ЦІЛЬОВІ КЛІТИНИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАД - БІОЛОГІЯ - 2025

Клітка - мішень або клітина - мішень являє собою будь-яку клітину , в якій гормон розпізнає його рецептор. Іншими словами, клітина-мішень має специфічні рецептори, де гормони можуть зв’язувати та здійснювати свою дію.

Ми можемо використовувати аналогію розмови з іншою людиною. Коли ми хочемо спілкуватися з кимось, наша мета - ефективно передати повідомлення. Це ж можна екстраполювати на клітини.

Джерело: Артуро Гонсалес Лагуна, з Вікімедіа

Коли гормон циркулює в крові, він під час своєї подорожі стикається з кількома клітинами. Однак лише цільові клітини можуть "почути" повідомлення та інтерпретувати його. Завдяки специфічним рецепторам цільова клітина може відповідати на повідомлення

Визначення цільових клітин

У галузі ендокринології цільова клітина визначається як будь-який тип клітин, який має специфічні рецептори для розпізнавання та інтерпретації повідомлення про гормони.

Гормони - це хімічні повідомлення, які синтезуються залозами, вивільняються в кров і виробляють певну конкретну реакцію. Гормони є надзвичайно важливими молекулами, оскільки вони відіграють вирішальну роль у регуляції метаболічних реакцій.

Залежно від природи гормону спосіб доставки повідомлення відрізняється. Ті, що мають білкову природу, не здатні проникати в клітину, тому вони зв'язуються зі специфічними рецепторами на мембрані клітини-мішені.

Навпаки, гормони ліпідного типу можуть перетинати мембрану і здійснювати свою дію всередині клітини, на генетичному матеріалі.

Характеристики взаємодії

Молекула, яка діє як хімічний месенджер, прикріплюється до свого рецептора так само, як це робить фермент до субстрату, слідуючи шаблону ключа та замка.

Сигнальна молекула нагадує ліганд тим, що зв'язується з іншою молекулою, яка, як правило, більша.

У більшості випадків зв'язування ліганду викликає деяку конформаційну зміну рецепторного білка, що безпосередньо активує рецептор. У свою чергу, ця зміна дозволяє взаємодія з іншими молекулами. В інших сценаріях реакція негайна.

Більшість рецепторів сигналу розташовані на рівні плазматичної мембрани клітини-мішені, хоча є й інші, які знаходяться всередині клітин.

Стільникова сигналізація

Цільові клітини є ключовим елементом процесів сигналізації стільників, оскільки вони відповідають за виявлення молекули месенджера. Цей процес був висвітлений графом Сазерлендом, і його дослідження отримали Нобелівську премію в 1971 році.

Цій групі дослідників вдалося визначити три стадії, що беруть участь у стільниковому спілкуванні: прийом, трансдукція та реакція.

Прийом

Під час першого етапу відбувається виявлення клітини-мішені сигнальної молекули, яка надходить ззовні клітини. Таким чином, хімічний сигнал виявляється, коли відбувається зв'язування хімічного месенджера з рецепторним білком або на поверхні клітини, або всередині неї.

Трандукція

Зв'язування месенджера і рецепторного білка змінює конфігурацію останнього, ініціюючи процес трансдукції. На цьому етапі сигнал перетворюється у форму, здатну викликати відповідь.

Він може містити один крок або охоплювати послідовність реакцій, що називається шлях передачі сигналу. Так само молекули, які беруть участь у шляху, відомі як молекули передавача.

Відповісти

Останній етап клітинної сигналізації складається з початку сигналу, завдяки переведеному сигналу. Відповідь може бути будь-якого виду, включаючи ферментативний каталіз, організацію цитоскелету або активацію певних генів.

Фактори, що впливають на реакцію клітин

Є кілька факторів, які впливають на реакцію клітин на присутність гормону. Логічно один із аспектів пов'язаний з гормоном сам по собі.

Секреція гормону, кількість, в якій він секретується, і наближення його до клітини-мішені, є чинниками, що модулюють реакцію.

Крім того, кількість, рівень насичення та активність рецепторів також впливають на реакцію.

Приклад

Взагалі сигнальна молекула здійснює свою дію, зв'язуючись з рецепторним білком і спонукаючи його змінювати свою форму. Для прикладу ролі цільових клітин ми будемо використовувати приклад дослідження Сазерленда та його колег з університету Вандербільта.

Розпад епінефрину та глікогену

Ці дослідники прагнули зрозуміти механізм, за допомогою якого епінефрин тваринного гормону сприяє розпаду глікогену (полісахариду, функцією якого є зберігання) у клітинах печінки та клітинах тканин скелетних м’язів.

У цьому контексті розпад глікогену вивільняє 1-фосфат глюкози, який потім клітиною перетворюється на інший метаболіт, 6-фосфат глюкози. Згодом деяка клітина (скажімо, одна в печінці) здатна використовувати сполуку, яка є проміжним продуктом у гліколітичному шляху.

Крім того, фосфат може бути вилучений із сполуки, і глюкоза може виконувати свою роль в якості клітинного палива. Одним із ефектів епінефрину є мобілізація запасів палива, коли він виділяється з надниркових залоз під час фізичних або розумових навантажень організму.

Епінефрину вдається активувати розпад глікогену, оскільки він активує в клітині-мішені фермент, знайдений у цитозольному відділенні: фосфорилаза глікогену.

Механізм дії

Експерименти Сазерленда дійшли до двох дуже важливих висновків щодо згаданого вище процесу. По-перше, епінефрин не взаємодіє лише з ферментом, відповідальним за деградацію, існують інші механізми або посередницькі дії, що беруть участь у клітині.

По-друге, плазматична мембрана відіграє роль у передачі сигналу. Таким чином, процес здійснюється за трьома етапами сигналізації: прийомом, переведенням та реакцією.

Зв'язування адреналіну з рецепторним білком на плазматичній мембрані клітини печінки призводить до активації ферменту.

Список літератури

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Вступ до клітинної біології. Panamerican Medical Ed.
2. Кемпбелл, штат НС (2001). Біологія: Поняття та стосунки. Пірсон освіта.
3. Пархам, П. (2006). Імунологія. Panamerican Medical Ed.
4. Садава, Д., І Purves, WH (2009). Життя: Наука про біологію. Panamerican Medical Ed.
5. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Основи біохімії. Джон Вілі та сини.