Жасушааралық сигнализация мен интеграцияның молекулалық механизмдері

Сыртқы биомолекулалық сигналдарды торға беру тәсілдері және клеткалық жауап механизмдері.

Арнайы сигналға жауап ретінде клетка жиі биохимиялық жауаптың интегративті жолын іске асыратын молекулалық каскадты механизімді іске қосады.

Эукариоттың клеткасы ақпараттық сигналдарды тасымалдайтын молекулалардың көп санымен байланыстырылады, ал сигналдарды Жасушааралық сигнализация мен интеграцияның молекулалық механизмдері тарату процестері көп ортақ, бұл әрбір нақты жағдайда клеткалық жауапты болжауға мүмкіндік береді. Бұл ең танымал:

— экзогенді сигналдық молекулалар – гормондар (стероидты, пептидті).

Ферментативті реакциялардың жасушаішілік каскадтары жиі сигналдық молекулалардың түріне байланысты емес.

Жасушалық жауаптың ерекшелігі рецепторлардың түрімен анықталады, себебі жасушаларда орналасқан рецепторлардың жиынтығы бар.:

1) жасуша беті;

2) цитозол;

3) ядро.

Олар алу үшін қызмет:

1) ерекше сигнал;

2) жасушалық жауап тудыратын каскадты ферментативті реакцияларды іске қосу.

Сигнал берудің жалпы схемасы 5 негізгі кезеңді қамтиды. Кез келген кезеңде сигнал берудің бұзылуы болуы мүмкін, бұл аурулар мен патологиялық процестерге әкеледі.

1 кезең — лигандпен байланыстыру (лиганд – байланыстыру, мысалы: рецептор + дәрі, немесе + антиденело).

2 кезең – рецепторды белсендіру.

3 кезең – сигналды түрлендіру.

4 кезең – эффекторды белсендіру.

5 кезең – сигналдың әлсіреуі.

ІІ. Клеткалық сигнал беру.

Фосфорлау және дефосфорлау-жасушаішілік сигнал берудің негізгі механизмдері. Бұл процестерге қатысатын ферменттердің екі түрі – бұл киназалар мен фосфаттар сигналдық процестерде маңызды рөл атқарады.

(Фосфорлану және дефосфорлану) – бұл қайтымды түзілу және фосфатты эфирлік байланыстардың гидролизі. Биологиялық мембраналарды құруда, трансляциялауда, генетикалық материалды қалыптастыруда рөл атқарады.

Фосфорлаудың рөлі.

Фосфорлану-сигнал беру процесінде 2 негізгі функцияларды орындайды:

1) ақуыз конформациясының өзгеруі және ферменттерді активтендіру;

2) молекулаларда түйісу учаскелерінің ақуыздарын құру, яғни белсенді элементтермен өзара әрекеттесетін жаңа ақуыздарды тарту, бұл жасушаішілік таратқыштардың уақытша қалыптасуына әкеледі.

Дефосфорлаудың рөлі.

Кейде фосфатты жою сигналды өшіргеннен кейін немесе сигналды іске қосқаннан кейін болады.

Екіншілік мессенджерлер (тасымалдаушылар) – бұл шағын молекулалар, олар тез және көп мөлшерде жасушада синтезделген, рецепторды белсендіруге жауап ретінде және молекулалық сигналды күшейту үшін қызмет етеді. Әдетте қысқа уақыт бойы әрекет етеді және әр түрлі тетіктер арқылы белсендіреді.

Жасушааралық сигнал беру процесінде үлкен рөл атқаратын 5 екінші мессенджерлер бар:

1) циклдық аденозинмонофосфат (сАМР);

2) циклдік гуанозинмонофосфат (GMP бар);

3) диацилглицерол (DAG);

4) инозитолтрифосфат (IP3);

5) кальций (Са).

Сигналдық молекулаларды жасушаларға жеткізу тәсілдері.

1.Эндокриндік механизм – жасушааралық сигнал берудің ең зерттелген тәсілі (гормон эндокриндік бездерде синтезделеді және қан тогымен нысана жасушаларына ауыстырылады).

2.Паракринді механизм-жасушалар сол тіннің жақын көрші жасушаларын белсендіретін сигналдық молекулаларды секретеді. Сигналдық Жасушааралық сигнализация мен интеграцияның молекулалық механизмдері молекулалар қан ағымына түспейді. Бұл жарақаттарды жазу, тіндерді қалпына келтіру, эмбрионды дамыту процесінде сигнал берудің негізгі тәсілі.

3.Аутокринді механизм-бұл жергілікті хабарлар-шектеулі сигналдарға жауап беру механизмі. Тор өз сигналына жауап береді: ол сигнал молекуласын шығарады және осы лигандқа жауап беру үшін қажетті рецепторларды өз бетінде көтереді.

4.Юкстакринді-сигналдық жүйе жасушаларды бекіту процесіне қатысады (қан жасушалары бір-біріне немесе қабыну кезінде тамырлы жүйе жасушаларына). Сигнал бір жасушадан екіншісіне адгезиялық байланыстар арқылы берілуі мүмкін.

Клеткалық процестердің қатысуымен сигнал беру.

Ағзаның барлық жасушалары үнемі әртүрлі ақпаратпен алмасады. Қажетті сигналдық молекулаларды анықтау үшін жасушада рецепторлардың арнайы жиынтығы бар. Осылайша, тор тек рецептор бар сигналға жауап береді. Рецепторлардың жинағы даму және саралау процесінде өзгеруі мүмкін.

Кейбір жасушалар аман қалу үшін сигнал алуы керек. Сигналдық молекуланың рецептормен байланысы бұзылған кезде жасушалық өлім бағдарламасы іске қосылады.

Жасуша сигнализациясындағы азот оксиді (NO) рөлі.

Стенокардия кезінде нитроглицериннің әсері бұрыннан белгілі, бірақ оның әсер ету механизмі 1990 жылдары зерттелген. Нитроглицерин миокардқа қан ағымын жақсарта отырып, коронарлық тамырлардың эндотелиалды және тегіс бұлшықет жасушаларын босаңсытатын азот оксидіне тез айналады.

Азот оксиді көптеген жасушаларда өндіріледі, бірақ оның функциялары жасушалардың 3 санаттарында көрінеді:

эндотелиалдық (эпителийдің босаңсуы);

ОЖЖ-да (нейрондар арасында сигнал беру);

иммундық жүйе жасушаларында-иммундық жауапқа қатысады.

Липофильді лигандалар және ядролық рецепторлар.

Мембрана арқылы өтіп, жасушаның цитозольдік немесе ядролық рецепторларымен байланысуға қабілетті липофильді лигандалар бар. (Бұл стероидты гормондар, D3 витамині, қалқанша безінің гормондары). Бұл лигандалар жасушаның дамуы мен саралануын, жасушаның, органның метаболизмін реттейді.

Стероидты гормондардың рецепторлары цитоплазмада ірі белокты кешендер-шаперондар, құрамында жылу шок ақуыздары (hsp 90), иммунофилин (hsp56) бар.

Жасушалардың жасушалық ансамбльдерге біріктірілуі кездейсоқ емес. Жасушалар жоғары реттелген құрылымдарды құрайды. Әрбір мата ерекше адгезия нәтижесінде қалыптасады (ағылш. «adhesion» — клеткалық ансамбльдер, олардың ішкі цитоскелетпен байланыстары және жасушадан тыс матрикспен өзара әрекеттесулері.

Жасушадан тыс матрикс жасушалар мен тіндердің қаңқасын қолдайтын әртүрлі макромолекулалардың күрделі кешені болып табылады. Жасушалар мен тіндердің мұндай жоғары ретсіз жүйесі орган құрайды. Тіннің пайда болуы кезінде жекелеген жасушалар біріктіріліп қана қоймай, тіндерге жасушалардың өзара әрекеттесуі мен келісілген қызмет етуі үшін қажетті белгілі бір жағдайды алады. Матаның Жасушааралық сигнализация мен интеграцияның молекулалық механизмдері ерекше функциялары матаның қоршаған ортамен күрделі өзара әрекеттесуімен қамтамасыз етіледі. Матаны қалыптастыратын жасушалардың адгезиясы көрші жасушалар арасында ақпарат беруді бақылайтын көптеген сигналдық процестермен ұштасады. Жасушалық адгезия-бұл динамикалық процесс және көптеген адгезиялық молекулалар жасушааралық сигнал беру процестеріне қатысады.

Жасушааралық қосылыстар және ақпарат беру

Бір жасушалы дененің көп жасушалы ағзаға эволюциялық өту процесінде жасушалардың қосылуын және жасушааралық ақпарат алмасуды қамтамасыз ететін механизм қалыптасты. Қалыпты эмбриогенез кезінде морфогенетикалық өзгерістер міндетті түрде адгезивті өзара әрекеттесумен анықталады. Бұл өзара әрекеттесулерге көршілес жасушалар арасындағы байланыстар ғана емес, жасушадан тыс матрикспен жасушалардың байланысы жатады. Пролиферация, саралау және жасушалардың қозғалуы сияқты маңызды процестер үшін сыртқы рецепторлардың және ішкі цитоскелеттің келісілген активтілігі қажет. Лигандтың рецептормен қосылуы және цитоскелетпен басқарылатын морфогенез-бұл жасушаның мінез-құлқын анықтайтын өзара тәуелді процестер. Жасушалық адгезияның жергілікті өзгерістері цитоскелеттің өзгеруіне әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, жасушалық дифференциалдау процесінде адгезия молекулаларын кодтайтын гендер немесе гендер экспрессиясы өзгеруі мүмкін.

Иллюстрациялы материалдар: Презентация

Әдебиет:

Негізгі:

1.Иванова-Ресейдегі өзен .И.: Генетика: медициналық ЖОО-ға арналған оқулық.- Академкнига, 2006.- 640 Б.

2.Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С. Л. Молекулалық биология: учеб. пособие для мед.жоғары оқу орындары.- М.: Бал.информ. Алматы, 2003.- 536 б.

3.Фаллер, Джеральд М.: жасушаның молекулалық биологиясы: дәрігерлер үшін Нұсқаулық. Пер. Ағылш.- М.: Бином-Пресс, 2006.- 256 б.

Қосымша:

1. Пехов А. П. Биология: мед.биология, генетика және паразитология: оқулық/ А. П. Пехов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 656 Б.

2. Стамбеков С. Ж., Короткевич О. С., Петухов В. Л. Генетика: Оқулық жоғары оқу орындары үшін/ — Новосибирск : Б. и., 2006.- 616 Б.

3. Бочков Н.П.: Клиникалық генетика: Учебник для студ. Бал. жоғары оқу орындары.- 2-ші басылым., перераб. И доп. — М.: ГЭОТАР – МЕД,2002.- 448 б.

Бақылау сұрақтары:

1.Сигналдық процестерде ферменттердің қандай түрлері маңызды рөл атқарады.

2.Клеткааралық сигнал беру процессінде рөл атқаратын негізгі екінші месенджерлерді атаңыз.

3.Қандай сигналдық жүйе жасушаларды бекітуге қатысады.

Басқа да ұқсас мәліметтер

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *