a desprinde subunitatea catalitică

PKA aparține clasei Ser/Thr kinazei, este specifică substratului, poate declanșa cascada fosforilării proteinelor (poate fi reglată).

5. Clase majore de proteine G la mamifere.

6. Efectele activării receptorilor beta1- și beta2-adrenergici în cardiomiocite.

7. Rol tipuri diferite AKAR în localizarea intracelulară a proteinei kinazei A și a altor molecule.

Mesageri secundi

Intermediari secundari(secunzi mesageri, mesageri secundari) sunt componente ale sistemului de transmisie a semnalului în celulă, molecule de semnal mici. Mesagerii secundi sunt componente ale cascadelor de transducție a semnalului care se formează rapid și apoi activează proteinele efectoare care mediază răspunsul celulei. Cei mai obișnuiți mesageri secundi includ cAMP și alte nucleotide ciclice, ionii de calciu, oxidul nitric.

Clasificare

Mesagerii secundari sunt clasificați după solubilitatea în apă și dimensiunea moleculară.

Moleculele hidrofobe - molecule insolubile în apă, de exemplu, diacilglicerol, inozitol trifosfat, fosfatidilinozitoli - sunt asociate cu membrana și se pot disocia în spațiul perimembranar, unde se leagă și reglează activitatea proteinelor asociate membranei;
Molecule hidrofile - molecule solubile în apă, de exemplu, cAMP, cGMP, Ca 2+ - sunt în citosol;
Gazele - oxid nitric (), monoxid de carbon () - pot trece din citosol prin membranele celulare.

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce sunt „Mesagerii secundi” în alte dicționare:

- (mesageri secundari, mesageri secundi englezi) sunt molecule de semnal mici, componente ale sistemului de transmisie a semnalului din celula. Intermediarii secundari sunt componente ale cascadelor de transmisie a semnalului, se formează rapid și apoi se activează ... ... Wikipedia

Fosfolipide Fosfolipidele sunt lipide complexe, esteri alcooli polihidroxici și acizi grași superiori. Ele conțin un reziduu de acid fosforic și un grup suplimentar de atomi de natură chimică diferită conectați la acesta ... Wikipedia

Sinapse în care transmiterea excitației se realizează prin acetilcolină. Cuprins 1 Biochimie 2 Tipuri de receptori colinergici ... Wikipedia

Fosfolipide Fosfolipidele sunt lipide complexe, esteri ai alcoolilor polihidroxici și acizi grași superiori. Acestea conțin un reziduu de acid fosforic și un grup suplimentar de atomi de natură chimică diferită legați de acesta. Cuprins 1 Clasificare ... ... Wikipedia

Fosfolipidele sunt lipide complexe, esteri ai alcoolilor polihidroxilici și acizi grași superiori. Acestea conțin un reziduu de acid fosforic și un grup suplimentar de atomi de natură chimică diferită legați de acesta. Cuprins 1 Clasificarea fosfolipidelor ... Wikipedia

Listare- (Listing) Listarea este un ansamblu de proceduri de admitere a valorilor mobiliare în circulație pe bursă. Definiția cotației, avantajele și dezavantajele cotării, tipurile de cotare, etapele procedurii de listare, lista cotației, radierea... ... Enciclopedia investitorului

Cărți

Atlas de fiziologie. În 2 volume. Volumul 1. Ghid de studiu, Andrey Glebovich Kamkin, Irina Sergeevna Kiseleva. Atlasul este o carte, în desenele și o parte de text din care sunt date idei nu numai despre funcțiile corpului, ci și mecanismele acestor funcții sunt prezentate pe organ, țesut, celule, ...
Atlas de fiziologie. În 2 volume. Volumul 2. Ghid de studiu, Andrey Glebovich Kamkin, Irina Sergeevna Kiseleva. Atlasul nu oferă doar idei despre funcțiile organismului, ci arată și mecanismele acestor funcții la nivel de organ, țesut, celular, membrana și moleculară, stabilite pe baza ...

Mesageri- substanțe cu greutate moleculară mică care transportă semnale hormonale în interiorul celulei. Ei posedă de mare viteză mișcare, divizare sau îndepărtare (Ca2+, cAMP, cGMP, DAG, ITP).

Încălcările schimbului de mesageri duc la consecințe grave. De exemplu, esterii de forbol, care sunt analogi ai DAG, dar spre deosebire de care nu sunt degradați în organism, contribuie la dezvoltarea tumorilor maligne.

tabără descoperit de Sutherland în anii 1950. Pentru această descoperire a primit Premiul Nobel. cAMP este implicat în mobilizarea rezervelor de energie (descompunerea carbohidraților în ficat sau a trigliceridelor în celulele adipoase), în reținerea apei de către rinichi, în normalizarea metabolismului calciului, în creșterea forței și frecvenței contracțiilor inimii, în formarea hormonilor steroizi, în relaxarea mușchilor netezi și așa mai departe.

cGMP activează PC G, PDE, Ca 2+ -ATPaza, închide canalele de Ca 2+ și reduce nivelul de Ca 2+ din citoplasmă.

Enzime

Enzimele sistemelor în cascadă catalizează:

formarea de mediatori secundari ai semnalului hormonal;
activarea și inhibarea altor enzime;
transformarea substraturilor în produse;

Adenilat ciclază (AC)

Glicoproteina cu o masă de 120 până la 150 kDa, are 8 izoforme, o enzimă cheie a sistemului adenilat ciclază, cu Mg 2+ catalizează formarea cAMP mesagerului secundar din ATP.

AC conține grupări 2-SH, una pentru interacțiunea cu proteina G, cealaltă pentru cataliză. AC conține mai mulți centri alosterici: pentru Mg 2+ , Mn 2+ , Ca 2+ , adenozină și forskolină.

Se găsește în toate celulele, situate în interiorul membranei celulare. Activitatea AC este controlată de: 1) regulatori extracelulari - hormoni, eicosanoizi, amine biogene prin proteine G; 2) un regulator intracelular al Ca 2+ (4 izoforme dependente de Ca 2+ ale AC sunt activate de Ca 2+).

Protein kinaza A (PC A)

PK A este prezentă în toate celulele, catalizează reacția de fosforilare a grupelor OH ale serinei și treoninei a proteinelor și enzimelor reglatoare, participă la sistemul adenil-ciclazei și este stimulată de cAMP. PC A este format din 4 subunități: 2 de reglementare R(greutate 38000 Da) și 2 catalitice CU(greutate 49000 Da). Subunitățile de reglare au fiecare câte 2 situsuri de legare a cAMP. Tetramerul nu are activitate catalitică. Atașarea a 4 AMPc la 2 subunități R conduce la o schimbare a conformației lor și la disocierea tetramerului. În același timp, sunt eliberate 2 subunități catalitice active C, care catalizează reacția de fosforilare a proteinelor și enzimelor reglatoare, ceea ce le modifică activitatea.

Protein kinaza C (PC C)

PC C participă la sistemul inozitol trifosfat și este stimulat de Ca2+, DAG și fosfatidilserina. Are un domeniu reglator și catalitic. PC C catalizează reacția de fosforilare a proteinelor enzimatice.

Protein kinaza G (PC G) există numai în plămâni, cerebel, mușchii netezi și trombocite, participă la sistemul guanilat ciclază. PC G conține 2 subunități, stimulate de cGMP, catalizează reacția de fosforilare a proteinelor enzimatice.

Fosfolipaza C (PL C)

Hidrolizează legătura fosfoesterică în fosfatidilinozitol cu formarea de DAG și IP 3, are 10 izoforme. FL C este reglat prin proteine G și activat de Ca2+.

Fosfodiesteraza (PDE)

PDE convertește cAMP și cGMP în AMP și GMP prin inactivarea sistemelor de adenil ciclază și guanilat ciclază. PDE este activată de Ca2+, 4Ca2+-calmodulină, cGMP.

NU sintaza este o enzimă complexă, care este un dimer, la fiecare dintre subunitățile cărora sunt atașați mai mulți cofactori. NO sintaza are izoforme.

Majoritatea celulelor corpului uman și animal sunt capabile să sintetizeze și să elibereze NO, dar trei populații de celule sunt cele mai studiate: endoteliul vaselor de sânge, neuronii și macrofagele. În funcție de tipul de țesut de sinteză, NO sintetaza are 3 izoforme principale: neuronală, macrofagică și endotelială (notate, respectiv, NO sintază I, II și III).

Izoformele neuronale și endoteliale ale NO sintazei sunt prezente în mod constant în celule în cantități mici și sintetizează NO în concentrații fiziologice. Ele sunt activate de complexul calmodulin-4Ca 2+.

NO sintaza II este în mod normal absentă în macrofage. Când macrofagele sunt expuse la lipopolizaharide de origine microbiană sau citokine, ele sintetizează o cantitate imensă de NO-sintaza II (de 100-1000 de ori mai mult decât NO-sintaza I și III), care produce NO în concentrații toxice. Glucocorticoizii (hidrocortizon, cortizol), cunoscuți pentru activitatea lor antiinflamatoare, inhibă expresia NO-sintazei în celule.

Acțiunea NR

NO este un gaz cu greutate moleculară mică, pătrunde cu ușurință prin membranele celulare și componentele substanței intercelulare, are o reactivitate ridicată, timpul său de înjumătățire este în medie de cel mult 5 s, distanța de difuzie posibilă este mică, în medie 30 μm .

La concentrații fiziologice, NO are un puternic efect vasodilatator.:

Endoteliul produce în mod constant cantități mici de NO.

Sub diferite influențe - mecanice (de exemplu, cu creșterea curentului sau pulsația sângelui), chimice (lipopolizaharide ale bacteriilor, citokine ale limfocitelor și trombocitelor etc.) - NO sinteza în celulele endoteliale crește semnificativ.

· NO din endoteliu difuzează către celulele musculare netede vecine ale peretelui vasului, activează în ele guanilat ciclaza, care sintetizează cGMP după 5s.

cGMP duce la o scădere a nivelului ionilor de calciu din citosolul celulelor și o slăbire a conexiunii dintre miozină și actină, ceea ce permite celulelor să se relaxeze după 10 secunde.

Medicamentul nitroglicerina funcționează pe acest principiu. Când nitroglicerina este descompusă, se formează NO, ceea ce duce la extinderea vaselor inimii și, ca urmare, ameliorează senzația de durere.

NO reglează lumenul vaselor cerebrale. Activarea neuronilor în orice zonă a creierului duce la excitarea neuronilor care conțin NO sintetază și/sau astrocite, în care poate fi, de asemenea, indusă sinteza NO, iar gazul eliberat din celule duce la vasodilatație locală în zona excitare.

NO este implicat în dezvoltarea șocului septic când un numar mare de microorganismele care circulă în sânge activează brusc sinteza NO în endoteliu, ceea ce duce la o extindere prelungită și puternică a vaselor mici de sânge și, ca urmare, la o scădere semnificativă a tensiunii arteriale, care este dificil de tratat terapeutic.

La concentrații fiziologice, NO îmbunătățește proprietățile reologice ale sângelui.:

NO format în endoteliu împiedică aderarea leucocitelor și trombocitelor la endoteliu și, de asemenea, reduce agregarea acestora din urmă.

NO poate acționa ca un factor anti-creștere care împiedică proliferarea celulelor musculare netede în peretele vascular, o verigă importantă în patogenia aterosclerozei.

În concentrații mari, NO are efect citostatic și citolitic asupra celulelor (bacteriene, canceroase etc.). în felul următor:

· interacțiunea NO cu anionul radical superoxid produce peroxinitrit (ONOO-), care este un puternic agent oxidant toxic;

NO se leagă puternic de grupul hemin al enzimelor care conțin fier și le inhibă (inhibarea enzimelor de fosforilare oxidativă mitocondrială blochează sinteza ATP, inhibarea enzimelor de replicare a ADN-ului contribuie la acumularea de deteriorare a ADN-ului).

· NO și peroxinitrit pot deteriora direct ADN-ul, acest lucru duce la activarea mecanismelor de protecție, în special la stimularea enzimei poli(ADP-riboză) sintetazei, care reduce și mai mult nivelul de ATP și poate duce la moartea celulelor (prin apoptoză) .

Informații similare.