Какие же задачи стоят перед регуляцией метаболизма?
(СЛАЙД 4)
Основные задачи регуляции метаболизма и клеточных функций:
• внутриклеточное согласование метаболических процессов;
• межклеточное согласование обмена веществ в рамках целого организма;
• исключение «холостых» метаболических циклов;
• поддержание гомеостаза;
• приспособление организма к условиям внешней среды.
(СЛАЙД 5)
Регуляция метаболизма и клеточных функций делят на:
• Внутреннюю - управляющие сигналы образуются и действуют внутри одной и той же клетки;
• Внешнюю - управляющие сигналы поступают к клетке из внеклеточной среды.
Для передачи сигналов существуют специальные молекулы, их называют сигнальными.
(СЛАЙД 6)
Сигнальные молекулы - эндогенные химические соединения, которые, в результате взаимодействия с рецепторами, обеспечивают внешнее управление метаболическими процессами в клетках-мишенях.
(СЛАЙД 7)
Характерные особенности сигнальных молекул:
• Малый период жизни;
• Высокая биологическая активность;
• Уникальность действия;
• Наличие эффекта усиления;
• Один вид сигнальной молекулы может иметь несколько клеток-мишеней;
• Реакции разных клеток-мишеней на одну и ту же сигнальную молекулу могут различаться.
(СЛАЙД 8)
Клетку, имеющую специализированный воспринимающий рецептор для данной сигнальной молекулы называют
клеткой-мишенью.
Сигнальная молекула, способная взаимодействовать с данным рецептором называется еголигандом.
Выделяют несколько способов управления биохимическими процессами.
(СЛАЙД 9)
Способы управления биохимическими процессами:
• управление экспрессией генов (управление количеством определенных белков, ферментов);
• управление активностью ранее синтезированных ферментовпутём модификации их структуры.
Выделяют основные виды регуляторных эффектов сигнальных молекул.
(СЛАЙД 10)
Основные виды регуляторных эффектов сигнальных молекул (СМ):
Эндокринный –СМ поступает с током крови из желез внутренней секреции
к клетке-мишени;
Паракринный –СМ вырабатывается и действует на клетки в пределах одного органа или участка ткани;
Аутокринный –СМ действует на клетку, ее образовавшую.
Все сигнальные молекулы делят на:
(СЛАЙД 11)
Рабочая классификация сигнальных молекул:
По химической природе
• Органические (производные аминокислот,
белково-пептидной природы, стероиды)
• Неорганические (оксид азота – NO)
По физико-химическим свойствам
• липофобные
• липофильные
Биологическая классификация
• Гормоны
• Факторы роста и цитокины
• Нейромедиаторы
Выделяют основные этапы действия сигнальных молекул.
(СЛАЙД 12)
Общие этапы действия сигнальных молекул:
I. Распознавание сигнала рецептором клетки-мишени;
II. Передача сигнала (трансдукция) и его усиление;
III. Изменение биохимических процессов и клеточной активности;
IV. Элиминация сигнала.
Сигнальные молекулы, в зависимости от физико-химических свойств отличаются механизмом действия.
(СЛАЙД 13)
Особенности механизма действия органических липофильных сигнальных молекул:
1. взаимодействие с внутриклеточным рецептором;
Регуляторный эффект вызван изменением
Экспрессии генов и, следовательно,
4. количества ферментов;
Биологическое действие продолжительное,
Развивается медленно (часы).
(СЛАЙД 14)
Факторы, необходимые для действия
липофильных органических СМ:
• СМ;
• Воспринимающий внутриклеточный рецептор, связанный с шапероном.;
• Энхансер или сайленсер - участки ДНК, регулирующие транскрипцию определенных генов;
• Белково-синтетический аппарат клетки.
(СЛАЙД 15)
Этапы действия органических липофильных СМ:
• Проникновение СМ внутрь клетки.
• Связывание СМ с внутриклеточным рецептором.
• Освобождение шаперона (запуск таймера действия).
• Взаимодействие комплекса СМ-рецептор с энхансером или сайленсером вызывает изменение биосинтеза определенных белков (ферментов).
• Изменение метаболизма и клеточных функций.
(СЛАЙД 16)
(СЛАЙД 17)