obshaya_tsitologia (1120994), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Рецепторные белкисвязываются с лигандами и участвуют в отборе молекул, поступающих вклетки.В качестве таких рецепторов на поверхности клетки могут выступатьбелки мембраны или элементы гликокаликса - гликопротеиды. Такие246чувствительные участки к отдельным веществам могут быть разбросаны поповерхности клетки или собраны в небольшие зоны.Разные клетки животных организмов могут обладать разными наборамирецепторов или же разной чувствительностью одного и того же рецептора.Роль многих клеточных рецепторов заключается не только в связыванииспецифических веществ или способности реагировать на физическиефакторы, но и в передаче межклеточных сигналов с поверхности внутрьклетки.
В настоящее время хорошо изучена система передачи сигналаклеткам с помощью некоторых гормонов, в состав которых входятпептидные цепочки. Было найдено, что эти гормоны связываются соспецифическими рецепторами на поверхности плазматической мембраныклетки. Рецепторы, после связи с гормоном активируют другой белок,лежащий уже в цитоплазматической части плазматической мембраны, аденилатциклазу.
Этот фермент синтезирует молекулу циклического АМФ изАТФ. Роль циклического АМФ (цАМФ) заключается в том, что он являетсявторичным мессенджером - активатором ферментов - киназ, вызывающихмодификации других белков-ферментов. Так, при действии на печеночнуюклетку гормона поджелудочной железы глюкагона, вырабатываемого Аклетками островков Лангерганса, гормон связывается со специфическимрецептором,чтостимулируетактивациюаденилатциклазы.Синтезированный цАМФ активирует протеинкиназу А, которая в своюочередь активирует каскад ферментов, в конечном счете расщепляющихгликоген (запасной полисахарид животных) до глюкозы. Действие инсулиназаключается в обратном - он стимулирует вхождение глюкозы в печеночныеклетки и отложение ее в виде гликогена.В целом цепь событий развертывается следующим образом: гормонвзаимодействует специфически с рецепторной частью этой системы и, непроникая внутрь клетки, активирует аденилатциклазу, которая синтезируетцАМФ, активирующий или ингибирующий внутриклеточный фермент или247группу ферментов.
Таким образом, команда, сигнал от плазматическоймембраныпередаетсявнутрьклетки.Эффективностьэтойаденилатциклазной системы очень высока. Так взаимодействие одной илинескольких молекул гормона может привести за счет синтеза множествамолекул цАМФ к усилению сигнала в тысячи раз. В данном случаеаденилатциклазная система служит преобразователем внешних сигналов.Существует и другой путь, при котором используются другие вторичныемессенджеры, - это т.н. фосфатидилинозитольный путь.
Под действиемсоответствующего сигнала (некоторые нервные медиаторы и белки)активируется фермент фосфолипиза C, которая расщепляет фосфолипидфосфатидилинозитолдифосфат, который входит в состав плазматическоймембраны. Продукты гидролиза этого липида, с одной стороны, активируютпротеинкиназу C, которая вызывает активацию каскада киназ, что приводитк определенным клеточным реакциям, а с другой - приводит косвобождению ионов кальция, который регулирует целый ряд клеточныхпроцессов.Другой пример рецепторной активности - рецепторы ацетилхолина,важногонейромедиатора.Ацетилхолин,освобождаясьизнервногоокончания, связывается с рецептором на мышечном волокне, вызываетимпульсное поступление Na+ в клетку (деполяризация мембраны), открываясразу около 2000 ионных каналов в зоне нервно-мышечного окончания.Разнообразие и специфичность наборов рецепторов на поверхностиклетокприводитксозданиюоченьсложнойсистемымаркеров,позволяющих отличать свои клетки (той же особи или того же вида) отчужих.
Сходные клетки вступают друг с другом во взаимодействия,приводящие к слипанию поверхностей (конъюгация у простейших ибактерий, образование тканевых клеточных комплексов). При этом клетки,отличающиеся набором детерминантных маркеров или не воспринимающие248их, либо исключаются из такого взаимодействия, либо у высших животныхуничтожаются в результате иммунологических реакций (см. ниже).С плазматической мембраной связана локализация специфическихрецепторов, реагирующих на физические факторы.
Так, в плазматическоймембране или у ее производных у фотосинтетических бактерий исинезеленых водорослей локализованы белки-рецепторы (хлорофиллы),взаимодействующими с квантами света. В плазматической мембранесветочувствительных клеток животных расположена специальная системафоторецепторных белков (родопсин), с помощью которых световой сигналпревращается в химический, что в свою очередь приводит к генерацииэлектрического импульса.Межклеточное узнаваниеУ многоклеточных организмов за счет межклеточных взаимодействийобразуются сложные клеточные ансамбли, поддержание которых можетосуществляться разными путями.
В зародышевых, эмбриональных тканях,особенно на ранних стадиях развития, клетки остаются в связи друг с другомза счет способности их поверхностей слипаться. Это свойство адгезии(соединения, сцепления) клеток может определяться свойствами ихповерхности, которые специфически взаимодействуют друг с другом.Механизм этих связей достаточно хорошо изучен, он обеспечиваетсявзаимодействием между гликопротеидами плазматических мембран. Притаком межклеточном взаимодействии клеток между плазматическимимембранами всегда остается щель шириной около 20 нм, заполненнаягликокаликсом. Обработка ткани ферментами, нарушающими целостностьгликокаликса(муказы,мукополисахариды)илидействующиегидролитическиповреждающиенаплазматическуюмуцины,мембрану(протеазы), приводит к обособлению клеток друг от друга, к ихдиссоциации. Однако если удалить фактор диссоциации, то клетки могутснова собираться, реагрегировать.
Так можно диссоциировать клетки249разных по окраске губок, оранжевых и желтых. Оказалось, что в смеси этихклеток образуются два типа агрегатов: состоящие только из желтых и толькоиз оранжевых клеток. При этом смешанные клеточные суспензиисамоорганизуются, восстанавливая исходную многоклеточную структуру.Сходные результаты были получены с суспензиями разделенных клетокэмбрионовамфибий;вэтомслучаепроисходитизбирательноепространственное обособление клеток эктодермы от энтодермы и отмезенхимы.
Более того, если для реагрегации используются ткани позднихстадий развития зародышей, то в пробирке самостоятельно собираютсяразличныеклеточныеспецифичностью,ансамбли,образуютсяобладающиетканевойэпителиальныеагрегаты,иорганнойсходныеспочечными канальцами, и т.д.Былонайдено,чтозаагрегациюоднородныхклетокотвечаюттрансмембранные гликопротеиды.
Непосредственно за соединение, адгезию,клеток отвечают молекулы т.н. CAM-белков (cell adhesion molecules).Некоторые из них связывают клетки друг с другом за счет межмолекулярныхвзаимодействий, другие образуют специальные межклеточные соединенияили контакты.Взаимодействия между адгезивными белками может быть гомофильные,когда соседние клетки связываются друг с другом с помощью однородныхмолекул, гетерофильные, когда в адгезии участвуют разного рода CAM насоседнихклетках.Встречаетсямежклеточноесвязываниечерездополнительные линкерные молекулы.CAM-белков бывает несколько классов.
Это кадгерины, иммуноглобулиноподобныеN-CAM(молекулыадгезиинервныхклеток),собойинтегральныеселектины,интегрины.Кадгеринымембранныепредставляютбелки,которыеобразуютпараллельныефибриллярныегомодимеры.Отдельные домены этих белков связаны с ионами Ca2+, что придает им250определенную жесткость. Кадгеринов насчитывают более 40 видов. Так Екадгерин характерен для клеток преимплантированных эмбрионов и дляэпителиальных клеток взрослых организмов.
P-кадгерин характерен дляклеток трофобласта, плаценты и эпидермиса, N-кадгерин располагается наповерхности нервных клеток, клеток хрусталика, на сердечных и скелетныхмышцах.Молекулыадгезиинервныхклеток(N-CAM)принадлежатксуперсемейству иммуноглобулинов, они образуют связи между нервнымиклетками.
Некоторые из N-CAM участвуют в соединении синапсов, а такжепри адгезии клеток иммунной системы.Селектины также интегральные белки плазматической мембраныучаствуют в адгезии эндотелиальных клеток, в связывании кровяныхпластинок, лейкоцитов.Интегрины представляют собой гетеродимеры, с α и β-цепями.Интегрины в первую очередь осуществляют связь клеток с внеклеточнымисубстратами, но могут участвовать и в адгезии клеток друг с другом.Узнавание чужеродных белковКакужеуказывалось,напопавшиеворганизмчужеродныемакромолекулы (антигены), развивается сложная комплексная реакция иммунная реакция. Суть ее заключается в том, что часть лимфоцитоввырабатывает специальные белки - антитела, которые специфическисвязываютсясантигенами.Так,например,макрофагисвоимиповерхностными рецепторами узнают комплексы антиген-антитело ипоглощают их (например, поглощение бактерий при фагоцитозе).В организме всех позвоночных, кроме того, существует система рецепциичужеродныхклетокилижесвоих,носизмененнымибелкамиплазматической мембраны, например при вирусных инфекциях или примутациях, часто связанных с опухолевым перерождением клеток.251На поверхности всех клеток позвоночных располагаются белки, т.н.главного комплекса гистосовместимости (major histocompatibility complex- MHC).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
