9.1: Molekuli za kuashiria na Receptors za mkononi

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza aina nne za ishara zilizopatikana katika viumbe vya multicellular
• Linganisha mapokezi ya ndani na receptors ya uso wa seli
• Kutambua uhusiano kati ya muundo wa ligand na utaratibu wake wa utekelezaji

Kuna aina mbili za mawasiliano katika ulimwengu wa seli zilizo hai. Mawasiliano kati ya seli huitwa ishara ya intercellular, na mawasiliano ndani ya seli huitwa ishara ya intracellular. Njia rahisi ya kukumbuka tofauti ni kwa kuelewa asili ya Kilatini ya viambishi awali: inter- inamaanisha “kati ya” (kwa mfano, mistari ya kuingiliana ni yale yanayovuka) na intra- inamaanisha “ndani” (kama intravenous).

Ishara za kemikali zinatolewa na seli za kuashiria kwa namna ya molekuli ndogo, kwa kawaida tete au mumunyifu inayoitwa ligandi. Ligand ni molekuli inayofunga molekuli nyingine maalum, wakati mwingine, kutoa ishara katika mchakato. Ligands hivyo inaweza kufikiriwa kama molekuli ishara. Ligandi huingiliana na protini katika seli zenye lengo, ambazo ni seli zinazoathiriwa na ishara za kemikali; protini hizi huitwa pia vipokezi. Ligands na receptors zipo katika aina kadhaa; hata hivyo, ligand maalum itakuwa na receptor maalum ambayo kwa kawaida hufunga tu ligand.

Fomu za Kuashiria

Kuna aina nne za ishara za kemikali zinazopatikana katika viumbe vya seli mbalimbali: ishara ya paracrine, ishara ya endocrine, ishara ya autocrine, na ishara ya moja kwa moja kwenye makutano ya pengo (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Tofauti kuu kati ya makundi mbalimbali ya kuashiria ni umbali ambao ishara husafiri kwa njia ya viumbe ili kufikia kiini cha lengo. Sio seli zote zinazoathiriwa na ishara sawa.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Katika ishara ya kemikali, kiini kinaweza kulenga yenyewe (ishara ya autocrine), kiini kilichounganishwa na makutano ya pengo, kiini cha karibu (ishara ya paracrine), au kiini cha mbali (ishara ya endocrine). Ishara ya paracrine hufanya juu ya seli zilizo karibu, ishara ya endocrine hutumia mfumo wa mzunguko wa kusafirisha ligands, na ishara ya autocrine hufanya kwenye kiini cha kuashiria. Kuashiria kupitia makutano ya pengo inahusisha molekuli za kuashiria zinazohamia moja kwa moja kati ya seli zilizo karibu.

Ishara ya Paracrine

Ishara zinazofanya kazi ndani ya nchi kati ya seli zilizo karibu pamoja huitwa ishara za paracrine. Ishara za paracrine huhamia kwa kutenganishwa kupitia tumbo la ziada. Aina hizi za ishara kwa kawaida husababisha majibu ya haraka ambayo hudumu muda mfupi tu. Ili kuweka majibu yaliyowekwa ndani, molekuli ya ligand ya paracrine kawaida huharibika haraka na enzymes au kuondolewa na seli za jirani. Kuondoa ishara itarejesha gradient ya mkusanyiko kwa ishara, na kuwaruhusu kuenea haraka kupitia nafasi ya intracellular ikiwa imetolewa tena.

Mfano mmoja wa ishara ya paracrine ni uhamisho wa ishara katika sinepsi kati ya seli za neva. Kiini cha neva kina mwili wa seli, upanuzi kadhaa mfupi, wa matawi unaoitwa dendrites zinazopokea uchochezi, na ugani mrefu unaoitwa axon, ambao hupeleka ishara kwa seli nyingine za neva au seli za misuli. Makutano kati ya seli za ujasiri ambapo maambukizi ya ishara hutokea huitwa synapse. Ishara ya synaptic ni ishara ya kemikali inayosafiri kati ya seli za ujasiri. Ishara ndani ya seli za ujasiri huenezwa na msukumo wa umeme wa haraka. Wakati msukumo huu unafikia mwisho wa axon, ishara inaendelea hadi dendrite ya seli inayofuata kwa kutolewa kwa ligandi za kemikali zinazoitwa neurotransmitters na kiini cha presynaptic (kiini kinachotoa ishara). Neurotransmitters ni kusafirishwa katika umbali mdogo sana kati ya seli za ujasiri, ambayo huitwa synapses kemikali (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). umbali ndogo kati ya seli za neva inaruhusu ishara ya kusafiri haraka; hii inawezesha majibu ya haraka, kama vile, Kuchukua mkono wako mbali jiko!

Wakati neurotransmitter kumfunga receptor juu ya uso wa kiini postsynaptic, uwezo wa electrochemical ya mabadiliko ya seli lengo, na msukumo wa pili wa umeme huzinduliwa. Neurotransmitters zinazotolewa katika sinepsi ya kemikali zinaharibika haraka au kupata kufyonzwa tena na seli ya presynaptic ili seli ya neva ya mpokeaji inaweza kupona haraka na kuwa tayari kujibu haraka kwa ishara ya sinepsi inayofuata.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Umbali kati ya kiini cha presynaptic na kiini cha postsynaptic kinachoitwa pengo la sinepsi - ni ndogo sana na inaruhusu kuenea kwa haraka kwa neurotransmitter. Enzymes katika cleft synapatic kuharibu baadhi ya aina ya neurotransmitters kusitisha ishara.

Endocrine Ishara

Ishara kutoka seli za mbali huitwa ishara za endocrine, na zinatoka kwenye seli za endocrine. (Katika mwili, seli nyingi za endocrine ziko katika tezi za endocrine, kama vile tezi ya tezi, hypothalamus, na tezi ya pituitary.) Aina hizi za ishara kwa kawaida huzalisha majibu ya polepole lakini huwa na athari ya kudumu kwa muda mrefu. Ligandi zilizotolewa katika ishara za endokrini zinaitwa homoni, kuashiria molekuli zinazozalishwa katika sehemu moja ya mwili lakini huathiri mikoa mingine ya mwili umbali fulani mbali.

Homoni husafiri umbali mkubwa kati ya seli za endocrine na seli zao za lengo kupitia mfumo wa damu, ambayo ni njia ya polepole kiasi ya kuhamia mwili wote. Kwa sababu ya aina yao ya usafiri, homoni hupunguzwa na zipo katika viwango vya chini wanapotenda kwenye seli zao za lengo. Hii ni tofauti na ishara ya paracrine, ambayo viwango vya ndani vya ligands vinaweza kuwa juu sana.

Autocrine Signaling

Ishara za Autocrine zinazalishwa na seli za kuashiria ambazo zinaweza pia kumfunga kwa ligand inayotolewa. Hii inamaanisha kiini cha kuashiria na kiini cha lengo kinaweza kuwa sawa au kiini sawa (kiambishi awali cha auto- kinamaanisha kujitegemea, kukumbusha kwamba kiini cha kuashiria kinatuma ishara yenyewe). Aina hii ya ishara mara nyingi hutokea wakati wa maendeleo ya awali ya viumbe ili kuhakikisha kwamba seli zinaendelea ndani ya tishu sahihi na kuchukua kazi sahihi. Ishara ya Autocrine pia inasimamia hisia za maumivu na majibu ya uchochezi. Zaidi ya hayo, ikiwa kiini kinaambukizwa na virusi, kiini kinaweza kujionyesha kuwa na kifo cha kiini kilichopangwa, na kuua virusi katika mchakato. Katika hali nyingine, seli za jirani za aina hiyo pia huathiriwa na ligand iliyotolewa. Katika maendeleo ya kiinitete, mchakato huu wa kuchochea kundi la seli jirani inaweza kusaidia kuelekeza upambanuzi wa seli zinazofanana katika aina moja ya seli, hivyo kuhakikisha matokeo sahihi ya maendeleo.

Kuashiria moja kwa moja katika Makutano ya Pengo

Makutano ya pengo katika wanyama na plasmodesmata katika mimea ni uhusiano kati ya membrane ya plasma ya seli za jirani. Njia hizi zilizojaa maji huruhusu molekuli ndogo za ishara, zinazoitwa wapatanishi wa intracellular, kueneza kati ya seli mbili. Molekuli ndogo, kama vile ioni za kalsiamu (Ca ²⁺), zinaweza kuhamia kati ya seli, lakini molekuli kubwa kama protini na DNA haziwezi kupatana kupitia njia. Ufafanuzi wa njia huhakikisha kwamba seli zinabaki huru lakini zinaweza kusambaza ishara haraka na kwa urahisi. Uhamisho wa molekuli za kuashiria huwasiliana na hali ya sasa ya seli ambayo ni moja kwa moja karibu na kiini cha lengo; hii inaruhusu kundi la seli kuratibu majibu yao kwa ishara kwamba mmoja wao pekee anaweza kuwa amepokea. Katika mimea, plasmodesmata ni ya kawaida, na kufanya mmea mzima kuwa mtandao mkubwa, mawasiliano.

Aina ya Receptors

Vipokezi ni molekuli za protini katika kiini cha lengo au juu ya uso wake zinazofunga ligand. Kuna aina mbili za receptors, receptors ndani na receptors ya uso wa seli.

Mapokezi ya ndani

Vipokezi vya ndani, pia hujulikana kama vipokezi vya intracellular au cytoplasmic, hupatikana katika saitoplazimu ya seli na huitikia molekuli za ligand za hidrofobiki ambazo zinaweza kusafiri kwenye utando wa plasma. Mara moja ndani ya seli, wengi wa molekuli hizi hufunga kwa protini zinazofanya kazi kama wasimamizi wa awali ya mRNA (transcription) ili kupatanisha kujieleza kwa jeni. Usemi wa jeni ni mchakato wa seli za kubadilisha habari katika DNA ya seli kuwa mlolongo wa amino asidi, ambayo hatimaye huunda protini. Wakati ligand inafunga kwa receptor ya ndani, mabadiliko ya kufanana yanasababishwa ambayo hufunua tovuti ya kumfunga DNA kwenye protini. Ligand-receptor tata huenda ndani ya kiini, kisha hufunga kwa mikoa maalum ya udhibiti wa DNA ya chromosomal na kukuza uanzishwaji wa transcription (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Transcription ni mchakato wa kunakili habari katika seli DNA katika aina maalum ya RNA inayoitwa mjumbe RNA (mRNA); kiini hutumia habari katika mRNA (ambayo huenda nje katika saitoplazimu na kuhusisha na ribosomu) kuunganisha asidi amino maalum katika mpangilio sahihi, kuzalisha protini. Vipokezi vya ndani vinaweza kuathiri moja kwa moja kujieleza kwa jeni bila ya kupitisha ishara kwa wapokeaji wengine au wajumbe.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Hydrophobic ishara molekuli kawaida kueneza katika utando plasma na kuingiliana na receptors ndani ya seli katika cytoplasm. Vipokezi vingi vya intracellular ni mambo ya transcription ambayo yanaingiliana na DNA katika kiini na kudhibiti usemi wa jeni.

Receptors ya uso wa kiini

Vipokezi vya uso wa seli, pia hujulikana kama vipokezi vya transmembrane, ni uso wa seli, protini za membrane-nanga (muhimu) ambazo hufunga kwa molekuli za nje za ligand. Aina hii ya receptor huzunguka utando wa plasma na hufanya uhamisho wa ishara, ambapo ishara ya ziada inabadilishwa kuwa ishara ya intercellular. Ligands zinazoingiliana na receptors za uso wa seli hazipaswi kuingia kiini ambacho huathiri. Vipokezi vya uso wa seli pia huitwa protini maalum za seli au alama kwa sababu ni maalum kwa aina za seli za mtu binafsi.

Kwa sababu protini receptor kiini uso ni msingi kwa kazi ya kawaida ya seli, ni lazima kuja kama hakuna mshangao kwamba malfunction katika mojawapo ya protini hizi inaweza kuwa na madhara makubwa. Makosa katika miundo ya protini ya molekuli fulani ya kipokezi yameonyeshwa kuwa na jukumu katika shinikizo la damu (shinikizo la damu), pumu, ugonjwa wa moyo, na kansa.

Kila receptor ya uso wa seli ina vipengele vitatu kuu: uwanja wa nje wa ligand-binding, eneo la utando wa hydrophobic, na uwanja wa intracellular ndani ya seli. Domain ya kisheria ya ligand pia inaitwa uwanja wa ziada. Ukubwa na kiwango cha kila moja ya vikoa hivi hutofautiana sana, kulingana na aina ya kipokezi.

Uunganisho wa Mageuzi: Jinsi Virusi Kutambua Jeshi

Tofauti na seli zilizo hai, virusi vingi hazina utando wa plasma au miundo yoyote muhimu ili kuendeleza maisha. Virusi vingine vinajumuisha shell ya protini ya inert iliyo na DNA au RNA. Ili kuzaliana, virusi lazima ziingie kiini kilicho hai, ambacho hutumika kama mwenyeji, na kisha kuchukua vifaa vya mkononi vya majeshi. Lakini virusi hutambuaje mwenyeji wake?

Virusi mara nyingi hufunga kwa receptors ya uso wa seli kwenye kiini cha mwenyeji. Kwa mfano, virusi vinavyosababisha mafua ya binadamu (homa) hufunga hasa kwa receptors kwenye membrane ya seli za mfumo wa kupumua. Tofauti za kemikali katika vipokezi vya uso wa seli kati ya majeshi inamaanisha kuwa virusi vinavyoathiri spishi maalum (kwa mfano binadamu) haiwezi kuambukiza spishi nyingine (kwa mfano kuku).

Hata hivyo, virusi vina kiasi kidogo sana cha DNA au RNA ikilinganishwa na wanadamu, na, kwa sababu hiyo, uzazi wa virusi unaweza kutokea haraka. Uzazi wa virusi huzalisha makosa ambayo yanaweza kusababisha mabadiliko katika virusi hivi karibuni; mabadiliko haya yanamaanisha kuwa protini za virusi zinazoingiliana na receptors za uso wa seli zinaweza kubadilika kwa namna ambayo zinaweza kumfunga kwa receptors katika jeshi jipya. Mabadiliko hayo hutokea kwa nasibu na mara nyingi kabisa katika mzunguko wa uzazi wa virusi, lakini mabadiliko yanajali tu ikiwa virusi vilivyo na mali mpya za kumfunga huwasiliana na mwenyeji mzuri. Katika kesi ya mafua, hali hii inaweza kutokea katika mazingira ambapo wanyama na watu wanawasiliana karibu, kama vile mashamba ya kuku na nguruwe. ¹ Mara baada ya virusi kuruka kwa mwenyeji mpya, inaweza kuenea haraka. Wanasayansi wanaangalia virusi vipya vinavyoonekana (vinavyoitwa virusi vinavyojitokeza) kwa karibu kwa matumaini kwamba ufuatiliaji huo unaweza kupunguza uwezekano wa magonjwa ya virusi vya kimataifa.

Vipokezi vya uso wa seli vinahusika katika ishara nyingi katika viumbe vya multicellular. Kuna makundi matatu ya jumla ya receptors ya uso wa seli: receptors ya ioni inayohusishwa na kituo, receptors zinazohusiana na G-protini, na receptors zinazohusiana na enzyme.

Vipokezi vinavyounganishwa na kituo cha Ion hufunga ligand na kufungua kituo kupitia utando unaoruhusu ions maalum kupita. Ili kuunda kituo, aina hii ya receptor ya uso wa kiini ina kanda kubwa ya membrane-Guinea. Ili kuingiliana na mikia ya asidi ya mafuta ya phospholipid ambayo huunda katikati ya utando wa plasma, wengi wa asidi amino katika eneo la membrane-Guinea ni hydrophobic katika asili. Kinyume chake, amino asidi zinazoweka ndani ya kituo ni hydrophilic kuruhusu kifungu cha maji au ions. Wakati ligand hufunga kwa kanda ya ziada ya channel, kuna mabadiliko ya uwiano katika muundo wa protini ambayo inaruhusu ions kama vile sodiamu, kalsiamu, magnesiamu, na hidrojeni kupitisha (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Vituo vya ioni vilivyotengenezwa huunda pore kupitia utando wa plasma unaofungua wakati molekuli ya ishara inafunga. Pore wazi basi inaruhusu ions kuingia ndani au nje ya seli.

Vipokezi vinavyounganishwa na protini ya G hufunga ligand na kuamsha protini ya utando inayoitwa G-protini. G-protini iliyoamilishwa kisha inakabiliana na kituo cha ion au enzyme katika membrane (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Vipokezi vyote vya protini vya G vina vikoa saba vya transmembrane, lakini kila receptor ina uwanja wake maalum wa ziada na tovuti ya kisheria ya G-protini.

Kuashiria kiini kwa kutumia vipokezi vinavyohusishwa na G-protini-hutokea kama mfululizo wa matukio ya mzunguko. Kabla ya ligand kumfunga, protini ya G isiyo na kazi inaweza kumfunga kwenye tovuti mpya iliyofunuliwa kwenye receptor maalum kwa kumfunga kwake. Mara baada ya protini ya G kumfunga kwa receptor, mabadiliko ya sura ya matokeo huwashawishi protini ya G, ambayo hutoa Pato la Taifa na huchukua GTP. Subunits ya G-protini kisha imegawanyika katika subunit α na subunit βγ. Moja au vipande viwili vya G-protini vinaweza kuamsha protini nyingine kama matokeo. Baada ya muda, GTP kwenye sehemu ndogo ya α ya protini ya G ni hidrolisisi kwa Pato la Taifa na subunit βγ imezimwa. Subunits reassociate kuunda G-protini inaktiv na mzunguko huanza upya.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Protini za G za Heterotrimeric zina subunits tatu: α, β, na γ. Wakati molekuli ya ishara ikifunga kwa receptor ya G-protini-pamoja katika utando wa plasma, molekuli ya Pato la Taifa inayohusishwa na subunit α inabadilishwa kwa GTP. Subunits β na γ hutengana na subunit α, na majibu ya seli husababishwa ama kwa subunit α au jozi βγ iliyojitenga. Hidrolisisi ya GTP kwa Pato la Taifa hupunguza ishara.

Vipokezi vya protini vya G-vimejifunza sana na mengi yamejifunza kuhusu majukumu yao katika kudumisha afya. Bakteria ambazo ni pathogenic kwa binadamu zinaweza kutolewa sumu zinazozuia kazi maalum ya receptor inayohusishwa na protini ya G, na kusababisha magonjwa kama vile kifaduro, botulism, na kipindupindu. Katika kipindupindu (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)), kwa mfano, bakteria ya maji ya Vibrio kipindupindu hutoa sumu, choleragen, ambayo hufunga kwa seli zinazofunga tumbo mdogo. Toxini kisha inaingia seli hizi za matumbo, ambapo hubadilisha G-protini inayodhibiti ufunguzi wa channel ya kloridi na husababisha kubaki kazi kwa kuendelea, na kusababisha hasara kubwa ya maji kutoka mwilini na uwezekano wa kuharibika kwa maji mwilini kutokana na matokeo yake.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Kuambukizwa hasa kwa njia ya maji machafu ya kunywa, kipindupindu ni sababu kubwa ya kifo katika ulimwengu unaoendelea na katika maeneo ambayo majanga ya asili yanazuia upatikanaji wa maji safi. Bakteria ya kipindupindu, Vibrio kolerae, hujenga sumu ambayo hubadilisha njia za kuashiria seli za G-protini-mediated ndani ya matumbo. Usafi wa kisasa unaondosha tishio la kuzuka kwa kipindupindu, kama ile iliyoingia katika jiji la New York mwaka 1866. Bango hili kutoka wakati huo linaonyesha jinsi, wakati huo, njia ambayo ugonjwa huo uliambukizwa haikueleweka. (mikopo: Tume ya Usafi wa Jiji la New York)

Vipokezi vinavyounganishwa na enzyme ni receptors ya uso wa seli na vikoa vya intracellular vinavyohusishwa na enzyme. Katika hali nyingine, uwanja wa intracellular wa receptor yenyewe ni enzyme. Vipokezi vingine vinavyounganishwa na enzyme vina uwanja mdogo wa intracellular unaoingiliana moja kwa moja na enzyme. Vipokezi vinavyounganishwa na enzyme huwa na vikoa vingi vya ziada na vya intracellular, lakini eneo la utando linajumuisha kanda moja ya alpha-helical ya kamba ya peptide. Wakati ligand inafunga kwenye uwanja wa ziada, ishara huhamishwa kupitia membrane, inleda enzyme. Utekelezaji wa enzyme huweka mlolongo wa matukio ndani ya seli ambayo hatimaye husababisha majibu. Mfano mmoja wa aina hii ya receptor inayohusishwa na enzyme ni receptor ya tyrosine kinase (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Kinase ni enzyme inayohamisha vikundi vya phosphate kutoka ATP hadi protini nyingine. Tyrosine kinase receptor huhamisha makundi phosphate kwa molekuli tyrosine (mabaki ya tyrosine). Kwanza, molekuli za ishara zinafunga kwenye uwanja wa ziada wa receptors mbili za karibu za tyrosine kinase. Vipokezi viwili vya jirani kisha hufunga pamoja, au dimerize. Phosphates huongezwa kwenye mabaki ya tyrosine kwenye uwanja wa intracellular wa receptors (phosphorylation). Mabaki ya phosphorylated yanaweza kupitisha ishara kwa mjumbe ijayo ndani ya cytoplasm.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Kinase ya tyrosine ya receptor ni receptor inayohusishwa na enzyme na kanda moja ya transmembrane, na nyanja za ziada na za intracellular. Kufungwa kwa molekuli ya ishara kwenye uwanja wa ziada husababisha receptor kupungua. Mabaki ya Tyrosine kwenye uwanja wa intracellular ni kisha autophosphorylated, na kusababisha athari za mkononi za chini. Ishara imekamilika na phosphatase ambayo huondoa phosphates kutoka kwenye mabaki ya phosphotyrosine.

HER2 ni receptor tyrosine kinase. Katika asilimia 30 ya saratani ya matiti ya binadamu, HER2 imeanzishwa kwa kudumu, na kusababisha mgawanyiko wa seli usio na udhibiti. Lapatinib, dawa inayotumika kutibu saratani ya matiti, huzuia HER2 receptor tyrosine kinase autophosphorylation (mchakato ambao receptor anaongeza phosphates yenyewe), hivyo kupunguza ukuaji wa tumor kwa asilimia 50. Mbali na autophosphorylation, ni ipi ya hatua zifuatazo zingezuiwa na Lapatinib?

1. Kuashiria molekuli kisheria, dimerization, na majibu ya chini ya mkondo mkononi
2. Dimerization, na majibu ya chini ya mkondo wa seli
3. Mitikio ya mkononi ya chini
4. Shughuli za phosphatase, dimerization, na majibu ya seli za chini

Molekuli ya kuashiria

Iliyotengenezwa na seli za kuashiria na kisheria inayofuata kwa receptors katika seli za lengo, ligands hufanya kama ishara za kemikali zinazosafiri kwenye seli za lengo ili kuratibu majibu. Aina za molekuli zinazotumika kama ligandi ni tofauti sana na zinatofautiana kutoka protini ndogo hadi ioni ndogo kama kalsiamu (Ca ²⁺).

Ligandi ndogo za Hydrophobic

Ligandi ndogo za hydrophobic zinaweza kuenea moja kwa moja kupitia utando wa plasma na kuingiliana na vipokezi vya ndani. Wanachama muhimu wa darasa hili la ligands ni homoni za steroid. Steroidi ni lipids ambazo zina mifupa ya hidrokaboni yenye pete nne za fused; steroids tofauti zina vikundi tofauti vya kazi vilivyounganishwa na mifupa ya kaboni. Homoni za steroidi ni pamoja na homoni ya ngono ya kike, estradiol, ambayo ni aina ya estrojeni; homoni ya ngono ya kiume, testosterone; na cholesterol, ambayo ni sehemu muhimu ya kimuundo ya utando wa kibiolojia na mtangulizi wa homoni za steroidi (Kielelezo\(\PageIndex{8}\)). Homoni nyingine hydrophobic ni pamoja na homoni tezi na vitamini D. ili kuwa mumunyifu katika damu, ligands hydrophobic lazima kumfunga kwa carrier protini wakati wao ni kuwa kusafirishwa kwa njia ya mfumo wa damu.

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): homoni za steroid zina miundo sawa ya kemikali kwa mtangulizi wao, cholesterol. Kwa sababu molekuli hizi ni ndogo na hydrophobic, zinaweza kueneza moja kwa moja kwenye utando wa plasma ndani ya seli, ambapo huingiliana na vipokezi vya ndani.

Ligandi za Mumunyifu

Ligandi za mumunyifu wa maji ni polar na kwa hiyo haziwezi kupita kwenye utando wa plasma bila kusaidiwa; wakati mwingine, ni kubwa mno kupita kwenye utando kabisa. Badala yake, ligands nyingi za mumunyifu wa maji hufunga kwenye uwanja wa ziada wa receptors ya uso wa seli. Kikundi hiki cha ligands ni tofauti kabisa na kinajumuisha molekuli ndogo, peptidi, na protini.

Ligandi nyingine

Oxydi ya nitriki (NO) ni gesi ambayo pia hufanya kama ligand. Inaweza kueneza moja kwa moja kwenye membrane ya plasma, na moja ya majukumu yake ni kuingiliana na receptors katika misuli laini na kushawishi utulivu wa tishu. NO ina nusu ya maisha mafupi sana na kwa hiyo inafanya kazi tu juu ya umbali mfupi. Nitroglycerin, matibabu ya ugonjwa wa moyo, hufanya kwa kuchochea kutolewa kwa NO, ambayo husababisha mishipa ya damu kupanua (kupanua), na hivyo kurejesha mtiririko wa damu kwa moyo. NO imekuwa anafahamika zaidi hivi karibuni kwa sababu njia ambayo huathiri ni walengwa na dawa za dawa kwa dysfunction erectile, kama vile Viagra (Erection inahusisha mishipa ya damu dilated).

Muhtasari

Viini vinawasiliana na ishara zote mbili za ndani na za intracellular. Seli za kuashiria hutoa ligandi zinazofunga kwa seli za lengo na kuanzisha mlolongo wa matukio ndani ya kiini cha lengo. Makundi manne ya kuashiria katika viumbe vingi vya seli ni ishara ya paracrine, ishara ya endocrine, ishara ya autocrine, na ishara ya moja kwa moja katika makutano ya pengo. Ishara ya Paracrine hufanyika juu ya umbali mfupi. Ishara za Endocrine zinafanywa umbali mrefu kwa njia ya damu na homoni, na ishara za autocrine zinapokelewa na kiini kimoja kilichotuma ishara au seli nyingine zilizo karibu za aina hiyo. Makutano ya pengo huruhusu molekuli ndogo, ikiwa ni pamoja na molekuli za kuashiria, inapita kati ya seli za jirani.

Mapokezi ya ndani hupatikana katika cytoplasm ya seli. Hapa, hufunga molekuli za ligand zinazovuka utando wa plasma; magumu haya ya receptor-ligand huhamia kiini na kuingiliana moja kwa moja na DNA za mkononi. Vipokezi vya uso wa seli hupeleka ishara kutoka nje ya seli hadi kwenye cytoplasm. Vipokezi vya kituo cha Ion, wakati wa kushikamana na ligands zao, huunda pore kupitia membrane ya plasma ambayo ions fulani inaweza kupita. Vipokezi vinavyounganishwa na protini ya G vinaingiliana na protini ya G kwenye upande wa cytoplasmic ya utando wa plasma, kukuza ubadilishaji wa Pato la Taifa lililofungwa kwa GTP na kuingiliana na enzymes nyingine au njia za ioni ili kusambaza ishara. Vipokezi vinavyounganishwa na enzyme hupeleka ishara kutoka nje ya seli kwenye uwanja wa intracellular wa enzyme iliyofungwa na membrane. Kufungwa kwa Ligand husababisha uanzishaji wa enzyme. Ligands ndogo za hydrophobic (kama steroids) zinaweza kupenya utando wa plasma na kumfunga kwa receptors za ndani. Ligands za hydrophilic za mumunyifu wa maji haziwezi kupita kwenye membrane; badala yake, hufunga kwa receptors za uso wa seli, ambazo hupeleka ishara ndani ya seli.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): HER2 ni receptor tyrosine kinase. Katika asilimia 30 ya saratani ya matiti ya binadamu, HER2 imeanzishwa kwa kudumu, na kusababisha mgawanyiko wa seli usio na udhibiti. Lapatinib, dawa inayotumika kutibu saratani ya matiti, huzuia HER2 receptor tyrosine kinase autophosphorylation (mchakato ambao receptor anaongeza phosphates yenyewe), hivyo kupunguza ukuaji wa tumor kwa asilimia 50. Mbali na autophosphorylation, ni ipi ya hatua zifuatazo zingezuiwa na Lapatinib?

1. Kuashiria molekuli kisheria, dimerization, na majibu ya chini ya mkondo mkononi.
2. Dimerization, na majibu ya chini ya mkondo mkononi.
3. majibu ya chini ya mkondo mkononi.
4. Shughuli ya phosphatase, dimerization, na majibu ya seli ya chini ya mvuke.

Jibu

C. majibu ya chini ya mkondo mkononi itakuwa imezuiliwa.

maelezo ya chini

1. 1 A. B. Sigalov, Shule ya Nature. IV. Kujifunza kutoka kwa Virusi, Self/Nonself 1, no. 4 (2010): 282-298. Y.Cao, X. Koh, L. Dong, X. Du, A. Wu, X. Ding, H. Deng, Y. Shu, J. Chen, T. Jiang, Rapid Makadirio ya shughuli Binding ya Virusi vya Influenza Hemagglutinin kwa Receptors ya Binadamu na ndege, PLOs One 6, hakuna 4 (2011): e18664.

faharasa

ishara ya autocrine

ishara kwamba ni alimtuma na kupokea na seli sawa au sawa karibu

receptor ya uso wa kiini

protini ya uso wa kiini ambayo hupeleka ishara kutoka nje ya seli hadi mambo ya ndani, ingawa ligand haiingii kiini

sinapsi ya kemikali

nafasi ndogo kati ya vituo vya axon na dendrites ya seli za ujasiri ambapo neurotransmitters hufanya kazi

seli ya endocrine

kiini kwamba releases ligands kushiriki katika endocrine kuashiria (homoni)

ishara ya endocrine

ishara ya umbali mrefu ambayo hutolewa na ligands (homoni) kusafiri kupitia mfumo wa mzunguko wa viumbe kutoka kiini cha kuashiria hadi kiini cha lengo

receptor ya enzyme

receptor ya uso wa kiini na nyanja za intracellular zinazohusishwa na enzymes zilizofungwa na membrane

uwanja wa ziada

kanda ya receptor ya uso wa seli ambayo iko juu ya uso wa seli

Mapokezi yanayohusiana na protini ya G

receptor ya uso wa kiini ambayo inamsha protini za G-zinazofungwa na membrane ili kupitisha ishara kutoka kwa receptor hadi vipengele vya membrane

ishara ya intercellular

mawasiliano kati ya seli

receptor ya ndani

(pia, receptor ya ndani ya seli) protini ya receptor ambayo iko katika cytosol ya seli na kumfunga kwa ligands zinazopita kwenye utando wa plasma

mpatanishi wa intracellular

(pia, mjumbe wa pili) molekuli ndogo ambayo hupeleka ishara ndani ya seli

ishara ya intracellular

mawasiliano ndani ya seli

ion channel receptor

receptor ya uso wa seli ambayo huunda kituo cha utando wa plasma, kinachofungua wakati ligand inafunga kwenye uwanja wa ziada (njia za ligand-gated)

ligandi

molekuli zinazozalishwa na kiini cha kuashiria kinachofunga na receptor maalum, kutoa ishara katika mchakato

nyurotransmita

kemikali ligand kwamba hubeba ishara kutoka seli moja ya ujasiri hadi ijayo

ishara ya paracrine

ishara kati ya seli za karibu zinazotolewa na ligands zinazosafiri katikati ya kioevu katika nafasi kati ya seli

kipokezi

protini katika au juu ya kiini lengo kwamba kumfunga kwa ligands

kiini cha kuashiria

kiini kwamba releases molekuli signal kwamba kuruhusu mawasiliano na kiini kingine

ishara ya sinepsi

kemikali signal (neurotransmitter) kwamba husafiri kati ya seli za neva

lengo kiini

kiini kilicho na receptor kwa ishara au ligand kutoka kiini cha kuashiria