Пренос на сигнали (биологија): Разлика помеѓу преработките
| [проверена преработка] | [проверена преработка] |
Избришана содржина Додадена содржина
Нема опис на уредувањето |
слики |
||
Ред 1:
[[Податотека:Signal transduction pathways.svg|мини|536x536пкс|Шематски приказ на најчестите патишта за пренос на сигнали кај цицачите.]]
'''Пренос на сигнали''' — процес со кој во [[Клетка|клетката]] се пренесува хемиски или физички сигнал во вид на [[Биохемиска каскада|низа од молекуларни настани]], најчесто [[фосфорилација на белковини]] катализирана од [[Белковинска киназа|белковински кинази]], што на крајот резултира со клеточен одговор. Белковините одговорни за откривање на дразбите се нарекуваат [[Рецептор (биохемија)|рецептори]], иако во некои случаи се користи и називот сензор.<ref>{{Наведена книга|url=https://www.worldcat.org/oclc/720621494|title=Handbook of cell signaling. Volume 1|last=Bradshaw, Ralph A., 1941-|last2=Dennis, Edward A.|date=2010|publisher=Elsevier/Academic Press|isbn=978-0-08-092091-7|edition=2nd ed|location=Amsterdam|oclc=720621494}}</ref> Промените во рецепторот предизвикани од врзувањето на лиганд (или друг сигнал) доведуваат до [[биохемиска каскада]], која претставува ланец на биохемиски настани познати како [[Клеточна сигнализација|сигнална патека]].
Кога сигналните патеки комуницираат едни со други, тие формираат мрежи, кои овозможуваат координирање на клеточните одговори, што честопати резултира со комбинаторно сигнализирање.<ref>{{Наведено списание|last=Papin|first=Jason A.|last2=Hunter|first2=Tony|last3=Palsson|first3=Bernhard O.|last4=Subramaniam|first4=Shankar|date=2005-02|title=Reconstruction of cellular signalling networks and analysis of their properties|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15654321/|journal=Nature Reviews. Molecular Cell Biology|volume=6|issue=2|pages=99–111|doi=10.1038/nrm1570|issn=1471-0072|pmid=15654321}}</ref> На молекуларно ниво, ваквите одговори вклучуваат промени во [[Транскрипција (генетика)|транскрипцијата]] и [[Транслација (биологија)|транслацијата]] на гените, или [[Посттранслациона модификација|посттранслациони]] и конформациски промени на белковини, како и промени во нивната локација. Овие молекуларни настани се основните механизми преку кои се контролира [[Клеточен раст|растот на клетките]], пролиферацијата, [[Метаболизам|метаболизмот]] и многу други биолошки процеси.<ref>{{Наведена книга|url=https://www.worldcat.org/oclc/137222284|title=Biochemistry of signal transduction and regulation|last=Krauss, Gerhard.|date=2008|publisher=Wiley-VCH|isbn=978-3-527-31397-6|edition=4th enl. and improved ed|location=Weinheim|oclc=137222284}}</ref> Кај повеќеклеточните организми, патеките за пренос на сигнали ја регулираат клеточната комуникација на различни начини.
Ред 6 ⟶ 7:
== Дразби ==
[[Податотека:Signal Transduction.jpg|мини|322x322пкс|Илустрација на пренос на сигнал во клетка.]]
Основата на преносот на сигнали е трансформацијата на одредена дразба (стимул) во биохемиски сигнал. Природата на ваквите дразби може да варира во голема мера; од надворешноклеточни промени, како што е присуството на хормони, до внатрешноклеточни промени, како што е оштетувањето на ДНК.<ref>{{Наведено списание|last=Smogorzewska|first=Agata|last2=de Lange|first2=Titia|date=2002-08-15|title=Different telomere damage signaling pathways in human and mouse cells|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12169636/|journal=The EMBO journal|volume=21|issue=16|pages=4338–4348|doi=10.1093/emboj/cdf433|issn=0261-4189|pmid=12169636}}</ref> Традиционално, сигналите што стигнуваат до централниот нервен систем на животинските организми се класифицираат како [[Сетилни органи|сетила]]. Тие се пренесуваат од [[неврон]] на неврон преку процес наречен [[Невротрансмисија|синаптички пренос]]. Кај повеќеклеточните организми постојат многу други механизми за пренос на сигнали помеѓу клетките на организмот, како, на пример, при регулацијата на развојот на ембрионот.<ref>{{Наведено списание|last=Lawrence|first=Peter A.|last2=Levine|first2=Michael|date=2006-04-04|title=Mosaic and regulative development: two faces of one coin|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16581495/|journal=Current biology: CB|volume=16|issue=7|pages=R236–239|doi=10.1016/j.cub.2006.03.016|issn=0960-9822|pmid=16581495}}</ref>
Ред 16 ⟶ 18:
=== Механички сили ===
Механотрансдукција или [[механоспроводливост]] (пренос на механички сигнал) е механизам со кој клетките претвораат механички стимул во [[Електрохемија|електрохемиска]] активност. Оваа форма на сензорна трансдукција е одговорна за голем број сетила и физиолошки процеси во телото, вклучително [[проприоцепција]], [[Соматосензорен систем|допир]], [[Рамнотежа (способност)|рамнотежа]] и [[слух]]. Основниот механизам на механоспроводливоста е претворањето на механичките сигнали во електрични или хемиски сигнали.
=== Осмоларност ===
Клеточната и системската контрола на [[Осмотски притисок|осмотскиот притисок]] (разликата во [[Осмоларност|осмоларноста]] помеѓу цитозолот и вонклеточниот медиум) е критична за хомеостазата. Постојат три начини на кои клетките можат да детектираат осмотски стимули: како промени во макромолекуларното гомилање, промени во јонската јачина и промени во својствата на плазматската мембрана или цитоскелетот (втората е форма на механоспроводливост).<ref>{{Наведено списание|last=Pedersen|first=Stine Falsig|last2=Kapus|first2=András|last3=Hoffmann|first3=Else K.|date=2011-09|title=Osmosensory mechanisms in cellular and systemic volume regulation|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21852585/|journal=Journal of the American Society of Nephrology: JASN|volume=22|issue=9|pages=1587–1597|doi=10.1681/ASN.2010121284|issn=1533-3450|pmid=21852585}}</ref> Овие промени ги откриваат белковини познати како осмосензори или осморецептори. Кај луѓето, најдобро карактеризирани осмосензори се [[TRP канал|TRP каналите]] (од [[Англиски јазик|англ]]. Transient receptor potential channels) присутни во [[Примарна трепка|примарната трепка]] (цилиум) на човечките клетки.<ref>{{Наведено списание|last=Verbalis|first=Joseph G.|date=2007-12|title=How does the brain sense osmolality?|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18003769/|journal=Journal of the American Society of Nephrology: JASN|volume=18|issue=12|pages=3056–3059|doi=10.1681/ASN.2007070825|issn=1533-3450|pmid=18003769}}</ref> Кај квасецот, HOG патеката е најдобро опишана.<ref>{{Наведено списание|last=Hohmann|first=Stefan|date=2002-06|title=Osmotic stress signaling and osmoadaptation in yeasts|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12040128/|journal=Microbiology and molecular biology reviews: MMBR|volume=66|issue=2|pages=300–372|doi=10.1128/mmbr.66.2.300-372.2002|issn=1092-2172|pmid=12040128}}</ref>
=== Температура ===
Регистрирањето на температурата во клетките е познато како термоцепција и главно е посредувано од TRP каналите.<ref name=":0">{{Наведено списание|last=Sengupta|first=Piali|last2=Garrity|first2=Paul|date=2013-04-22|title=Sensing temperature|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23618661/|journal=Current biology: CB|volume=23|issue=8|pages=R304–307|doi=10.1016/j.cub.2013.03.009|issn=1879-0445|pmc=3685181|pmid=23618661}}</ref> Животинските клетки дополнително содржат механизам за спречување на оштетувања од високи температури, познат како одговор на топлотен шок. Таквиот одговор се активира кога високите температури ја предизвикуваат дисоцијација на неактивниот HSF1 од комплекси со [[Белковина на топлински шок|белковини на топлински шок]] Hsp40/Hsp70 и Hsp90. Со помош на [[Некодирачка РНК|некодирачката РНК]] ''hsr1'', HSF1 потоа се тримеризира, станува активен и ја регулира експресијата на неговите целни гени.<ref>{{Наведено списание|last=Shamovsky|first=Ilya|last2=Ivannikov|first2=Maxim|last3=Kandel|first3=Eugene S.|last4=Gershon|first4=David|last5=Nudler|first5=Evgeny|date=2006-03-23|title=RNA-mediated response to heat shock in mammalian cells|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16554823/|journal=Nature|volume=440|issue=7083|pages=556–560|doi=10.1038/nature04518|issn=1476-4687|pmid=16554823}}</ref> Многу други термосензорни механизми постојат и кај прокариотите и
== Основни карактеристики на биолошкиот пренос на сигнали ==
[[Податотека:Domino Cascade.JPG|мини|261x261пкс|Домино каскадата е аналогна на биолошкиот пренос на сигнали.]]
Биолошкиот пренос на сигнали е исклучително специфичен и чувствителен. '''Специфичноста''' се должи на прецизната молекуларна комплементарност помеѓу молекулите на сигналот и рецепторот, која е посредувана од истите слаби (нековалентни) сили кои ги посредуваат интеракциите помеѓу ензим-супстрат и антиген-антитело. Повеќеклеточните организми имаат дополнително ниво на специфичност, бидејќи рецепторите за даден сигнал, или внатрешноклеточните цели на дадена сигнална патека, се присутни само во одредени типови на клетки. Три фактори влијаат на извонредната чувствителност на преносот на сигнали: високиот афинитет на рецепторите кон сигналните молекули, коперативноста (често, но не секогаш) во интеракцијата помеѓу лигандот и рецепторот и засилувањето (амплификацијата) на сигналот во ензимските каскади. '''Афинитетот''' помеѓу рецепторот и сигналот (лигандот) може да се изрази како константа на дисоцијација K<sub>d</sub>, која најчесто има вредност од 10<sup>-7</sup> М или помала, што значи дека рецепторот е способен да детектира микромоларни или наномоларни концентрации на сигналната молекула. '''Кооперативноста''' во интеракциите помеѓу рецепторот и лигандот се дефинира како големи промени во активацијата на рецепторот со мали промени во концентрацијата на лигандот. '''Амплификацијата''' на сигналот е резултат на активацијата на одреден ензим од страна на рецепторот, кој потоа активира голем број на молекули на втор ензим, кои пак активираат уште поголем број на молекули на трет ензим, итн., во процес наречен '''ензимска каскада'''. Таквите каскади можат во период од неколку милисекунди да создадат амплификации кои се поголеми неколку редови во големина. Одговорот на сигналот исто така мора да биде прекинат, така што надолните ефекти се пропорционални на јачината на оригиналниот стимул.
| |||