4.1.7.Механизм действия комплексов циклин-Сdk.
Комплексы циклин –Сdk на каждой стадии клеточного цикла должны обеспечить три события:
А) «вывести из игры» комплексы предыдущей стадии;
Б) стимулировать процессы «своей» стадии;
В) активировать комплекс следующей стадии.
Т.о., каждая стадия процесса подготавливает условия для перехода к следующей стадии, что в общем является общим принципом для любых сложных биологических процессов.
Действие комплексов g1- периода.
Наполним, что на этой стадии клеточного цикла «работают комплексы циклин Д- Сdk4» и циклин Д-Сdk6. объектом их действия является белок рRв (и подобные ему р 105 и р130), фактор АРС и ингибиторы комплексов S-фазы.
Белок рRв (мутация его гена вызывает образование опухоли ретина бластомы) ингибирует (сдерживает активность) комплекс транскрипционных факторов: Е2F и ДР (каждый имеет несколько разновидностей – Е2F-1, Е2F-2 … Е2F5; ДР-1 … ДР-3). В неделящихся клетках белок рRв находятся в нефосфорилированном состоянии и может блокировать комплексЕ2F-ДР.
Комплексы циклин Д - Сdk 4,6 фосфорилирует белок рRв; в результате он теряет способность блокировать комплекс Е2F-ДР, который становится транскрипционным фактором и активирует гены:
А) циклинов Е,А и киназ Сdk2, Сdk1, т.е. комплексов следующих стадий клеточного цикла;
Б) самых факторов Е2F;
В) ферментов синтеза дезоксирибонуклеотидов и репликации ДНК (ДНК-полимераза α, белок РСNА – присоединяет комплекс полимераз с реплицируемой нити ДНК; тимидин киназа и др.)
Г) транскрипционных факторов, стимулирующих экспрессию гена циклина В.
Образованный под влиянием комплекса Е2F-ДР, комплекс циклин Е- Сdk2 начинает фосфорилировать белок рRв, поддерживая высокую активность того же комплекса Е2F. Т.о., клетка перестает зависать от действия митогенов, т.к. независимо от них в ней поддерживается высокое содержание комплекса Е2F-ДР. это значит, что клетка прошла точку рестрикции и «решение» о ее вхождении в клеточный цикл стало необратимым.
Экспрессия ферментов синтеза дезоксирибонуклеотидов и репликации ДНК в G1- периоде является подготовкой к следующему синтетическому периоду клеточного цикла.
Раздел 2. Транспорт веществ
Нормальная жизнедеятельность клетки как единицы биологической активности направлена на обеспечение ее целостности, адаптации к изменяющимся условиям среды. На обеспечение нормальной жизнедеятельности направлены процессы, включающие механизмы нервной регуляции, регуляцию физико-химических показателей внутренней среды (осмотическое давление, рН), создание электрических зарядов клеток, возникновение и распространение возбуждения, секреция гормонов, ферментов и других биологически активных веществ. В клетке происходит синтез органических соединений, осуществляются процессы дыхания и обмена веществ. клетка обеспечивает условия для поддержания внутриклеточного гомеостаза, возбуждение и проведения нервного импульса, запасания и трансформации энергии мышечного движения, секреции. Для выполнения многообразных функций клетки необходимым условиям является обеспечение потока органических и неорганических веществ из внеклеточной среды в клетку и из клетки во внеклеточным среду. Существование этого потока обеспечивается транспортом веществ через мембрану. В итоге создаются устойчивые транспортные потоки определенных веществ через мембраны. Эти вещества поступают в клетку, транспортируются внутри клетки и выводятся наружу путем:
1 - образования транспортных пузырьков - везикул (везикулярный транспорт),
2 - трансмембранного переноса низкомолекулярных веществ и ио - нов (механизм активного и пассивного переноса).
Везикулярный транспорт веществ - это транспорт высокомолекулярных соединений и мелких частиц. Он обеспечивает:
1 - транспорт веществ и частиц поступивших из вне клетки через плазмолемму. Этот процесс называется эндоцитоз;
2 - транспорт белков и липидов, синтезированных в ЭПС, модифи- цированных в аппарате Гольджи и затем перемещающихся к другим органеллами (белки и липиды мембран, белки лизосом);
3 - транспорт крупных соединений и частиц, выделяющихся из клетки. Этот процесс называется экзоцитоз.
Трансмембранный перенос низкомолекулярных веществ и ионов осуществляется двумя способами пассивным и активным транспортом.
Пассивный транспорт не требует затрат дополнительной энергии и осуществляется по градиенту концентрации путем диффузии по концентрационным или электрическим градиентам. Активный транспорт осуществляется против градиента концентрации веществ и требует затрат энергии АТФ. Классификация видов транспора веществ в клетку и из нее представлены на схеме 1 и рисунках 28-29.
Схема1
Рис. 28. Виды везикулярного транспорта ((Из: Интернет-ресурсов с сайта
meduniver.com JPG 498×327)
Рис. 29. Виды трансмембранного транспорта веществ (Из: Интернет-
ресурсов с сайта meduniver.com JPG 498×327)