Сигнальные молекулы

Таблица 12-1. Некоторые примеры внеклеточных сигнальных молекул

Рис. 12-7. Внеклеточные сигнальные молекулы в зависимости от своей растворимости связываются с поверхностными или внутриклеточными рецепторами Гидрофильные молекулы не способны прямо проходить через плазматическую мембрану, поэтому они связываются с рецепторами на поверхности клетки-мишени. Многие гидрофобные молекулы могут диффундировать через плазматическую мембрану и связываться с рецепторами внутри клетки. Будучи нерастворимы в водных средах, гидрофобные сигнальные молекулы транспортируются кровью в виде комплексов со специальными белками-переносчиками, от которых они отделяются, перед тем как проникнуть в

Рис. 12-5 Одни и те же сигнальные молекулы могут вызывать в разных клетках-мишенях различные ответы В некоторых случаях это обусловлено тем что сигнальная молекула связывается с разными белками-рецепторами (А аБ). других случаях такие молекулы связываются с

По-видимому, кальций был эволюционно отобран для контроля быстрых биологических процессов из-за свойств его координационных соединений [б15 , которые при биологических условиях способны распадаться с приемлемыми скоростями [7811. В пусковой системе, основанной на сигнальной молекуле 5 и молекуле-мишени Т, ассоциация и диссоциация происходят в соответствии с ура- +1 [c.291]

Если рассматривать понятие химической коммуникации (сигнализации) шире, включая и сигналы, которые воспринимаются животным организмом из внешней среды, то сюда войдет также обонятельная и вкусовая рецепция, обеспечивающая восприятие сигнальных молекул, обладающих запахом или вкусом. Как показали исследования последнего десятилетия, молекулярные механизмы обонятельной и вкусовой рецепции имеют много общего с таковыми во внутриклеточной химической коммуникации. Поскольку последняя изучена значительно более подробно, то мы остановимся именно на этом наиболее наглядном примере. [c.258]

Во всех случаях сигнальная молекула—гормон, локальный медиатор, нейромедиатор — для того чтобы вызвать эффект у клетки-мишени, должна связаться со специфическим рецептором этой клетки. Рецепторы для большинства сигнальных молекул находятся на плазматической мембране стероидные гормоны (гидрофобные молекулы) имеют внутриклеточные рецепторы. [c.259]

Таким образом, переработка сигнала в процессах гормональной рецепции происходит по общей схеме доставка сигнальной молекулы связывание-узнавание преобразование сигнала функциональные изменения. [c.260]

Расстояния, преодолеваемые сигнальными молекулами в организме, могут измеряться метрами перемещения на такие большие расстояния обусловлены не диффузией, а различными видами конвекции, например, движением крови. Однако вблизи клетки, на расстояниях порядка микрометра от ее поверхности, молекулы достигают рецепторных мембранных структур уже путем диффузии. Г. Адам и М. Дельбрюк (1968) показали, что существование рецепторных структур на мембране клетки при определенных условиях резко ускоряет взаимодействие сигнальной молекулы с рецептором. Было рассчитано среднее время диффузии т молекулы к мишени радиуса а в области пространства радиуса Ь и размерности г, если коэффициент диффузии молекулы Оказалось, что т есть функция от отношения Ъ/а, зависящая от размерности пространства [c.260]

В случае 1ас-оперона повышение концентрации сигнальных молекул [c.185]

Связывание ДНК с САР регулируется глюкозой, это приводит к тому, что другие источники углерода используются клеткой только в отсутствие глюкозы. Недостаток глюкозы обусловливает повышение внутриклеточной концентрации сАМР. выполняющего роль сигнальной молекулы у бактерий и у эукариот. При связывании сАМР с САР-белком последний меняет свою конформацию, в результате чего приобретает способность присоединяться к определенной последовательности ДНК и активировать транскрипцию близлежащих генов. Если глюкозы много, уровень сАМР падает, его молекула отделяется от САР-белка, [c.187]

Клетки многоклеточного организма нуждаются в обмене информацией друг е другом - для регуляции своего развития и организации в ткани, для контроля процессов роста и деления и для координации функций. Взаимодействие животных клеток осуществляется тремя снособами 1) клетки выделяют химические вещества, служащие сигналами для других клеток, расположенных на некотором расстоянии 2) они несут на своей поверхности связанные с плазматической мембраной сигнальные молекулы, оказывающие влияние на другие клетки при непосредственном физическом контакте 3) образуют щелевые контакты, прямо соединяющие цитоплазму двух взаимодействующих клеток, что делает возможным обмен малыми молекулами (рис. 12-1). [c.338]

Все ранние работы по белкам-репрессорам были выполнены на бактериях. Выяснилось, что и у лактозного, и у триптофанового оперона активность этих белков контролируется посредством обратимого связывания небольших специфических молекул. В клетках эукариот белки-регуляторы гоже находятся под контролем небольших сигнальных молекул, таких, например, как сАМР. Эти молекулы осуществляют свое воздействие непрямым путем, влияя на фосфорилирование и дефосфорилирование белка. Хотя у бактерий фосфорилирование не играет такой важной роли в регуляции, и у них существует одна хорошо изученная система контроля, зависящая от фосфорилирования белков. На примере этой системы мы рассмотрим некоторые аспекты регуляции генов, знание которых способствует пониманию более сложной системы регуляции высших эукариот. [c.188]

Только жирорастворимые сигнальные молекулы могут самостоятельно проникать в клетку [c.346]

Еще одно важное различие между двумя описанными классами сигнальных молекул - это разная продолжительность жизни в кровотоке [c.346]

Последний и оказывает лечебное действие, расслабляя гладкие мышцы сосудов, снижая кровяное давление и снимая ишемические боли сердца. За последние 10 лет сложилось представление, что N0 является эндогенной молекулой с функциями сигнала межклеточного взаимодействия. Эта сигнальная молекула образуется в организме эндогенно из аргинина под действием фермента NO- интeтaзы [c.30]

О молекулярных механизмах взаимодействия между лимфоцитами известно очень немногое. Одна нз возможностей состоит в том, что они связываютс между собой мостиками нз антигена или же непосредственно (за счет взаимодействия идиотип-антиндиотип), как показано на рис. 17-60 в этом случае могли бы использоваться сигнальные молекулы ближнего действия-мембраносвязанные нли секретируемые. Однако лимфоциты, способные взаимодействовать прн ответе на определенный антиген, составляют лишь очень малую долю всей популяции лимфоцитов, и кажется сомнительным, чтобы две клетки надлежащего рода могли объединиться в результате узнавания. По этой причине многие иммунологи пришли к мысли о том, что лимфоциты, возможно, передают друг другу сигналы путем секреции специфических молекул, действующих на относительно больших расстояниях. [c.56]

Клеточный метаболизм требует того, чтобы субстраты, промежуточные продукты, кофакто1 л, сигнальные молекулы и ферменты могли перемещаться из -С одной части клетки в другую. В мелких клетках, таких как бактерии или даже большинство животных клеток, диффузия дает возможность низкомолекулярным растворенным веществам в доли секунды преодолевать расстояния, сравнимые с размерами самой клетки. Одиако растительные клетки благодаря наличию у них клеточной стенки, вакуолей и тургора могут достигать весьма крупных размеров обычно их длина превышает 100 мкм, а в отдельных случаях измеряется миллиметрами и даже сантиметрами. Диффузия здесь относительно неэффективна, так как время, необходимое для того, чтобы какая-то молекула достигла места своего назначения с помощью одной только диффузии, пропорционально квадрату расстояния до этого мес- [c.193]

Каждая биохимическая реакция протекает с непременным участием определенного фермента. И в сущности ферментативная реакция есть сигна.льный процесс, процесс передачи информации. Молекула субстрата, реагирующего вещества, является сигналом для своего приемника — фермента. Под действием такого сигнала происходит изменение конформации, структуры фермента, организуется соответствие ключ — зам(3к (стр. 235). Сама сигнальная молекула претерпевает химическое превращение, покидает. фермент и служит новым сигналом для следующей реакции. Фермент играет роль трансформирующего устройства, перекодирующего поступающую [c.311]

Везикулярный транспорт обеспечивает перенос крупных молекул и частиц через клеточную мембрану. Эндоцитоз — перенос внутрь клетки. Экзоцитоз — перенос из клетки во внешнюю среду (различные виды секреции). Эндоцитоз делят на два типа фагоцитоз (поглощение частиц макрофагами и гранулоцитами) и пиноцитоз (поглощение жидкостей и растворенных компонентов любыми клетками). Пиноцитоз бывает неизбирательный и селективный рецеп-торно опосредованный. Вещества, высвобождаемые путем экзоци-тоза, делят на три группы I) вещества, связывающиеся с клеточной поверхностью как периферические белки, — антигены 2) вещества, включающиеся во внеклеточный матрикс, — коллаген, гликозамин-гликаны 3) вещества, входящие во внеклеточную среду как сигнальные молекулы (инсулин, катехоламины, паратгормон) или ферменты (экзокринных желез, эктоферменты). [c.104]

У бобовых растений синтез легоглобинов кодируется семейством из нескольких сцепленных Lb-генов. В настоящее время подробно изучена структурно-функциональная организация этих генов выявлена их ин-трон-экзонная структура, изучена организация промоторов, расположение кодирующих и некодирующих участков. Экспрессия Lb-генов в клубеньках, по всей видимости, основана на обмене партнеров регуляторными сигналами. Об этом говорит присутствие в промоторах этих генов последовательностей, которые гомологичны некоторым бактериальным промоторам и могут быть мишенями для сигнальных молекул, поступающих в растительные клетки от бактерий. Удалось выявить и бактериальные ДНК-связывающие белки, которые взаимодействуют с промоторами легоглобиновых генов. [c.179]

Какова природа сигнальных молекул, обеспечивающих узнавание партнеров бобово-ризобиального симбиоза [c.190]

США Фурчготт р., Итарро Д., Мурад Ф. Открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в регуляции сердечно-сосудистой системы, приведшее к разработке препарата Виагра [c.543]

Известно 3 варианта химической коммуникации клеток внутри животного организма, различающиеся по расстояниям, на которых они действуют 1) эндокринная и 2) паракринная сигнализация, а также 3) синаптическая передача. В первом случае выделяемые эндокринными клетками сигнальные молекулы-гормоны разносятся током крови по всему организму и достигают самых удаленных клеток-мишеней во втором случае из-за быстрой инактивации и/или связывания клетками-мишенями сигнальные молекулы-медиаторы диффундируют на расстояния порядка миллиметра наконец, при синаптической передаче диффузия ограничивается расстояниями около 0,05 м. Во всех случаях диффузия сигнальной молекулы должна завершаться ее связыванием с особым белком клетки-мишени — рецептором. [c.258]

Расположение рецепторов на мембране, куда вначале попадают сигнальные молекулы, диффундирующие затем непосредственно к рецептору, может способствовать ускорению взаимодействия этих молекул с рецепторами. На рис. XXVI.2,1 показан случай обычной трехмерной диффузии в большой сфере радиуса Ь к рецептору — малой концентрической сфере радиуса а, которая захватывает попавшие в нее диффундирующие молекулы. На рис. XXVI.2, II дана иллюстрация другого [c.261]

В настоящее время известно много других примеров специфической репрессии бактериальных генов. В каждом случае связывание белка-репрессора с определенной последовательностью ДНК приводит к выключению гена. Процесс связывания всегда регулируется определенными сигнальными молекулами, аналогичными аллолактозе. Иногда, как в случае репрессора лактозного оперона, присутствие сигнальных молекул в клетке включает ген или единицу транскрипции, уменьшая сродство белка-репрессора к определенной последовательности ДНК. Но сигнальная молекула может использоваться и для выключения гена с помощью белка-репрессора. Например, аллостерическое изменение, вызванное связыванием сигнальной молекулы с репрессором, может повысить, а не понизить способность репрессора связываться с определенной последовательностью ДНК. Такой механизм действует в случае контроля активности пяти расположенных рядом генов, которые кодируют ферменты, необходимые для синтеза триптофана в клетках Е.соИ (trp-оперон). Синтез единственной длинной молекулы мРНК, кодирующей эти пять белков, контролируется белком-репрессором, который садится на ДНК лишь в том случае, если он связан с триптофаном (сигнальная молекула, включающая этот оперон) (рис. 10-12). [c.185]

Химические сигнальные механизмы различаются по расстояниям, на которых они действуют 1) в случае эндокринной сигнализации специализированные эндокринные клетки выделяют гормоны, которые разносятся кровью и воздействуют на клетки-мишени, находящиеся иногда в самых разных частях организма 2) в случае иаракринной сигнализации клетки выделяют локальные химические медиаторы, которые поглощаются, разрушаются или иммобилизуются так быстро, что успевают подействовать только на клетки ближайшего окружения, быть может, в радиусе около миллиметра 3) при синаитической передаче, используемой только в нервной системе, клетки секретируют нейромедиаторы в специализированных межклеточных контактах, называемых химическими синапсами, Нейромедиаторы диффундируют через синаптическую щель, обычно на расстояние около 50 нм, и воздействуют только на одщ постсинантическую клетку-мишень (рис. 12-2). В каждом случае мишень реагирует на определенный внеклеточный сигнал с помощью специальных белков, называемых рецепторами, которые связывают сигнальную молекулу и инициируют ответ. Многие сигнальные молекулы и рецепторы используются в передаче сигнала и по эндокринному, и по паракринному, и по синаптическом типу. Главные различия касаются быстроты и избирательности воздействия сигнала на определенные мишени. [c.339]

Большинство клеток у взрослых животных специализировано для выполнения какой-то одной главной функции, и все они имеют характерный набор репепторов. который позволяет им реагировать на химические сигналы, запускающие или модулирующие эту функпию Многие сигнальные молекулы действуют в очень низкой концентрации (обычно не более 10 М), и связывающие их рецепторы, как правило, имеют к ним высокое сродство (константа сродстваКа> 10 л/моль). [c.345]

Одни и те же сигнальные молекулы часто оказывают различное действие на разные клетки-мишени. Например, ацетилхолин стимулирует сокращение волокон скелетной мускулатуры, но уменьшает частоту и сил)" сокращения клеток сердечной мышцы. В данном случае рецепторы ацетилхолина в скелетных мышцах отличаются от репепторов на клетках миокарда. Но не всегда причина состоит в различии рецепторов. Часто одинаковые сигнальные молекулы связываются с идентичными рецепторами, и все же это ведет к совершенно разным реакциям у различных клеток-мишеней (рис. 12-5). Это означает, что ответы клеток-мишеней могут быть запрограммированы двумя способами либо самим набором рецепторов клеточной поверхности, либо теми внутриклеточными системами, с которыми эти рецепторы сопряжены. [c.345]

Все известные нейромедиаторы, а также большинство гормонов и локальных химических медиаторов водорастворимы. Есть, однако, исключения, и они образуют отдельный класс сигнальных молекул. Важными примерами служат сравнительно плохо растворимые в воде стероидные и гиреоидные гормоны, которые переносятся кровью в виде растворимых комплексов со специфическими белками-переносчиками. С таким различием в растворимости связаны фундаментальные различия в механизмах действия этих двух классов молекул на клетки-мишени. Водорастворимые молекулы слишком гидрофильны, чтобы прямо приходить через липидный бислой плазматической мембраны поэтому они связываются со специфическими белковыми рецепторами на клеточной поверхности. Напротив, стероидные и тиреоидные гормоны растворимы в липидах и, отделившись от белка-носителя, могут легко проникать через плазматическую мембрану клетки-мишени. Эти гормоны связываются с белковыми рецепторами внутри клетки (рис. 12-7). [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология