Schéma prenosu signálu do bunky. Primárni a sekundárni poslovia. Sekundárni sprostredkovatelia (poslovia) Pojem primárnych a sekundárnych poslov

Rýchlo sa tvoria a ďalej aktivujú efektorové proteíny, ktoré sprostredkúvajú odpoveď bunky. Medzi najbežnejších druhých poslov patria cAMP a iné cyklické nukleotidy, ióny vápnika, oxid dusnatý.

Koncentráciu druhých poslov v cytosóle je možné zvýšiť rôznymi spôsobmi: aktiváciou enzýmov, ktoré ich syntetizujú, ako napríklad v prípade aktivácie cykláz, ktoré tvoria cyklické formy nukleotidov (cAMP, cGMP), alebo otvorením iónové kanály, ktoré umožňujú tok kovových iónov, napríklad iónov vápnika vstupujú do bunky. Tieto malé molekuly môžu ďalej viazať a aktivovať efektorové molekuly, proteínkinázy, iónové kanály a množstvo iných proteínov.

Klasifikácia

Sekundárni poslovia sú klasifikovaní podľa rozpustnosti vo vode a veľkosti molekúl.

Poznámky

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo sú „sekundárne sprostredkovatelia“ v iných slovníkoch:

Sekundárne poslovia (druhí poslovia, sekundárni poslovia) sú zložky systému prenosu signálu v bunke, malé molekuly signálu. Sekundárne sprostredkovatelia sú komponenty kaskád prenosu signálu, ktoré sa rýchlo tvoria a ďalej ... ... Wikipedia

Tento výraz má iné významy, pozri Signál (disambiguácia). Tento výraz má iné významy, pozri Transdukcia. Tento výraz má iné významy, pozri Cell Signaling. Prenos signálu (signál ... ... Wikipedia

Prenos signálu (transdukcia signálu, transdukcia signálu, transdukcia, signalizácia, signalizácia, (angl. signal transduction) v molekulárna biológia termín "Signalizácia" sa vzťahuje na akýkoľvek proces, ktorým bunka konvertuje ... Wikipedia

- (transdukcia signálu, transdukcia signálu, transdukcia, signalizácia, signalizácia, (anglicky signal transduction) v molekulárnej biológii pojem "Prenos signálu" označuje akýkoľvek proces, ktorým bunka premieňa jeden typ signálu ... Wikipedia

prenos signálu

- (IP3) je vo vode rozpustný druhý posol. IP3 vzniká v dôsledku rozkladu membránových fosfolipidov pôsobením enzýmu fosfolipázy C. Inozitoltrifosfát sa spolu s diacylglycerolom podieľa na prenose signálu v bunke. IP3 ... ... Wikipedia

I Excitácia je aktívny fyziologický proces, ktorým niektoré typy buniek reagujú na vonkajšie vplyvy. Schopnosť buniek vytvárať V. sa nazýva excitabilita. Vzrušivé bunky zahŕňajú nervové, svalové a žľazové bunky. Všetky…… Lekárska encyklopédia

bunka premieňa jeden typ signálu alebo stimulu na iný.

1. interakcia vonkajšieho agens (stimulu) s bunkovým receptorom,

2. aktivácia efektorovej molekuly umiestnenej v membráne a zodpovednej za generovanie druhých poslov,

3. vytvorenie druhých poslov,

4. aktivácia cieľových proteínov poslovami, čo spôsobí generovanie nasledujúcich poslov,

5.zmiznutie instant messengerov.

Druhí poslovia sú intracelulárne látky, ktorých koncentrácia je prísne kontrolovaná hormónmi neurotransmiterov a inými extracelulárnymi signálmi – primárnymi posli (první poslovia).

Ako receptorový agonista môže bunka využívať špeciálne syntetizované peptidové zlúčeniny alebo využívať ich intracelulárne metabolity, ktoré v extracelulárnom prostredí chýbajú. Koenzým ATP a glutamát pôsobiace extracelulárne sú silné neurotransmitery. Prirodzené extracelulárne ligandy, ktoré interagujú s receptormi a aktivujú ich, sa nazývajú primárni poslovia. Možno ich ďalej deliť na hormóny, neurotransmitery, cytokíny, lymfokíny, rastové faktory, lipofilné molekuly s receptormi, chemoatraktanty atď. Každý z týchto výrazov predstavuje triedu agentov, ktorí konajú pomerne špecifickým spôsobom. Existujú však príklady multifunkčnosti primárnych poslov: ATP a glutamát sú neurotransmitery, keď sa vylučujú v synapsiách. Gastrointestinálne hormóny ako gastrín, cholecytokinín a sekretín vykonávajú viaceré neuromodulačné funkcie v centrálnom nervovom systéme tým, že ovplyvňujú uvoľňovanie iných neurotransmiterov. Somatostatín, pôvodne identifikovaný ako hypotalamický sekretagog rastového hormónu, funguje aj ako neurotransmiter a neuromodulátor v centrálnom nervovom systéme. Okrem toho je parakrinným činidlom pre bunky pankreasu a hormónom pre pečeň. Rastový faktor krvných doštičiek TGFb tiež pôsobí ako chemoatraktant a ako inhibítor rastu. Trombín je rastový faktor, ale podieľa sa aj na zrážaní krvi ako aktivátor funkcie krvných doštičiek.

Mechanizmy, ktoré premieňajú vonkajšie signály na vnútrobunkové, sa nachádzajú v plazmatickej membráne bunky. K vnímaniu vonkajších signálov bunkami dochádza hlavne v dôsledku interakcie vonkajších faktorov s bunkovými receptormi umiestnenými na vonkajšej membráne buniek. Receptory rozpoznávajú a viažu vonkajší signál (signalizačné činidlo - ligand) a aktivujú intracelulárne dráhy prenosu informácie vedúce k spusteniu a regulácii rôznych vnútrobunkových procesov.

Vonkajšie signalizačné činidlo, nazývané primárny posol, spravidla nepreniká do bunky, ale špecificky interaguje s receptormi na vonkajšej bunkovej membráne. Rôzne chemické zlúčeniny pôsobia ako primárne mediátory (hormóny, neurotransmitery, prenášače plynov a pod.) resp fyzikálne faktory(kvantum svetla). Existujú však hydrofóbne hormóny (steroidné a štítna žľaza), ktoré sú schopné preniknúť do bunky, prekonať lipidovú dvojvrstvu a interagovať tam s rozpustnými receptorovými proteínmi. Malé molekuly NO a CO majú rovnaký mechanizmus účinku.

Ak vonkajšia signálna molekula pôsobí na receptory bunkovej membrány a aktivuje ich, potom tieto prenášajú prijaté informácie do systému proteínových zložiek membrány, nazývaného signálna transdukčná kaskáda. Membránové proteíny signálnej transdukčnej kaskády sa delia na:

s receptorom asociované transduktorové proteíny

zosilňovacie enzýmy spojené s transduktorovými proteínmi (aktivujú sekundárnych intracelulárnych poslov, ktoré prenášajú informácie do bunky).

Takto fungujú receptory spojené s G-proteínom. Ostatné receptory (iónové kanály, receptory s proteínkinázovou aktivitou) samotné slúžia ako multiplikátory.

Bunkový cyklus a jeho periódy

Bunkový cyklus je obdobie existencie bunky od okamihu jej vzniku delením materskej bunky až po jej vlastné delenie.

Bunkový cyklus teda pozostáva z dvoch období:

1) obdobie rastu buniek nazývané "interfáza" a

2) obdobie bunkového delenia, nazývané „fáza M.“ V každom období sa zasa rozlišuje niekoľko fáz

Interfáza zvyčajne trvá najmenej 90 % času celého bunkového cyklu. Napríklad v rýchlo sa deliacich bunkách vyšších eukaryotov dochádza k postupnému deleniu raz za 16-24 hodín a každá M fáza trvá 1-2 hodiny. Väčšina z zložky bunky sa syntetizujú v celej medzifáze, čo sťažuje izoláciu jednotlivých štádií v nej

V medzifáze sa izoluje fáza G1, fáza S a fáza G2. Obdobie interfázy, kedy dochádza k replikácii DNA bunkového jadra, sa nazývalo „fáza S.“ Obdobie medzi M fázou a začiatkom S fázy sa označuje ako G 1 fáza a obdobie medzi koncom fáza S a následná fáza M je označená ako fáza G2.

Obdobie bunkového delenia (fáza M) zahŕňa dve štádiá: mitózu (delenie bunkového jadra) a cytokinézu (delenie cytoplazmy). Mitóza je rozdelená do piatich štádií.Popis bunkového delenia je založený na údajoch svetelnej mikroskopie v kombinácii s mikrofilmovaním a na výsledkoch svetelnej a elektrónovej mikroskopie fixovaných a zafarbených buniek.

Podrobnosti

Druhí poslovia sú sprostredkovatelia, ktorí vykonávajú prenos signálu z bunkovej membrány do jadra. To je nevyhnutné na spustenie procesov, ktoré poskytujú účinok a reakciu na signál.

Uvažujme o mechanizmoch realizácie signálu v efektorových bunkách viscerálnych orgánov pri aktivácii autonómnych receptorov. nervový systém.

1. Porovnávacie anatomické charakteristiky efektorového spojenia autonómneho nervového a motorického systému.

2. Hlavné mediátory autonómneho nervového systému.

3. Hlavné receptory autonómneho nervového systému.

Receptory v autonómnom nervovom systéme patria do dvoch superrodín membránových receptorov:

Rodinou receptorov spojených s iónovým kanálom sú receptory spojené s kanálmi (Nn-cholinergný receptor).
G-spojené transmembránové receptory alebo metabotropné receptory, ktorých aktivácia vedie k vytvoreniu intracelulárneho druhého posla, ktorý spúšťa kaskádové reakcie vedúce k zmene metabolizmu efektorovej bunky a aktivácii alebo inhibícii iónových kanálov (M-cholinergné receptory, alfa- a beta adrenoreceptory).

Systém interakcie membrána-receptor je dvojzložkový:

Aktivácia receptorov interakciou fyziologicky aktívnej látky s receptorom.
Tvorba alebo vstup intracelulárnych poslov (druhých poslov), ktoré úplne alebo z veľkej časti reprodukujú účinky fyziologicky aktívnych látok prostredníctvom kaskádových reakcií.

Intracelulárni poslovia (druhí poslovia) sprostredkovanie aktivácie adrenergných a cholinergných receptorov na efektorových bunkách viscerálnych orgánov:

cyklická adenozínmonofosforečná kyselina (cAMP, cAMP).
cyklická kyselina guanozínmonofosforečná (cGMP, cGMP)
inozitoltrifosfát (IP3)
diacylglycerol (DAG)
Ca ión

4. Schematické znázornenie Nn cholinergného receptora a mechanizmus jeho fungovania.

Cesta signálnej transdukcie --> Aktivácia adenylátcyklázy Gs

cAMP-dependentná proteínkináza (PKA)

cAMP sa viaže na regulačnú podjednotku PKA, mení sa jej konformácia, to spôsobuje disociáciu a odtrhnutie katalytickej podjednotky od nej ---> aktivuje sa proteínkináza A.

Na oddelenie katalytickej podjednotky sú potrebné viac ako 2 molekuly cAMP

PKA patrí do triedy Ser/Thr kináz, je substrátovo špecifická, môže spustiť kaskádu fosforylácie proteínov (dá sa regulovať).

5. Hlavné triedy G proteínov u cicavcov.

6. Účinky aktivácie beta1- a beta2-adrenergných receptorov v kardiomyocytoch.

7. Úloha odlišné typy AKAR v intracelulárnej lokalizácii proteínkinázy A a iných molekúl.

Druhí poslovia

Sekundárni sprostredkovatelia(druhí poslovia, sekundárni poslovia) sú zložky systému prenosu signálu v bunke, malé signálne molekuly. Druhí poslovia sú zložky signálnych transdukčných kaskád, ktoré sa rýchlo tvoria a potom aktivujú efektorové proteíny, ktoré sprostredkovávajú odpoveď bunky. Medzi najbežnejších druhých poslov patria cAMP a iné cyklické nukleotidy, ióny vápnika, oxid dusnatý.

Klasifikácia

Sekundárni poslovia sú klasifikovaní podľa rozpustnosti vo vode a veľkosti molekúl.

Hydrofóbne molekuly – vo vode nerozpustné molekuly, napríklad diacylglycerol, inozitoltrifosfát, fosfatidylinozitoly – sú spojené s membránou a môžu disociovať do perimembránového priestoru, kde sa viažu a regulujú aktivitu proteínov spojených s membránou;
Hydrofilné molekuly – vo vode rozpustné molekuly, napríklad cAMP, cGMP, Ca2+ – sú v cytosóle;
Plyny - oxid dusnatý (), oxid uhoľnatý () - môžu prechádzať z cytosolu cez bunkové membrány.

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo sú „Druhí poslovia“ v iných slovníkoch:

- (sekundárni poslovia, anglicky second messengers) sú malé signálne molekuly, súčasti systému prenosu signálu v bunke. Sekundárne sprostredkovatelia sú súčasťou kaskád prenosu signálu, rýchlo sa tvoria a následne aktivujú ... ... Wikipedia

Fosfolipidy Fosfolipidy sú komplexné lipidy, estery viacsýtne alkoholy a vyššie mastné kyseliny. Obsahujú zvyšok kyseliny fosforečnej a s ním spojenú ďalšiu skupinu atómov rôznej chemickej povahy ... Wikipedia

Synapsie, v ktorých sa prenos vzruchu uskutočňuje prostredníctvom acetylcholínu. Obsah 1 Biochémia 2 Typy cholinergných receptorov ... Wikipedia

Fosfolipid Fosfolipidy sú komplexné lipidy, estery viacmocných alkoholov a vyšších mastných kyselín. Obsahujú zvyšok kyseliny fosforečnej a k nemu pripojenú ďalšiu skupinu atómov rôznej chemickej povahy. Obsah 1 Klasifikácia ... ... Wikipedia

Fosfolipidy sú komplexné lipidy, estery viacmocných alkoholov a vyšších mastných kyselín. Obsahujú zvyšok kyseliny fosforečnej a k nemu pripojenú ďalšiu skupinu atómov rôznej chemickej povahy. Obsah 1 Klasifikácia fosfolipidov ... Wikipedia

Výpis- (Kótovanie) Kótovanie je súbor postupov na prijímanie cenných papierov do obehu na burze Definícia kótovania, výhody a nevýhody kótovania, druhy kótovania, fázy kótovacieho konania, kótovanie kótovanie, vyradenie ... ... Encyklopédia investora

knihy

Atlas fyziológie. V 2 zväzkoch. Zväzok 1. Študijná príručka, Andrey Glebovič Kamkin, Irina Sergeevna Kiseleva. Atlas je kniha, v ktorej kresby a textovej časti sú predstavy nielen o funkciách tela, ale aj mechanizmy týchto funkcií sú znázornené na orgáne, tkanive, bunke, ...
Atlas fyziológie. V 2 zväzkoch. Zväzok 2. Študijná príručka, Andrey Glebovič Kamkin, Irina Sergeevna Kiseleva. Atlas poskytuje nielen predstavy o funkciách tela, ale ukazuje aj mechanizmy týchto funkcií na orgánovej, tkanivovej, bunkovej, membránovej a molekulárnej úrovni, stanovené na základe ...

Poslovia- látky s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré prenášajú hormonálne signály vo vnútri bunky. Oni vlastnia vysoká rýchlosť pohyb, štiepenie alebo odstraňovanie (Ca2+, cAMP, cGMP, DAG, ITP).

Porušenie výmeny poslov vedie k vážnym následkom. Napríklad forbolestery, ktoré sú analógmi DAG, ale na rozdiel od nich sa v tele nerozkladajú, prispievajú k rozvoju malígnych nádorov.

cAMP objavil Sutherland v 50. rokoch 20. storočia. Za tento objav dostal nobelová cena. cAMP sa podieľa na mobilizácii energetických zásob (rozklad sacharidov v pečeni alebo triglyceridov v tukových bunkách), na zadržiavaní vody v obličkách, na normalizácii metabolizmu vápnika, na zvyšovaní sily a frekvencie srdcových kontrakcií, na tvorba steroidných hormónov, pri relaxácii hladkého svalstva a pod.

cGMP aktivuje PC G, PDE, Ca 2+ -ATPázu, uzatvára Ca 2+ kanály a znižuje hladinu Ca 2+ v cytoplazme.

Enzýmy

Enzýmy kaskádových systémov katalyzujú:

tvorba sekundárnych mediátorov hormonálneho signálu;
aktivácia a inhibícia iných enzýmov;
transformácia substrátov na produkty;

adenylátcykláza (AC)

Glykoproteín s hmotnosťou 120 až 150 kDa, má 8 izoforiem, kľúčový enzým systému adenylátcyklázy, pričom Mg 2+ katalyzuje tvorbu sekundárneho messengera cAMP z ATP.

AC obsahuje 2-SH skupiny, jednu na interakciu s G-proteínom a druhú na katalýzu. AC obsahuje niekoľko alosterických centier: pre Mg 2+, Mn 2+, Ca 2+, adenozín a forskolín.

Nachádza sa vo všetkých bunkách, nachádza sa na vnútornej strane bunkovej membrány. Aktivitu AC riadia: 1) extracelulárne regulátory – hormóny, eikosanoidy, biogénne amíny prostredníctvom G-proteínov; 2) intracelulárny regulátor Ca2+ (4 Ca2+-dependentné izoformy AC sú aktivované Ca2+).

Proteínkináza A (PC A)

PK A je prítomná vo všetkých bunkách, katalyzuje reakciu fosforylácie OH skupín serínu a treonínu regulačných proteínov a enzýmov, podieľa sa na systéme adenylátcyklázy a je stimulovaná cAMP. PC A pozostáva zo 4 podjednotiek: 2 regulačných R(hmotnosť 38000 Da) a 2 katalytické S(hmotnosť 49000 Da). Každá regulačná podjednotka má 2 väzbové miesta cAMP. Tetramér nemá žiadnu katalytickú aktivitu. Pripojenie 4 cAMP k 2 R podjednotkám vedie k zmene ich konformácie a disociácii tetraméru. Súčasne sa uvoľňujú 2 aktívne katalytické podjednotky C, ktoré katalyzujú fosforylačnú reakciu regulačných proteínov a enzýmov, čím sa mení ich aktivita.

Proteínkináza C (PC C)

PC C sa zúčastňuje inozitoltrifosfátového systému a je stimulovaný Ca2+, DAG a fosfatidylserínom. Má regulačnú a katalytickú doménu. PC C katalyzuje fosforylačné reakcie enzýmových proteínov.

Proteínkináza G (PC G) existuje len v pľúcach, mozočku, hladkých svaloch a krvných doštičkách, podieľa sa na systéme guanylátcyklázy. PC G obsahuje 2 podjednotky, stimulované cGMP, katalyzuje fosforylačné reakcie enzýmových proteínov.

Fosfolipáza C (PL C)

Hydrolyzuje fosfoesterovú väzbu vo fosfatidylinozitoloch za vzniku DAG a IP 3, má 10 izoforiem. FL C je regulovaný prostredníctvom G-proteínov a aktivovaný Ca2+.

Fosfodiesteráza (PDE)

PDE konvertuje cAMP a cGMP na AMP a GMP inaktiváciou systémov adenylátcyklázy a guanylátcyklázy. PDE je aktivovaný Ca2+, 4Ca2+ -kalmodulínom, cGMP.

ŽIADNA syntáza je komplexný enzým, ktorý je dimérom, ku každej z podjednotiek, ku ktorým je pripojených niekoľko kofaktorov. NO syntáza nemá izoformy.

Väčšina buniek ľudského a zvieracieho tela je schopná syntetizovať a uvoľňovať NO, ale najviac študované sú tri bunkové populácie: endotel krvných ciev, neuróny a makrofágy. Podľa typu syntetizujúceho tkaniva má NO syntáza 3 hlavné izoformy: neurónovú, makrofágovú a endotelovú (označenú ako NO syntáza I, II a III).

Neurónové a endoteliálne izoformy NO syntázy sú v bunkách neustále prítomné v malých množstvách a syntetizujú NO vo fyziologických koncentráciách. Sú aktivované komplexom kalmodulín-4Ca 2+.

NO syntáza II normálne v makrofágoch chýba. Keď sú makrofágy vystavené lipopolysacharidom mikrobiálneho pôvodu alebo cytokínom, syntetizujú obrovské množstvo NO-syntázy II (100-1000-krát viac ako NO-syntáza I a III), ktorá produkuje NO v toxických koncentráciách. Glukokortikoidy (hydrokortizón, kortizol), známe svojou protizápalovou aktivitou, inhibujú expresiu NO-syntázy v bunkách.

Akcia Č

NO je plyn s nízkou molekulovou hmotnosťou, ľahko preniká cez bunkové membrány a zložky medzibunkovej látky, má vysokú reaktivitu, jeho polčas rozpadu v priemere nie je dlhší ako 5 s, vzdialenosť možnej difúzie je malá, v priemere 30 μm .

Vo fyziologických koncentráciách má NO silný vazodilatačný účinok.:

Endotel neustále produkuje malé množstvá NO.

Pod rôznymi vplyvmi – mechanickými (napríklad pri zvýšenej pulzácii prúdu alebo krvi), chemickými (lipopolysacharidy baktérií, cytokíny lymfocytov a krvných doštičiek a pod.) – syntéza NO v endotelových bunkách výrazne stúpa.

· NO z endotelu difunduje do susedných buniek hladkého svalstva cievnej steny, aktivuje v nich guanylátcyklázu, ktorá po 5s syntetizuje cGMP.

cGMP vedie k zníženiu hladiny vápenatých iónov v cytosóle buniek a oslabeniu spojenia medzi myozínom a aktínom, čo umožňuje bunkám relaxáciu po 10 sekundách.

Na tomto princípe funguje liek nitroglycerín. Pri odbúravaní nitroglycerínu vzniká NO, čo vedie k rozšíreniu ciev srdca a v dôsledku toho zmierňuje pocit bolesti.

NO reguluje lúmen mozgových ciev. Aktivácia neurónov v ktorejkoľvek oblasti mozgu vedie k excitácii neurónov obsahujúcich NO syntázu a/alebo astrocyty, v ktorých môže byť tiež indukovaná syntéza NO a plyn uvoľnený z buniek vedie k lokálnej vazodilatácii v oblasti excitácia.

NO sa podieľa na vzniku septického šoku, keď veľké množstvo mikroorganizmy cirkulujúce v krvi prudko aktivujú syntézu NO v endoteli, čo vedie k predĺženému a silnému rozšíreniu malých ciev a v dôsledku toho k výraznému poklesu krvného tlaku, ktorý je ťažko terapeuticky liečiteľný.

Pri fyziologických koncentráciách NO zlepšuje reologické vlastnosti krvi.:

NO tvorený v endoteli bráni adhézii leukocytov a krvných doštičiek k endotelu a tiež znižuje ich agregáciu.

NO môže pôsobiť ako antirastový faktor, ktorý zabraňuje proliferácii buniek hladkého svalstva v cievnej stene, čo je dôležitý článok v patogenéze aterosklerózy.

NO má vo vysokých koncentráciách cytostatický a cytolytický účinok na bunky (bakteriálne, rakovinové a pod.). nasledujúcim spôsobom:

· interakciou NO s radikálovým superoxidovým aniónom vzniká peroxydusitan (ONOO-), čo je silné toxické oxidačné činidlo;

NO sa silne viaže na hemínovú skupinu enzýmov obsahujúcich železo a inhibuje ich (inhibícia enzýmov mitochondriálnej oxidatívnej fosforylácie blokuje syntézu ATP, inhibícia enzýmov replikácie DNA prispieva k akumulácii poškodenia v DNA).

· NO a peroxydusitan môžu priamo poškodzovať DNA, čo vedie k aktivácii ochranných mechanizmov, najmä stimulácii enzýmu poly(ADP-ribóza)syntetázy, čo ďalej znižuje hladinu ATP a môže viesť k bunkovej smrti (prostredníctvom apoptózy) .

Podobné informácie.