Вопрос №42. Рецепторные белки. Их фун-ние.

Рецепторы - это белки, которые воспринимают определенные сигналы. По этому признаку их м. разделить на несколько групп: хеморецепторы, механорецепторы, фоторецепторы, терморецепторы, болевые рецепторы.

Рецептор очень специфичны, они м. воспринимать хим. или физ. сигналы. При хим. взаимод. рецептор вступает во взаимод. с конкретными молекулами/ионами/частицами, в рез-те этого он меняет свою конф-цию и передает сигнал на другие структуры. При физ. взаимод. рецептор поглощает всю энергию сигнала, что опять-таки приводит к изменению конформации. Без рецепторов мы не могли бы формировать био. ответы.

Рецепторы имеют стандартный набор белков. При поступлении сигнала конформация рецептора изменяется, в свою очередь G-белок, используя ГТФ, меняет свою конформацию. Информация идет на аденилциклазу, она работает с АТФ, отрезает 2 остатка фосфорной кислоты и превращает АТФ в цАМФ (замыкает ее в кольцо). цАМФ диффундирует в окружающую цитоплазму, где играет роль внутриклеточного посредника. То есть цАМФ – вторичный мессенджер, а сигнал – первичный. цАМФ воздействует на рецепторную часть протеинкиназы, а она в свою очередь – на мембранный потенциал (снижает).

Механизмы формирования мембранного потенциала у любой клетки у всех организмов одни и те же.

Мембранные насосы. Внутрь поступает 2K+ , наружу идет 3Na+, при этом мембраны создается потенциал покоя около -70мВ. При стандартном потенциале покоя потенциал-зависимые каналы закрыты. При воздействии сигнала на рецептор он снижает мембранный потенциал до 50мВ, ПЗК открываются, концентрации K+ и Na+ уравновешиваются, и мембрана в этом месте деполяризуется. Нейрон работает по принципу «все или ничего». Он принимает один и тот же сигнал. Рецепторных молекул на поверхности нейрона очень много, и открытие каждого канала дает незначительное уравновешивание концентраций. Если сигнала мало, то ничего не происходит. Если много – то открываются ПЗК и мембрана в этом месте деполяризуется. Начинается цепная реакция. Деполяризация идет по каскадному принципу. Центральная роль принадлежит изменению мембранного потенциала, который активирует белки. Ионы – только посредники. После прохождения импульса каналы переходят в закрытое состояние, K-Na-насосы вновь создают мембранный потенциал. Процесс поддержания потенциала покоя очень энергозатратен, поэтому организмы могут утрачивать нервную систему или ее части. Креветка строит норку, с ней туда заселяется бычок. Ему не нужно строить себе норку, а креветка использует его как поводыря и охранника. Этот вид креветок со временем утратил зрение.

Вопрос №43. Вирусы. Живые или нет.

Доводы за то, что они живые:

- Молекулярная организация такая же, как у клетки живого организма: НК, белки, мембраны. С молекулярной точки зрения = это нормальный вариант жизни. Внутри живых объектов находят нуклеотидные последовательности сходные с нуклеотидными последовательностями вирусов.

- Вирусы имеют почти все свойства живого кроме развития.

Доводы за то, что они неживые:

- Не имеют клеточного строения

Если поместить вирус под микроскоп и наблюдать за ним, то ничего не происходит. Для того, чтобы оно «начало жить», его нужно ввести в клетку. НО! Клетка – окружающая среда вируса. Если поместить живой организм в вакуум, то он умрет. Точно так же и вирус, для него воздушная среда – вакуум. Сухое семя растения может тысячелетиями лежать не проявляя свойств живого, до тех пор, пока не попадет в воду, замерзшая во льду лягушка, высохший в коконе чешуйчатник, всех можно оживить, поместив в подходящую среду, как и вирус.

Признак живого – большая степень самоупорядоченности. Матричный синтез – высшая степень упорядоченности, следовательно вирусы – живые. Однако наиболее просто устроенные вирусы – это молекулы ДНК, если вирусы живые, то и ДНК – живое.

Главный смысл жизни – продолжение жизни! Продолжение жизни – воспроизведение генетической информации. В эту схему хорошо укладывается то, что ДНК – живая. Некоторые транспозоны способны воспроизводиться по принципу репликации ДНК (ДНК – транскрипция). Смысл существованья транспозона вообще – воспроизведение отдельных участков генетической информации, причем каждый участок сам по себе. Все это привело к возникновению Selfish DNA – эгоистичная ДНК. ДНК способно к интенсивному воспроизведению; ДНК в ходе эволюции выработало такую среду, чтобы существовать – КЛЕТКА.

Итог: если принять, что вирусы живые то – клеточная теория живого отвергается; если вирусы живые, то и ДНК – живая; все более сложные структуры (кроме ДНК) имеют лишь одну цель – способствовать воспроизведению ДНК. В ходе эволюции создается клетка и ДНК «поняла», что это хорошо. Потом хорошо бы разделить на компартменты – возникли эукариоты. Хорошо бы рекомбинироваться – половое размножение. Потом многоклеточные существа. Среды обитания ДНК приспосабливались к окружающей среде, т. к. взаимоотношения с окружающей средой очень сложные, то возник разум. Следовательно, человек живет лишь для воспроизведения собственной генетической информации.

Selfish DNA Выдвинута в 60 годы. Некоторые вирусы способны инфицировать клетку в виде голой ДНК, следовательно, основа жизни – это ДНК, следовательно, ДНК – живая. Доводы за эту концепцию:

- Существование вирусов.

- В клетках разных живых организмов есть нуклеотидные последовательности, не предназначенные ни для чего, кроме своего воспроизведения – транспозоны, они содержат генетическую информацию, которая отвечает за перемещение транспозона. Есть 2 типа транспозонов:

Транспозоны 1 класса, ретротранспозоны. Ретротранспозоны – мобильные генетические элементы. Могут легко менять последовательность генетической информации. Перемещаются по геному путём обратной транскрипции с их РНК. Они мигрируют, при этом исходная копия остается на месте, а другая интегрируется в другое место. Внутренняя область очень похожа на генетический материал ретровирусов, но без области, кодирующей белок капсида. Ретровирусы – идет метод обратной транскрипции (ДНК по РНК). Сначала были ретровирусы. Они были в клетках и со временем утратили капсид, став транспозонами. Другая точка зрения – сначала были транспозоны. Но со временем по каким-то причинам появился капсид, позволяющий выйти транспозонам из клетки в виде ретровирусов.

ДНК-транспозоны, вырезаемые белками и переносимые ими в другое место, имеют только функцию самораспространения.

ДНК – живой объект, который строит вокруг себя подходящую среду – клетку. ДНК отслеживает процессы размножения ДНК без размножения организма, пример бесплодные муравьи.

Важно, насколько эффективно воспроизводится ДНК, судьба организма не важна.

Концепция Вейсмана: в организме высшего животного можно выделить 2 типа структур:

Зародышевый путь – более ценный, от клеток эмбриона к репродуктивным клеткам

Сома – все остальные клетки, с генетической информацией можно делать что угодно

У аскариды клетки сомы выбрасывается множество фрагментов ДНК – диминуция ДНК.

Информация – это неоднородность пространства, созданная специально. Вирусы обладают генетической информацией, которая устроена так же как и у других живых существ. Записывающее устройство=>носитель информации=>считывающее устройство. ДНК-полимераза=>ДНК=>РНК-полимераза, ТФ, Рибосомы, Протеинкиназы.

У вирусов – нет, есть, нет.

Следовательно, вирусы – это молекулярные паразиты живых систем, сами живыми системами не являющиеся, а значит, клеточная теория справедлива, а компьютерные программы также не живые

Изначально вирусы считали ядовитыми в-вами, затем - одной из форм жизни, потом - биохим. соед-ниями. Так все-таки, кто же такие вирусы, и можно ли считать их живыми? Поэтому я считаю, что вирусы все-таки живые. Тогда получается, что кл. теория неверна, а ДНК живая. Т.е. нужно опр-ся живая ДНК или нет.