Міжклітинні і внутрішньоклітинні сигнали
У багатоклітинних еукаріотичних організмів кожна клітина не тільки підтримує сама себе, а й виконує ряд функцій на благо всього організму. Отже, крім внутрішньоклітинних механізмів регуляції, існують спеціальні міжклітинні сигнали, на які клітини відповідають зміною своєї діяльності. Ними є різні регуляторні речовини.
Деякі з цих речовин є жиророзчинними, наприклад, стероїдні гормони, і можуть проникати через подвійний шар ліпідів плазматичної мембрани. У цитоплазмі вони приєднуються до спеціальних білків, які змінюють свою конформацію, впізнаються білками порових комплексів, проходять в ядро, зв’язуються з хроматином і включають транскрипцію. Інші регуляторні речовини – водорозчинні – через плазматичну мембрану не проникають, а взаємодіють з білками-рецепторами (лат. Receptor – приймаючий) на її зовнішній поверхні.
Ці рецептори є трансмембранні білки, що відрізняються один від одного. Своєю зовнішньою частиною вони здатні з’єднуватися з сигнальними молекулами. Різні рецептори підходять до різних сигнальним молекулам як ключ до замка. Приєднання сигнальної молекули змінює конформацію білка-рецептора і запускає каскад перетворень мембранних білків, в результаті якого виникають невеликі водорозчинні молекули. Ці молекули (їх називають вторинними посередниками) в свою чергу запускають ланцюг змін білків в цитоплазмі, результатом яких є активація білка, що проникає в ядро і включає транскрипцію. Один з таких посередників – циклічний АМФ.
Як правило, для включення транскрипції одного гена необхідна наявність декількох різних регуляторних білків. Вони викликають перетворення хромомер в петлю, роблять ДНК доступною для взаємодії з РНК-полімераза, сприяють її приєднання і т. д.
Синтезована РНК не відразу виходить з ядра. Спочатку вона зазнає ряд перетворень. Вона коротшає, з неї вирізують окремі ділянки. Кажуть, що відбувається дозрівання РНК. Тільки що синтезовану РНК називають ядерної, підкреслюючи цією назвою, що вона зустрічається тільки в ядрі. Після дозрівання вона стає інформаційної РНК, яка спеціальними білками транспортується до порам і потім передається в цитоплазму.
У цитоплазмі мРНК також зв’язуються з білками, і в залежності від того, які це білки, або відразу з’єднуються з рибосомами, або зберігаються нетрансльовані до появи спеціального сигналу. Таким чином, прояв генетичної інформації у еукаріот може регулюватися не тільки на рівні транскрипції, а й на рівні дозрівання РНК і її транспорту в цитоплазму, а також на рівні трансляції.
Час від взаємодії клітини з сигнальної молекулою, що включає транскрипцію іРНК, до появи білка може займати кілька годин. Тому, якщо від клітини потрібно швидку відповідь, то вона готується до нього заздалегідь: необхідні білки синтезуються до появи сигналу, а сигнальна молекула тільки активує цей білок.
Наприклад, в спеціальних клітинах підшлункової залози людини на шорсткою ЕПС синтезується білковий гормон – інсулін. Він проходить через апарат Гольджі і збирається в секреторних гранулах. У цих клітинах є рецептори, які у відповідь на підвищений рівень глюкози в крові викликають екзоцитоз секреторних гранул і вихід інсуліну в кров’яне русло. Інсулін є сигнальною молекулою, яка з’єднується з рецепторами на поверхні печінкових клітин. У цих клітини існують бульбашки, в мембрані яких вбудовані білки-переносники глюкози. У відповідь на приєднання інсуліну до рецептора печінкова клітина зливає мембрани бульбашок з плазматичноїмембраною, і білки-переносники починають активно транспортувати глюкозу всередину клітини. Після того, як рівень глюкози знизиться, і інсулінові молекули зруйнуються відбудеться впячивание ділянок плазматичної мембрани з білками-переносниками глюкози.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)