Funkcje błony cd.
Odbieranie informacji ze środowiska i od innych komórek
Sygnały fizyczne:
Promieniowanie
Dźwięk
Sygnały chemiczne:
Związki chemiczne
Hormony
Składniki macierzy pozakomórkowej
Cytokiny(czynnik wzrostu, różnicowania)
Adhezja międzykomórkowa
Informatory I-go rzędu- cząsteczki sygnałowe wydzielane przez komórki
Transport okołokrynowy-ściśle połączone komórki kontaktują się ze sobą; nie wymaga wydzielenia substancji do środowiska
Transport autokrynowy-komórka sama wydziela i sama jest aktywowana tzn odpowiada na swój własny sygnał; wydzielona częsteczka przyczepia się do receptora na błonie; występuje w układzie immunologicznym
Transport parakrynowy- komórka wydziela substancję która aktywuję drugą komórkę tzn atakuje jej błonę
Istotne podczas transpotu są: adhezja(przyleganie kom do podłoża), agregacja, zranienie
Transport para+transport auto= częste połączenie
Ligandy-informatory
Receptory-białka proste, glikoproteiny; składniki błony komórkowej; ok. 1000-3000 w błonie, liczba zależy od aktywności i wrażliwości komórki na sygnały.
Nie zawsze receptor odpowiada na konkretny ligand
Reakcja receptor+ligand różni się w zależności od komórki
Receptory(umieszczenie)
Błonowe- domena zewnętrzna skierowana na zewnątrz komórki; ich aktywacja nie wymaga wniknięcia do komórki
Wewnątrzkomórkowe- aktywacja wymaga wniknięcia liganda do wnętrza komórki
Ligandy
Lipofilowe-możliwość przechodzenie przez błonę komórkową;steroidy
Hydrofilowe
Receptory
Lipofilowe-od strony cytozolu
Hydrofilowe- od wewnątrz z ligandem, od zewnątrz białko
Gdy ligand łączy się z receptorem jest przenoszony do jądra i wpływa na ekspresję genów.
Receptory lipofilowe- krótki czas odpowiedzi, dla enzymów dłogi-białka regulatorowe.
Tlenek azotu w komórce działa na enzym cyklozę guanylanową i katalizuję cykliczne CGMP z nukleotydu GMP. CGMP tp cząsteczka aktywująca krótki wewnątrzkomórkowy szlak wyzwalający końcową odpowiedź tzn rozkurcz mięśnia gładkiego. Wydzielany przez komórki śródbłonka jest używany przez komórki nerwowe do bezpośredniego przekaźnictwa. Powstaje z aminokwasu argininy, działa jako przekaźnik w wielu tkankach- rozkurcz mięśni.
Receptory hydrofilowe odpowiadają ligandom hydrofilowym. Występują integralne białka błonowe, bo ligand jest za duży na dyfuzje prostą.
Białka jonotropowe-związane z kanałami jonowymi; komórki nerwowe i mięśniowe, szybkie sygnały w synapsach przekształcające sygnał chemiczny na elektryczny. Po połączeniu zmienia konformację tzn otwiera lub zamyka kanał. Napędzane gradientem jony tak szybko wpływają i wypływają z komórki, że powodują zmianę potencjału transbłonowego, który powoduje impuls nerwowy. Wytwarzają sygnał międzykomórkowy przez jony.
białka metabotropowe(serpentynowe)-wspólnie z białkami po stronie cytozolu- białka G; przechodzą wielokrotnie (7razy) przez błonę komórkową. Po związaniu z ligandem ulega zmianie konformacyjnej która odkształca cytoplazmatyczną stronę receptora, która pozwana na oddziaływanie z białkiem G. Wiążą największą liczbę czynników sygnałowych.
Białka katalityczne(enzymatyczne)- związane z enzymami po stronie cytozolu; raz przechodzi przez błonę, odpowiedź powoduje wzrost jonów wapnia
Białka G
Białka integralne położone po stronie cytozolu. Wiążą nukleotydy guaninowe GTP i GDP. Złozone z trzech podjednostek alfa, beta, gamma. Występuje w formie inhibitorowej Gi. Podjednostka alfa łączy się z GDP i kiedy GDP ulega fosforylacji to podjednostka alfa dysocjuje, oddziela się i tworzą się osobna podjednostka alfa i dimer beta-gamma. Cząsteczki beta-gamma łatwo dyfundują przez błonę i mogę przekazywać sygnały. Połączenie alfa+GDP ma zdolność hydrolizy GDP (aktywność enzymatyczna). Potem GDP przyłącza się do dimeru beta-gamma i sygnał zostaje wyłączony.
Alfa+GTP
Stymuluje lub hamuje enzym wytwarzający cykliczny AMP,czyli cAMP którego funkcją jest aktywacja kinazy białek. Konsekwencją powstania cAMP jest przeniesienie informacji do cytozolu i jądra.
Adrenalina
Mięśnie szkieletowe-rozpad glikogenu, synteza glukozy
Komórki tłuszczowe-prośpieszony rozkład triacyloglicerolu, procesy katalityczne zależą od kinaz z podjednostkami katalitycznymi
Dimer beta-gamma
Zdolność dyfuzji, dociera do kanałów jonowych i wpływa na ich regulacje
Acetylocholina
Zwalnia pracę serca, hamuję wytwarzanie cAMP
cAMP
aktywacja lub hamowanie kinazy A PKA(kinaza białkowa A). Aktywacja jest punktem startowym dla szlaku informacyjnego. Kinaza A inicjuje procesy metaboliczne i ekspresję genów. Aktywuje unzymy usuwające fosfor.
Hormon hydrofilowy->receptor serpentynowy->aktywacja białka G->cykloza adenylanowa->kinaza A->regulatorowe białka genu->transkrypcja genu
Kinaza CaM
Pomaga w powstawaniu pamięci w mózgu ssaków
Informatory II-go rzędu- zwiększenie ilości odpowiedzi wewnątrzkomórkowych, wzmożenie sygnału
CAMP
CGP
DAG
WAP
Szlak fosfatydyloinozytolowy
Ligand łączy się z receptorem metabotropowym i przekazuje informacje do białka G, które aktywują fosfolipazę C. Działa ona na błonowe fosfolipidy i tworzy dwie cząsteczki informatorowi IP3 i DAG. IP3 opuszcza błonę komórkową, dyfunduje do cytozolu, dociera do retikulum, wiąże się z kanałami wapniowymi i je otwiera. Zmagazynowany w kanałach wapń wypływa do cytozolu. Kanał zamknie się, kiedy IP3 ulegnie fosforylacji. Nadmiar jonów wapnia usuwany jest przez ATP i pompę jonową. Wzrost stężenia wapnia powoduje podwyższenie poziomu cyklazy GMP. Diacyloglicerol i wapń są informatorami, które odpowiadają za aktywację kinazy C. Wapń wiąże się z nieaktywnymi białkami cytozolu.