ВВЕДЕНИЕ
1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕЦЕПТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ
1.1 Общие положения об вторичных мессенджерах
1.2 Общие свойства молекул вторичных посредников
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Приспособление деятельности органов и организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды может осуществляться только в том случае, если эти изменения будут восприниматься и оцениваться.
Вторичные мессенджеры, или посредники, это внутриклеточные вещества, концентрация которых строго контролируется гормонами, нейромедиаторами и другими внеклеточными сигналами. Такие вещества образуются из доступных субстратов и имеют короткий биохимический полупериод. Наиболее важными вторичными мессенджерами являются цАМФ (сAMP), цГТФ (cGTP).
Биологическая роль вторичных посредников рассматриваемых рецепторов заключается в усилении молекулярного сигнала внеклеточного лиганда.
Вторичные посредники, как правило, являются малыми небелковыми молекулами. Важнейшие примеры молекул вторичных посредников (но не ограничивающиеся ими) включают в себя циклический АМФ, циклический ГМФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерин, кальций, оксид азота (II).
Клетка выделяет (или, наоборот, уменьшает выделение) тех или иных вторичных посредников в ответ на воздействие внеклеточных сигнальных молекул – так называемых «первичных сигнальных молекул» или «первичных мессенджеров». Первичными сигналами могут являться, например, гормоны (пептидные, моноаминовые и другие), нейромедиаторы, цитокины и др. [2].
1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕЦЕПТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ
Если сигнал воспринимается мембранными рецепторами, то схему передачи информации можно представить так:
- взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой (первичным посредником);
- активация мембранного фермента, ответственного за образование вторичного посредника;
- образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ, ИФ3, ДАТ или Са2+;
- активация посредниками специфических белков, в основном протеинкиназ, которые, в свою очередь, фосфорилируя ферменты, оказывают влияние на активность внутриклеточных процессов.
Сигнальными молекулами могут быть неполярные и полярные вещества. Неполярные вещества, например стероидные гормоны, проникают в клетку, проходя через липидный бислой. Полярные сигнальные молекулы в клетку не проникают, но связываются специфическими рецепторами клеточных мембран [4].
1.1 Общие положения об вторичных мессенджерах
Вторичные мессенджеры представляют собой внутриклеточные сигнальные молекулы, которые высвобождаются в ответ на стимуляцию рецептора и вызывают активацию первичных эффекторных белков.
Это запускает каскад физиологических изменений, которые, в зависимости от типа клетки, могут быть важны для обеспечения важных физиологических процессов, таких как рост, развитие и дифференциация клеток, активация деления клеток, транскрипция или наоборот, ингибирования транскрипции генов, синтеза белка, секреции гормонов, нейротрансмиттеров или цитокинов, изменения биоэлектрической активности клетки, миграции клеток, обеспечения их выживания или, наоборот, индукции апоптоза.
1.2 Общие свойства молекул вторичных посредников
Внутриклеточные вторичные мессенджеры обладают некоторыми общими для всех свойствами:
Они могут быть синтезированы и выделены очень быстро и так же быстро удалены или обезврежены определенными каталитическими ферментами или ионными каналами.
Некоторые из них, например ионы кальция, могут храниться в специальных органеллах (гранулах или вакуолях) и при необходимости быстро высвобождаться – и так же быстро связываться, и потом транспортироваться.
Их производство и выделение, а также их удаление, разрушение или нейтрализация подлежат строгому контролю внутриклеточных систем обратной связи, которые предотвращают чрезмерное усиление или чрезмерную продолжительность сигнала, поступающего извне, и в нормальных условиях предотвращают самоповреждение клетки во время обработки сигнала [2].
Их производство и выделение, а также их удаление, разрушение или нейтрализация могут быть ограничены во времени и пространстве, посредством чего клетка может локализоваться в пространстве (в той или иной части клетки) и ограничивать процессы передачи сигналов во времени.
Схема работы механизма системы вторичных посредников
В каждой клетке имеется несколько систем вторичных мессенджеров, в частности система циклического АМФ, система фосфатидилинозитола (диацилглицерин и инозитолтрифосфат), система арахидоновой кислоты, система оксида азота, система кальция, система циклического ГМФ и другие. Но все они очень похожи по общему устройству механизма, и несмотря на то, что эндогенные вещества, участвующие в реализации своих эффектов, общие эффекты их активации могут быть самыми разными.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вторичные мессенджеры представляют собой внутриклеточные сигнальные молекулы, которые высвобождаются в ответ на стимуляцию рецептора и вызывают активацию первичных эффекторных белков.
Это запускает каскад физиологических изменений, которые, в зависимости от типа клетки, могут быть важны для обеспечения важных физиологических процессов, таких как рост, развитие и дифференциация клеток, активация деления клеток, транскрипция или наоборот, ингибирования транскрипции генов, синтеза белка, секреции гормонов, нейротрансмиттеров или цитокинов, изменения биоэлектрической активности клетки, миграции клеток, обеспечения их выживания или, наоборот, индукции апоптоза.
Внутриклеточные вторичные мессенджеры обладают некоторыми общими для всех свойствами:
Они могут быть синтезированы и выделены очень быстро и так же быстро удалены или обезврежены определенными каталитическими ферментами или ионными каналами.
Некоторые из них, например ионы кальция, могут храниться в специальных органеллах (гранулах или вакуолях) и при необходимости быстро высвобождаться – и так же быстро связываться, и потом транспортироваться.
Их производство и выделение, а также их удаление, разрушение или нейтрализация подлежат строгому контролю внутриклеточных систем обратной связи, которые предотвращают чрезмерное усиление или чрезмерную продолжительность сигнала, поступающего извне, и в нормальных условиях предотвращают самоповреждение клетки во время обработки сигнала.
1. Антонов, В.Ф. Биофизика: Учебник для студентов высших учебных заведений / В.Ф. Антонов, А.М. Черныш, В.И. Пасечник. - М.: ВЛАДОС, 2006. - 287 c.
2. Артюхов, В.Г. Биофизика / В.Г. Артюхов. - М.: Академический проект , 2009. - 294 c.
3. Логинов, В.А. Анатомия и биохимия человека за 60 секунд / В.А. Логинов. - М.: АСТ, 2018. - 200 c.
4. Митякина, Ю.А. Биохимия: Учебное пособие / Ю.А. Митякина. - М.: Риор, 2019. - 351 c.
5. Михайлов, С. Биохимия двигательной деятельности: Учебник / С. Михайлов. - М.: Спорт, 2018. - 296 c.
6. Плутахин, Г.А. Биофизика: Учебное пособие / Г.А. Плутахин, А.Г. Кощаев. - СПб.: Лань, 2012. - 240 c.
7. Сон, К.Н. Биофизика: Учебное пособие / К.Н. Сон, В.И. Родин, Э.В. Бесланеев. - СПб.: Лань П, 2016. - 608 c.
8. Черныш, А.М. Физика и биофизика: Учебник / В.Ф. Антонов, А.М. Черныш, Е.К. Козлова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 472 c.
