КР 1

1.Понятия «передача сигнала» и «первичные мессенджеры». Классификация гормонов как мессенджеров.

Передача сигнала (сигнальная трансдукция) — это процесс, при котором клетка преобразует один тип сигнала или стимула в другой. Этот процесс включает несколько ключевых этапов:

1.Инициация сигнала: Внеклеточный сигнал (например, гормон, нейротрансмиттер или фактор роста) связывается с рецептором на поверхности клетки.

2.Активация рецептора: Связывание сигнала с рецептором вызывает конформационные изменения в рецепторе, что приводит к его активации.

3.Передача сигнала внутрь клетки: Активированный рецептор инициирует каскад внутриклеточных событий, часто через вторичные мессенджеры, такие как цАМФ, ионы кальция или инозитолтрифосфат.

4.Клеточный ответ: Внутриклеточные сигналы приводят к активации различных ферментов, транскрипционных факторов и других белков, что вызывает специфический клеточный ответ, такой как изменение экспрессии генов, метаболизма или клеточного поведения.

Первичные мессенджеры — это экстраклеточные сигнальные молекулы, которые инициируют передачу сигнала. К ним относятся:

-Гормоны: Химические вещества, выделяемые эндокринными железами, которые регулируют физиологические процессы в организме.

-Цитокины: Белки, которые модулируют иммунные ответы и клеточную коммуникацию.

-Нейротрансмиттеры: Химические вещества, передающие сигналы между нейронами.

-Факторы роста: Белки, стимулирующие клеточную пролиферацию и дифференцировку.

Гормоны можно классифицировать по их химической структуре и механизму действия:

1.Пептидные и белковые гормоны: Включают гормоны гипофиза (например, адренокортикотропный гормон), поджелудочной железы (инсулин) и паращитовидных желез (паратгормон). Эти гормоны связываются с мембранными рецепторами и используют вторичные мессенджеры для передачи сигнала.

2.Стероидные гормоны: Включают гормоны коры надпочечников (кортизол, альдостерон) и половых желез (эстрогены, тестостерон). Эти гормоны проникают в клетку и связываются с внутриклеточными рецепторами, влияя на экспрессию генов.

3.Производные аминокислот: Включают гормоны мозгового вещества надпочечников (адреналин, норадреналин) и щитовидной железы (тироксин). Эти гормоны могут действовать как через мембранные рецепторы, так и через внутриклеточные механизмы.

Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна более детальная информация, дайте знать!

2.Факторы роста: понятие, правила регуляции, классификация.

Факторы роста — это биологически активные вещества, которые стимулируют рост, пролиферацию и дифференцировку клеток. Они играют ключевую роль в регуляции клеточных процессов, таких как заживление ран, развитие тканей и органов, а также поддержание гомеостаза12.

Факторы роста регулируются несколькими механизмами:

Синтез и секреция: Факторы роста синтезируются и секретируются клетками в ответ на различные стимулы, такие как повреждение тканей или гормональные сигналы.

Связывание с рецепторами: Они связываются с специфическими рецепторами на поверхности клеток-мишеней, что запускает внутриклеточные сигнальные каскады.

Модуляция активности: Активность факторов роста может модулироваться ингибиторами, связывающими белками и другими регуляторными молекулами.

Деградация: Факторы роста могут быть деградированы протеазами или другими ферментами, что ограничивает их действие во времени12.

Факторы роста можно классифицировать по их химической структуре и функциям:

◊Эстрогены: Влияют на рост и развитие репродуктивных органов.

◊Тестостерон: Стимулирует рост мышечной массы и костной ткани12.Цитокины:

◊Интерлейкины (IL): Регулируют иммунные ответы и воспаление.

◊Фактор некроза опухоли (TNF): Участвует в регуляции воспалительных процессов и апоптоза.

3.Вторичные мессенджеры: понятие, свойства, классификация.

Вторичные мессенджеры — это внутриклеточные сигнальные молекулы, которые высвобождаются или синтезируются в ответ на активацию рецепторов первичными мессенджерами (например, гормонами или нейротрансмиттерами)

Свойства вторичных мессенджеров

Быстрое образование и деградация: Вторичные мессенджеры быстро синтезируются и разрушаются, что позволяет клетке оперативно реагировать на внешние сигналы.

Малый размер и диффузия: Эти молекулы обычно имеют малый размер, что позволяет им быстро диффундировать внутри клетки и передавать сигнал на большие расстояния.

Амплификация сигнала: Один первичный мессенджер может вызвать образование множества молекул вторичного мессенджера, что значительно усиливает сигнал.

Специфичность действия: Вторичные мессенджеры взаимодействуют с определенными внутриклеточными белками, что обеспечивает точную регуляцию клеточных процессов.

Вторичные мессенджеры можно классифицировать по их химической природе:

Циклические нуклеотиды:

◊цАМФ

◊цГМФ

Ионы:

◊Кальций (Ca² ):

◊Ионы натрия (Na ) и калия (K ):

Липидные производные:

◊Диасилглицерин (DAG):

◊Инозитолтрифосфат (IP3):

Газообразные молекулы: Оксид азота (NO)

4. Требования к белкам-рецепторам.

1)Обладать высокой избирательностью к лиганду.

2)Кинетика связывания лиганда должна описываться кривой с насыщением.

3)Рецепторы должны обладать тканевой специфичностью, отражая наличие или отсутствие данных функций в клетках органа-мишени.

4)Связывание лиганда и его клеточный эффект должны быть обратимы, параметры сродства должны соответствовать физиологическим концентрациям лиганда.

5. Рецепторная роль плазмалеммы.

Плазмалемма, или плазматическая мембрана, выполняет важную рецепторную функцию, обеспечивая взаимодействие клетки с внешней средой. Основные аспекты рецепторной роли плазмалеммы включают:

1. Связывание с лигандами. Мембранные белки-рецепторы на поверхности плазмалеммы связываются с различными лигандами, такими как гормоны, нейротрансмиттеры, факторы роста и антитела. Эти лиганды могут быть гидрофильными молекулами, которые не могут проникнуть через липидный бислой мембраны².

2.Конформационные изменения: После связывания с лигандом рецепторы изменяют свою пространственную конфигурацию, что приводит к активации внутриклеточных сигнальных каскадов².

3.Передача сигнала: Активированные рецепторы инициируют передачу сигнала внутрь клетки через вторичные мессенджеры, такие как цАМФ, ионы кальция или инозитолтрифосфат. Это приводит к активации различных внутриклеточных процессов, включая изменение экспрессии генов, метаболизма

иклеточного поведения².

4.Регуляция клеточных функций: Рецепторы плазмалеммы играют ключевую роль в регуляции множества клеточных функций, таких как рост, дифференцировка, апоптоз и иммунные ответы.

5.Адаптация и десенситизация: Клетки могут регулировать количество и активность рецепторов на своей поверхности в ответ на изменения во внешней среде, что позволяет им адаптироваться к различным условиям и предотвращать чрезмерную активацию сигнальных путей.

6 САМ-белки: роль в клеточной сигнализации, классификация.

САМ-белки (Cell Adhesion Molecules, молекулы клеточной адгезии) играют важную роль в межклеточной коммуникации и сигнализации. Они обеспечивают адгезию клеток друг к другу и к внеклеточному матриксу, что критически важно для поддержания структуры тканей и органов. Основные функции САМ-белков включают:

1.Межклеточная адгезия: САМ-белки обеспечивают прочное соединение клеток друг с другом, что необходимо для формирования тканей и органов¹.

2.Передача сигналов: САМ-белки участвуют в передаче сигналов от внеклеточного матрикса к внутриклеточным сигнальным путям, влияя на процессы клеточной пролиферации, дифференцировки и миграции¹.

3.Регуляция клеточного поведения: Через взаимодействие с цитоскелетом

исигнальными молекулами, САМ-белки регулируют клеточную форму, подвижность и выживание¹.

САМ-белки можно классифицировать на несколько основных групп:

1.Кадгерины:

2.Интегрины:

3.Селектины:

4.Иммуноглобулиноподобные молекулы адгезии (Ig-CAMs):

7 Никотиновые рецепторы.

Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы (nAChR) — это подвид ацетилхолиновых рецепторов, которые активируются как ацетилхолином, так и никотином. Они играют важную роль в передаче нервных импульсов через синапсы и участвуют в регуляции различных физиологических процессов.

Структура: Никотиновые рецепторы являются ионотропными ионными каналами, состоящими из пяти субъединиц, которые формируют пору, проницаемую для ионов натрия, калия и кальция. Эти субъединицы могут быть различными (α1—10, β1—4, γ, δ, ε), что определяет разнообразие рецепторов.

Функционирование: При связывании ацетилхолина или никотина с рецептором происходит открытие ионного канала, что приводит к деполяризации клеточной мембраны и генерации нервного импульса. Это изменение мембранного потенциала запускает каскад внутриклеточных событий, влияющих на клеточную активность.

8 Мускариновые рецепторы.

Мускариновые ацетилхолиновые рецепторы (mAChR) — это подтип ацетилхолиновых рецепторов, которые активируются ацетилхолином и мускарином. Они играют важную роль в передаче нервных сигналов и регуляции различных физиологических процессов12.

Структура: Мускариновые рецепторы являются рецепторами, связанными с G-белками (GPCR). Они состоят из одной полипептидной цепи, которая пронизывает клеточную мембрану семь раз, формируя семь трансмембранных доменов12. Эти рецепторы имеют внеклеточный N-конец и внутриклеточный C- конец.

Функционирование: При связывании ацетилхолина или мускарина с рецептором происходит активация G-белка, что запускает внутриклеточные сигнальные каскады. Эти каскады могут включать активацию фосфолипазы C, аденилатциклазы или ионных каналов, что приводит к изменению клеточной активности12.

9 Ядерные рецепторы.

Ядерные рецепторы — это класс внутриклеточных белков, которые функционируют как активируемые лигандами факторы транскрипции. Они играют ключевую роль в регуляции экспрессии генов, контролируя развитие, гомеостаз и метаболизм организма12.

Структура: Ядерные рецепторы состоят из нескольких доменов:

Домен связывания с ДНК (DBD): Обеспечивает специфическое связывание с последовательностями ДНК, называемыми элементами ответа.

Домен связывания с лигандом (LBD): Связывается с лигандами, такими как стероидные и тиреоидные гормоны, витамины A и D.

Транскрипционный активаторный домен (AF-1 и AF-2): Регулирует транскрипционную активность рецептора12.

Функционирование: В отсутствие лиганда ядерные рецепторы могут находиться в неактивном состоянии в цитоплазме или ядре. Связывание лиганда вызывает конформационные изменения, которые активируют рецептор и позволяют ему связываться с ДНК и регулировать экспрессию генов12.