Основные сведения о системе трансдукции сигнала в клетке

Лекция 12
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ТРАНСДУКЦИИ
СИГНАЛА В КЛЕТКЕ.

1. 
   Понятия о первичных и вторичных мессенджерах.
   
2. 
   Рецепторы, их типы. G-белки.
   
3. 
   Протеинкиназы, фосфатазы. Аденилатциклазная система.
   
4. 
   Передача сигнала посредством фосфотидилинозитидной системы.
   
5. 
   Участие ионов Са2+ в управлении физиологическими процессами.
   

Внутриклеточная сигнализация.
Первичные и вторичные мессенджеры.
Процессы рецепции непосредственно связаны с механизмами преобразования внешнего сигнала во внутриклеточный, который и обеспечивает необходимую ответную реакцию клетки. Многие гидрофильные гормоны, нейромедиаторы и локальные посредники активируют белковые рецепторы на поверхности клетки-мишени. Гидрофобные сигнальные молекулы, например стероидные гормоны, проходят через плазматическую мембрану и активируют рецепторный белок в цитоплазме клетки.
Первичны звеном в деятельности любой сенсорной системы является трансформация энергии раздражения в распространяющийся сигнал -нервный импульс. Во всех рецепторах внешняя энергия трансформируется в электрический процесс, который обозначается как рецепторный потенциал. В небольшой части рецепторов такая трансформация происходит непосредственно в мембране нервных окончаний. Такие рецепторы обозначаются как первичные мессенджеры. В плазматической мембране клетки находятся механизмы, преобразующие внешние сигналы во внутриклеточные. Рецепторы распознают сигнальные молекулы и приводят в действие внутриклеточные пути передачи информации, которые в конечном счете ведут к регуляции клеточных процессов, например, секреции, сокращения, метаболизма или роста. Внутриклеточные сигналы передаются молекулами-посредниками - вторичными мессенджерами.
На молекулярном уровне процесс передачи информации обеспечивается цепочкой мембранных белков, последовательно взаимодействующих друг с другом. Каждый раз взаимодействие вызывает конформационную перестройку следующего в цепочке белка - изменение его структуры, а следовательно, и функции. На определенной стадии дальнейшая передача информации поручается находящимся в цитоплазме малым молекулам или даже ионам. Они-то и являются вторичными посредниками. Их диффузия обеспечивает быстрое распространения сигнала по всей клетки. Число различных вторичных посредников оказалось удивительно небольшим. Иными словами, пути передачи внутриклеточных сигналов универсальны и способны регулировать множество разнообразных физиологических процессов.
Сейчас известны два основных пути передачи сигналов. В одном из них вторичным посредником служит циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). В другом - действует комбинация трех вторичных посредников: ионов кальция, инозитолтрифосфата и диацилглицирола. Последние два вещества образуются в самой плазматической мембране. Два пути передачи сигналов имеют много общего. И в том, и в другом случае элементы, получающие информацию от первого звена - рецептора и передающие ее через мембрану внутрь клетки, представляют собой G-белки. Это мембранные клетки, активирующиеся при связывании гуанозинтрифосфата.