Стероидные гормоны активируют специфические гены

Стероидные гормоны-это небольшие гидрофобные молекулы, производные холестерола. Они солюбилизируются путем обратимого связывания со специальным белком-переносчиком, содержащимся в крови. Освободившись от переносчика, они диффундируют через плазматическую мембрану клетки-мишени и обратимо связываются в цитозоле со специфическими белками-рецепторами соответствующих гормонов. Связавшись с гормоном, рецепторный белок приобретает сродство к ДНК, что приводит к его накоплению в ядре клетки. В ядре гормон-рецепторный комплекс пржоединяется к хроматину и индуцирует транскрипцию небольшого числа генов. Продукты некоторых из этих генов могут в свою очередь активировать другие гены и вызвать задержанный вторичный ответ, усилив таким образом эффект гормона. Каждый стероидный гормон узнается своим особым рецепторным белком, но один и тот же рецептор регулирует разные наборы генов в разных клетках-мишенях. Отсюда следует, что хроматин в клетках каждого типа, вероятно, организован так, чтобы только нужные гены были доступны для регуляции гормон-рецепторным комплексом. [c.260]

Некоторые типы рецепторов стероидных гормонов изначально, в отсутствие гормона, находятся в цитозоле, а другие - в ядре. В обоих случаях присоединение гормона повышает сродство рецептора к ДНК, что позволяет рецептору прочно связываться с определенными нуклеотидными последовательностями в гене, который регулируется данным гормоном. Связывание гормон-рецепторпого комплекса со специфическими участками гена активирует (или иногда подавляет) транскрипцию данного гена. [c.350]

Один из возможных механизмов основан на принципе кооперативности, когда для активации какой-то макромолекулы-мишени необходимо присоединение к ней двух или нескольких внутриклеточных эффекторов (или их комплексов с рецептором). Например, при некоторых реакциях на стероидные гормоны для активации надлежащего гена, но-видимому, требуется одновременное связывание со специфическим участком хроматина нескольких гормон-рецепторных комплексов. В результате при увеличении концентрации гормона ген активируется более резко, чем если бы для его активации было достаточно одного такого комплекса [c.380]

Общая схема действия гормонов этой группы показана на рис. 44.1. Их липофильные молекулы диффундируют сквозь плазматическую мембрану любых клеток, но только в клетках-мишенях они находят свой специфический рецептор, имеющий высокую степень сродства к гормону. Образуется комплекс гормон — рецептор, который далее подвергается активации . В результате этой реакции, зависящей от температуры и присутствия солей, меняется величина, конформация и поверхностный заряд комплекса, и он приобретает способность связываться с хроматином. Вопрос о том, где происходит образование и активация комплекса—в цитоплазме или ядре,— остается спорным, но он не очень существен для понимания процесса в целом. Гормон-рецепторный комплекс связывается со специфической областью ДНК и активирует либо инактивирует специфические гены. В результате избирательного воздействия на транскрипцию генов и синтез соответствующих мРНК происходит изменение содержания определенных белков, что сказывается на активности тех или иных процессов метаболизма. Эффект каждого из гормонов описываемой группы совершенно специфичен как правило, их влияние сказывается менее чем на 1% белков или мРНК клет-ки-мишени. Здесь мы обсуждаем ядерный механизм действия стероидных и тиреоидных гормонов, поскольку этот механизм хорошо изучен. Однако имеются данные о прямом эффекте указанных гормонов на компоненты цитоплазмы и различные органеллы. [c.159]

Один из возможных механизмов основан на принципе кооперативности, когда для активации какой-то макромолекулы-мишени необходимо присоединение к ней нескольких внутриклеточных эффекторов (или их комплексов с рецептором). Например, при некоторых реакциях на стероидные гормоны для активации надлежащего гена, по-видимому, требуется одновременное связывание со специфическим участком хроматина нескольких гормон-рецеп-торных комплексов. В результате при увеличении концентрации гормона ген активируется более резко, чем в том случае, если бы для его активации достаточно было одного гормон-рецепторного комплекса (рис. 13-37). Аналогичный механизм кооперативности действует при активации с участием кальмодулина поскольку для принятия кальмодулином активирующей конформации необходимо связьтание двух или большего числа ионов Са , повьппение внутриклеточной концентрации этих ионов всего лишь в 10 раз вызьшает уже 50-кратное усиление активации. Такие кооперативные реакции становятся тем более резкими, чем больше молекул в них участвует, и если их число достаточно велико, то дело может дойти до реакции типа всё или ничего (рис. 13-38 и 13-39). [c.280]

Наступление половой зрелости сопровождается быстрым ростом мышечно-скелетной системы. Хрящи эпифизарных пластинок роста увеличиваются в размерах и начинается образование новой костной ткани. Происходящее при этом удлинение костей сопровождается значительным увеличением массы скелетных мышц. Проанализировать эти эффекты на молекулярном уровне трудно, но определенная информация все же имеется. Судя по всему, андрогены индуцируют в тканях-мишенях синтез белка с помощью хорошо известного механизма, характерного для действия и других стероидных гормонов гор-мон-рецепторный комплекс распознает специфические участки хроматина и избирательно активирует определенные гены (см. гл. 44). Именно так, по- [c.233]

Стероидные гормоны - это небольшие гидрофобные молекулы, производные холестерола. В крови они находятся в форме водорастворимого комплекса со специальным белком-переносчиком Освободившись от переносчика, они диффундируют через плазматическую мембрану клетки-мишени и обратимо связываются в цитоплазме или в ядре со специфическими белками-рецепторами. Присоединив к себе гормон, рецептор приобретает повышенное сродство к определенным последовательностям ДНК, которые начинают действовать как энхансеры, т. е. стимулируют транскрипцию нескольких соседних генов. Продукты некоторых из этих генов могут в свою очередь активировать другие гены и вызывать более поздний вторичный ответ, усиливая таким образом действие гормона Каждый стероидный гормон узнается своим особым рецептором-представителем группы гомологичных белков Один и тот же рецептор в разных клетках-мишенях регулирует разные наборы генов, вероятно потому, что для транскрипции специфических генов нужны также и другие связывающиеся с ДНК белки, которые в разных клетках различны. [c.353]

Сходные результаты получены и для регуляторных белков млекопитающих. Например, хорошо изучено действие белков-регуляторов, относящихся к семейству рецепторов стероидных гормонов. Эти рецепторные белки обеспечивают ответ клеток на различные липид-растворимые гормоны, активируя или подавляя активность определенных генов, В состав этих белков-рецепторов входит центральный ДНК-сязывающий домен, содержащий около 100 аминокислотных остатков. Как и в случае gal4, этот домен несет серию цинковых пальцев и узнает специфическую последовательность ДНК. У некоторых белков, входящих в состав семейства, домен, активирующий транскрипцию, находится на аминоконце. Кроме того, все рецепторы на карбоксильном конце белка содержат гормон-связывающий домен (рис. 10-25). Эксперименты по обмену доменов показали их взаимозаменяемость. Например, замена ДНК-связывающего домена рецепторного белка глюкокортикоида на ДНК-связывающий домен рецептора эстрогена приводит к тому, что [c.196]

Получить прямое доказательство того, что активированные рецепторы стероидных гормонов связываются со специфическими генами, было очень трудно, и это удалось сделать лишь в 1983г., когда была разработана технология рекомбинантных ДНК. Она позволила клонировать гены, регулируемые стероидными гормонами, и получать в больших количествах специфические последовательности ДНК Необходимо было еще очистить рецепторные белки, что само по себе является весьма трудоемкой и длительной процедурой. Как только удалось получить рецепторы в очищенном виде, связывающие их последовательности ДНК были картированы in vitro методом футпринтинга (разд. 4.6.6), оказалось, что присоединение рецептора защищает от мягкого расщепления нуклеазами или химическими реагентами фуппу специфических нуклеотидных последовательностей ДНК. Если эти короткие узнаваемые последовательности из гена удалить, то стероидный гормон уже не будет активировать его транскрипцию. Более того, если короткий фрагмент ДНК, который содержит узнаваемую последовательность, слить с другим геном (репортером) и затем перенести в клетку, содержащую рецепторный белок, то соответствующий стероидный гормон будет активировать транскрипцию гена-репортера. Эти эксперименты показывают, что последовательности ДНК, узнаваемые in vitro активированными рецепторами стероидных гормонов, действительно опосредуют действие рецептора в клетке. Гены, чувствительные к стероидным гормонам, как правило, содержат несколько групп узнаваемых последовательностей, обычно расположенных выше (а иногда и ниже ) кодирующей области где-нибудь внутри гена (рис. 12-10). Ввиду значительной структурной гомологии между разнообразными репепторами лля стероидных гормонов близкое сходство распознаваемых ими последовательностей не вызывает удивления. [c.350]

Во многих случаях реакция на стероидный гормон бывает двухстадийной. Прямая индукция гранскрипции нескольких специфических генов называется первичным ответом. Затем продукты этих генов могут в свою очередь активировать другие гены и вызвать через некоторое время вторичный ответ Таким образом, простой гормональный пусковой сигнал способен производить весьма сложные изменения в картине экспрессии генов. [c.351]

Некоторые бактерии, например Es heri hia oli, реагируют на недостаток глюкозы увеличением синтеза ряда ферментов, при помощи которых используются другие вещества, способные служить источниками энергии. Эта реакция опосредуется повьппением внутриклеточного уровня сАМР. В этом случае сАМР действует таким же образом, как, по-видимому, действуют стероидные гормоны в животных клетках он присоединяется к особьп рецепторным белкам, а комплексы сАМР с рецепторами в свою очередь связываются со специфическими участками бактериальной ДНК и активируют транскрипцию генов, кодирующих необходимые ферменты. [c.285]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология