<< Предыдушая Следующая >>

Передача сигнала извне для деления нормальной клетки

Организм взрослого человека из 5.1013-14 клеток (В.Н. Сойфер, 1998 и др.).

По признакам структуры и функции эти клетки разделены на типы, – их более 200.

Функции любого типа клетки в многоклеточном организме определяются генами через их продукты – белки. В разных клетках имеет место экспрессия разных генов, остальные гены «молчат». Клетка в организме – его часть; своими функциями она вносит свой вклад для нужд организма как целого. Так что в жизни клетки каждого типа определено: «что ей позволено, а что – нет» (Е.Д. Свердлов, 1999).

Деление клетки, т.е. размножение, – признак того, что она живая. Этим свойством старые и дефектные клетки ткани заменяются новыми, а, значит, об новляется организм. Без этого многоклеточный организм не может жить.

В организме нормальная клетка может делиться лишь после получения сигнала к делению. Без сигнала ей это «запрещено» генами.

Любое свойство клетки определяется микросредой, окружающей клетку. В состав этой среды входят: 1) соседние клетки, с которыми она связана молекулами; 2) внеклеточный матрикс – продукт самих клеток; с ним клетка также связана молекулами; 3) жидкая среда – тканевая жидкость, кровь и лимфа (Ю.М. Васильев, 1997).

Для деления клетка получает сигнал из микросреды – из тканевой жидкости, от клеток-соседей и от внеклеточного матрикса.

Чем является сигнал для клетки в организме? Это сигнальная молекула, иначе – молекула-лиганд. Для размножения клетки ей нужны молекулы- лиганды. Среди них – это молекулы фактора роста и цитокины. С химической точки зрения, это белки. Через молекулы-лиганды клетки разного типа осуществляют связи между собой, обмениваются информацией и этим создают многоклеточный организм как единое целое.

Откуда берутся молекулы-лиганды для нормальной клетки? Они не синтезируются в самой этой клетке. Они синтезируются в других клетках, выделяются из них и мигрируют к другим клеткам, в том числе и к ней.

Это важно для отличия нормальной клетки от раковой клетки.

Что нужно, чтобы молекула-лиганд подействовала на клетку? Для этого нужна молекула-рецептор на клетке, на которую будет действовать молекула- лиганд.

В клетке разного типа синтезированный белок обычно своей частью выставляется на поверхность клетки. Это продукт генов данного типа клетки. Белки данного типа клетки своего рода антенны – это и есть молекулы- рецепторы. Они определяют набор молекул-лиганд, с которыми может реагировать клетка данного типа. Реагирование клетки означает, что ее молекула- рецептор будет узнавать в межклеточной среде свою молекулу-лиганд и соединяться с ней. Молекула-лиганд своей поверхностью комплементарна поверхности молекулы-рецептора, т.е. подходит, как субстрат к своему ферменту. Если

клетка не имеет специфического рецептора, она «слепа» в отношении этого сигнала. Клетку, способную воспринимать свой сигнал, называют клеткой- мишенью.

Что представляет собой молекула-рецептор? Это молекула белка, например, ростового фактора. В ней различают три части: внешняя часть – на поверхности мембраны клетки, контактирует с межклеточной жидкостью; средняя часть – пересекает насквозь мембрану клетки, и внутреннюю часть – выступает в цитоплазму клетки (Рис. 1).

Рис. 1.

Схема строения молекулы-рецептора

.

Для деления нормальной клетки молекулой-лигандом обычно являются факторы роста (GF): эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (ТGF), интерлейкины 1, 2 и др. Но только прохождение фазы G1 клеточного цикла стимулируется такими митогенами. У многих молекул- рецепторов внутренняя часть является ферментом – протеинкиназой.
Функция киназы – присоединять фосфатную группу к белку и этим активировать его. Другие ферменты фосфатазы отщепляют фосфатную группу и этим прекращают активность белка.

Так как для деления клетки необходима репликация ее ДНК, а также ряд белков, в том числе ферменты, то ясно, что путь передачи сигнала к делению начинается на мембране клетки и заканчивается в ядре клетки (Рис. 2).

Рис. 2.

Схема этапов передачи сигнала для деления клетки

(рис. и цит. по: Г.П. Георгиев, 1999) с изменениями.

1-й этап. Молекула-рецептор своим участком связывается с молекулой- лиганд. Это вызывает аллостерическое изменение внутренней части молекулы- рецептора. Изменение формы этой части активирует рецептор (Рис.3).

2-й этап. Протеинкиназа активирует цепочки белков в цитоплазме присоединением к белку фосфатной группы, активируя его; он активирует следующий в цепочке белков и т.д.

3-й этап. Передача сигнала активированным белком переходит в ядро клетки. Там активируются белки транскрипции для синтеза иРНК и др. иРНК после выхода из ядра направляются в рибосомы, где по ним синтезируются новые белки для следующего деления клетки, в ядре – синтез ДНК, т.е. ее репликация и затем деление клетки.

Рис. 3.

Схема связывания рецептора с молекулой-лигандом

.

Все этапы передачи сигнала в клетке обратимы, как только молекула- лиганд отделяется от рецептора или в результате распада самой молекулы- лиганда. Обратимы также и промежуточные этапы цепи передачи сигнала – путем удаления фосфатной группы с белка.

Передача сигнала извне для деления нормальной клетки регулируется рядом генов через их продукт – белки. Эти белки в нормальной клетке являются молекулой-лигандом, молекулой-рецептором, протеинкиназой С и белками цепочки передачи сигнала в цитоплазме, а в ядре – белками транскрипции.

Это были обычные белки-рецепторы для вызова ответа нормальной клетки.

Но на мембране клетки имеется также универсальные белки-рецепторы, сопряженные с G-белком, их обозначают – GPCR, от англ. G-protein coupled receptor. Он реагирует на молекулу-лиганд любого типа.

GPCR – это белок, полипептидная цепь которого семь раз пересекает мембрану клетки. В нем два участка: с внешней стороны мембраны участок, вылавливающий молекулу-лиганд, а участок, контактирующий с G-белком, – на ее цитоплазматической стороне.

Его действие на клетку реализуется по химическому сигналу к внутрклеточным мишеням через G-белок. Пока с активным центром GPCR не свяжется молекула-лиганд, он находится в неактивном состоянии – «выключен». Причина: нет контакта его участка с G-белком. Результат – нет ответа клетки (Рис. 4).

Рис. 4.

GPCR в клетке «выключен»

. Нет ответа клетки (рис. и цит. по: Т. Кенакин, 2007).

GPCR «включается», когда молекула-лиганд связывается с его активным центром, и тогда участок его молекулы связывается с G-белком. Этот белок активируется и посылает сигналы клетке. Результат – возникает ответ клетки (Рис. 5).

Рис. 5.

GPCR в клетке «включен»

. Есть ответ клетки (рис. и цит. по: Т. Кенакин, 2007).

Знания о функциях GPCR и G-белка в нормальной клетке важны для понимания нарушений в раковой клетке. Эти молекулярные структуры становятся новыми мишенями для создания селективно действующих лекарств, уничтожающих раковые клетки.
<< Предыдушая Следующая >>
= Перейти к содержанию учебника =

Передача сигнала извне для деления нормальной клетки

  1. Нарушения в передаче сигнала к делению в раковой клетке: но- вые мишени для уничтожения раковых клеток
    Стандартные лекарства против раковых клеток действуют на них через повреждения их ДНК. Но при этом такое же действие их и на здоровые клетки организма пациента. То есть эти лекарства неизбирательные, с тяжелыми побочными эффектами. Для избежания этого, ученые долго искали новые мишени для лекарств, чтобы уничтожать только раковые клетки. Их нашли в «участниках» передачи сигнала к делению в
  2. МИТОЗ - ДЕЛЕНИЕ СОМАТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ
    Наиболее универсальным способом деления соматических клеток, т.е. клеток тела (от греч. soma - тело), является митоз. Этот вид деления клеток был впервые описан немецким гистологом В.Флемингом в 1882г., который наблюдал возникновение и описал поведение нитчатых структур в ядре в период деления. Отсюда происходит и название процесса деления - митоз (от греч. mitos – нить). При митотическом
  3. Протеом клетки – значение для медицины, ранней диагностики раковой клетки и излечения рака
    Скоро нынешняя медицина уйдет в прошлое. Давняя мечта П. Эрлиха – иметь лекарство без нанесения вреда пациенту – «волшебную пулю», станет реальностью. Оно будет уничтожать: при инфекциях – возбудителей, при раке – раковую стволовую клетку, не повреждая здоровых клеток, действуя на белок, вызывающий болезнь. Для каждого пациента будут создаваться индивидуальные лекарства. Это началось после
  4. Смертность нормальной соматической клетки: молекулярные причины
    В 1891 г. известный биолог А. Вейсманн (A. Wesmann) впервые предпо- ложил, что соматические клетки животных и человека «должны иметь ограни- ченный потенциал деления», т.е. они смертны. Но ученый не дал подтвержде- ний этому предположению. Знания о том, что соматическая клетка того или иного типа у человека смертна или бессмертна очень важно для понимания раковой клетки. Для решения вопроса
  5. Нормальная соматическая клетка
    Нормальная соматическая
  6. Геном нормальной соматической клетки
    Геном нормальной соматической
  7. Протеом нормальной соматической клетки
    Протеом нормальной соматической
  8. Гипоксемия при нормальной рентгенограмме грудной клетки
    Глубокая, угрожающая жизни гипоксемия может возникать и без выраженных изме­нений на рентгенограмме легких. В таких случаях наиболее вероятными ее механизмами являются скрытое шунтирование и резкое нарушение отношения V/Q (см. табл. 24.1). Причинами могут стать внутрисердечный или внутри-легочный шунт, астма и другие формы обструкции дыхательных путей, малый объем легких на фоне высокого объема
  9. Потенциал покоя и потенциал действия в нормальных клетках синусового и атриовентрикулярного узлов
    Электрическая активность клеток синусового и АВ-узлов весьма отличается от таковой в клетках специализированной проводящей системы желудочков или рабочего миокарда предсердий и желудочков, обсуждавшихся ранее. Благодаря своим необычным электрофизиологическим характеристикам клетки узлов часто принимают участие в инициации и поддержании аритмии. Ввиду существования значительных различий между
  10. Потенциал покоя и потенциал действия в нормальных предсердных и желудочковых клетках и в волокнах Пуркинье
    Нормальное регулярное сокращение сердца сопровождается циклическими изменениями мембранного потенциала миокардиальных клеток. Применение внутриклеточных микроэлектродов позволяет прямо определить изменения мембранного потенциала; как было показано, при распространении возбуждения по сердцу они варьируют по амплитуде и развитию во времени [3]. Микроэлектродная техника включает введение тонкого
  11. «Убиквитин-опосредованное расщепление» «ненужных» белков в клетке – значение для онкологии
    Каждая клетка человека содержит множество разных белков. Общее их количество в клетке пока никто не знает. Цифры содержания белков в клетке называют разные: сто тысяч и более. Белки в клетке каждого типа выполняют разные и очень важные функции: глобулины и другие белки – строят клетку, ферменты – регулируют химические реакции, белки-рецепторы и белки-лиганды к ним важны для передачи
  12. Сигнальный пептид Г. Блобеля, управляющий транспортом белков и их локализацией внутри клетки,1 – значение для онкологии
    В клетке любого типа много отделов – органелл: ядро, митохондрии и др. Они окружены мембранами, как и сама клетка. В каждой клетке около миллиарда белковых молекул, т.е. белков разного типа. ДНК клетки – это «чертеж» построения клетки, а белки – «строители» клетки. Перед делением клетки в ней удваивается набор всех белков для дочерних клеток. Для белков характерно разнообразие
  13. Сигнал тревоги
    В лечении рака, как я говорила выше, решающую роль играет активное участие самого больного. Здесь, пожалуй, как нигде, уместна пословица «спасение утопающих дело рук самих утопающих». К величайшему сожалению, современная официальная медицина, декларируя важность участия заболевшего человека в процессе исцеления, на деле отводит ему роль пассивного наблюдателя. Больному остается лишь с
  14. Патофизиология клеточного деления
    «Базовые» (исполнительные) механизмы деления нормальной и опу­холевой клетки одинаковы и осуществляются одними и теми же фермен­тными системами. Различия же заключаются в регуляции этого процес­са, в частности в тех стимулах, которые его «запускают». Принципиальное различие между нормальной и опухолевой клетками заключается в том, что переход от покоя к деле­нию (G0 -> первой из них
  15. Питание для больных сахарным диабетом в легкой форме с нормальной массой, получающих сахароснижающие средства - 2500 калорий
    НАБОР ПРОДУКТОВ НА ДЕНЬ Хлеб белый 300 г. Овощи (кроме картофеля) 150 г. Картофель 500 г. Крупа манная 50 г. Крупа рисовая или гречневая. Мясо или рыба 120 г. Яйцо 3 штуки. Молоко 500 г. Кефир или простокваша 200 г. Масло сливочное 20 г. Яблоки 400 г. Ксилит 30 г. ПРИМЕРНОЕ МЕНЮ НА НЕДЕЛЮ ПОНЕДЕЛЬНИК Первый завтрак: омлет, чай с ксилитом. Второй завтрак: каша рисовая. Обед: суп
  16. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК - МЕХАНИЗМ ПРЕЕМСТВЕННОСТИ НАСЛЕДСТВЕННЫХ СВОЙСТВ
    Новые клетки возникают в результате деления уже существующих клеток. При делении одноклеточного организма из старого (материнского) организма возникают два новых. Многоклеточный организм развивается из одной-единственной клетки: ее многочисленное потомство возникает путем многократных клеточных дслений. Этот процесс продолжается в течение всей жизни: по мере роста и развития, а также регенерации,
  17. Механизмы клеточного деления
    Эндокринная, паракринная и аутокринная регуляция. В норме клетки делятся исключительно под воздействием различных факторов внутренней среды организма (и внешних — по отношению к клетке). В этом состоит их коренное отличие от трансформированных клеток, деля­щихся под воздействием эндогенных стимулов. Существуют два типа физиологической регуляции — эндокринная и паракринная. Эндокринная регуляция
  18. ПРЯМОЕ ДЕЛЕНИЕ, ИЛИ АМИТОЗ
    Амитоз (а — без, mitos — нить) чаще всего совершается путем перетяжки вначале ядрышка, ядра, а затем и цитоплазмы. В результате появляются две или несколько дочерних клеток. Иногда разделение ядра не сопровождается разделением цитоплазмы. Тогда возникают многоядерные клетки. {foto23}Органеллы и включения цитоплазмы не претерпевают видимых изменений, а ядро не исчезает, как при митозе (рис,
  19. Взаимозависимость процессов "развития изнутри" и "развития извне" в становлении АК
    Взаимодействие внешнего (расширение жизни индивидуального сознания, возникновение нового личностного опыта за счет интерсоциальных связей) и внутреннего (последовательного и постоянного тождества себя с самим собой и развития изнутри) векторов развития АК обусловлено следующей закономерностью: активизация интраиндивидных процессов (дифференциация и интеграция) происходит в ситуации социального
  20. Питание для больных сахарным диабетом легкой степени тяжести с заболеваниями печени и желчного пузыря с нормальной массой тела, получающим сахароснижающие препараты (диета на 2500 калорий)
    НАБОР ПРОДУКТОВ НА ДЕНЬ Хлеб черный 300 г. Картофель 100 г. Овощи 800 г. Крупа гречневая, овсяная или перловая 50 г. Мясо (говядина II категории или куры) 160 г. Бульон мясной 300 г. Белок яйца 2 штуки. Творог обезжиренный 200 г. Молоко 600 г. Кефир или простокваша 200 г. Масло сливочное 25 г. Масло растительное 25 г. Колбаса диетическая 50 г. Сахар 20 г. ПРИМЕРНОЕ МЕНЮ НАДЕНЬ
Медицинский портал "MedguideBook" © 2014-2019
info@medicine-guidebook.com