Citologijos
5 (100%) 1 vote

Citologijos

Visus mitozės procesus ir vykdo MPF.

Ciklino ir CPK kompleksas vykdo ląstelės pasidalijimą. Tokių kompleksų gali būti daug ir įvairių. MPF vykdo tik patį pasidalijimą. Kiti vykdo DNR replikaciją ir tt

Ląstelės kontrolės genai kurie atsakingi už CPK. ciklinų gamybą, evoliucijos metu nedaug pakito. Ląstelė gali užtikrinti, kad pažeista DNR nesireplikuos ir nebus perduodama dukterinėms

ląstelėms.

Radikaliausias kontrolės sistemos sprendimas – dalijimosi uždraudimas. Tuomet ląstelė ciklinus,

CPK demontuoja. Taip yra neuronuose, skeleto raumenų ląst.

Žinduolių ląstelės dalijasi tik tada. kai gauna palankų signalą iš kitų ląstelių. Jei ne – jos pereina į

G0 periodą.

G1 kontrolės punktas – kaip startinis laikas. Jis dažnai vadinamas stop tašku, nes iš G1 gali pereiti

į G0.

Labai reikšmingi ir kiti procesai – daugjaląsčio organizmo ląstelių kiekio kontrolė.. Pvz. žmogaus

ir pelės kiaušialąstė beveik vienodo dydžio, bet suaugę individai skiriasi. Esmė yra ląstelių kiekyje, o ne jų

dydyje.

Ląstelių dalijimasis: priklauso nuo signalų iš kitų ląstelių. Maistas nėra vienintelis apribojantis veiksnys. Intaląstelinis matriksas riboja ląstelių pakitimus, dalijimąsi.

Jei ląstelė negauna „išgyvenimo faktorių“, ji pasijaučia nereikalinga ir įniršta.

Kodėl sveikos Iąsteles žūsta? Embriogenezės metu pirštai susiformuoja iš kastuvėlio. Mirus tam tikroms ląstelėms, susidaro tarpai tarp pirštų arba pvz. nunyksta buožgalvio uodega. Mirtis padeda regulioti

ląstelių kiekį.

Ląst. mirtis gali palaikyti audinių dydį. Daug pavojingesnis netinkamas ląst. dalijimasis – vėžiniai

procesai. Tai mutacijų pasekmės, kurios paliečia 2 genų kategorijas

1)“. proliferacinius genus – koduoja mormalius. padedančius ląst dalintis baltymus. Šių genų

mutacija sąlygoja hiperaktyvius baltymus. Onkogenas – mutaves genas; 2) antiproliferacinius genus – koduoja baltymus, kurie padeda ląst. stabdyti ciklą atitinkamuose

kontrolės taškuose. Auglį slopinančio geno pvz gali būti retinoblastomos balt.

APOPTOZĖ

Apoptozė – savaiminė ląstelių mirtis, jų savižudybė, nes ląst aktyviai naikina save, aktyvindamos įv. fermentus. Ląst. praranda ryšį su kt. ląst, įvyksta chromatino kondensacija, suiręs branduolio apvalkalas, išsisklaido, ląst. susitraukia, skyla į apoptozinius kūnelius, kuriuos fągocituoja makrofagai.

Apoptozė sukeliama:

> per mirties receptorius – priima mirties signalus ir jie gali būti tiroidiniai hormonai.

Sąlygoja, pvz. buožgalvio uodegos nykimą;

> signalai gali kilti pačioje citoplazmoje, nestimuluojant receptorių

Sprendimo fazė – ląst. suderina daug iš aplinkos atėjusių, signalų. Vieni – žudantys (proapoptotiniai), kiti – slopina apoptozę.

Vykdymo fazė – aktyvuojami fermentai: proteazės arba kaspazės. Kaspazės – baltymus, skaidantys fermentai, egzituojančios visada, bet neaktyvios. Suaktyvinta kaspazė skaido DNR, branduolio laminas citozolio baltymus, citoskeletą ir suardoma visa ląst.

Apoptozė – natūrali fiziologinė ląst. būklės stadija. Pakitusi pusiausvyra tarp per didelio ir per mažo apopt. proceso, sukelia ligas: per didelė apopt – Alzheimeris, Parkinsonas; nepakankama apoptozė -imitavusios ląst dauginasi ir nemiršta.

29Ląstelių bendravimas

Ląstelės tarpusavyje keičiasi signalais, kurie gali būti labai įvairūs. Signalai koordinuoja organizmo augimą, elgseną, fiziologiją.

Pats dažniausias signalizacijos principas- kai viena ląstelė (signalinė) produkuoja tam tikras molekules, o kita ląstelė (tikslinė), kuriai siunčia tas signalas, membranoje ar citoplazmoje turi receptorius, kurie priima šį signalą, reaguoja į jį.

Jie yra sutrikimų ar ląstelės išvis neturi receptorių, ji į signalus nereaguoja.

Priimtas signalas keičiasi iš ekstremalinio į intraląstelinį, kuris ir nulemia ląstelės elgseną. Ląstelės elgseną nulemia intraląstelinės reakcijos.

Dažniausiai naudojamas signalo perdavimas- dažniausiai gyvūninėm ląstelėms eina per kraują, augalinėms- per augalines sultis. Patekęs į kraują, endokrininis signalas gali būti išnešiojamas po visą organizmą. Signalinės molekulės yra hormonai, kuriuos galima endokrinines ląsteles.

Gali būti autoksininė signalizacija, kai signalai siunčiami tik to paties tipo ląstelėms. Autokrininė signalizacija naudojama embrioninėse ląstelėse, kurios priima tą patį vystymosi kelią.

Kitas būdas- nervinė signalizacija. Pranešimas aksonais perduodamas dideliu atstumu. Palyginus su endokrinine, ji žymiai greitesnė.

Aptinkama ir kontaktinė signalizacija. Tai labai glaudus trumpo veikimo ryšys, kai ląstelės sudaro tiesioginius kontaktus tarp savo membraninių baltymų. Tokiu būdu besivystantis neuronas slopina kitas ląsteles, kad šios nesivystytų į neuronus. Kitas kontaktinės signalizacijos tipas per plyšines jungtis, kai ląstelės produkuojamos signalizacijos molekules gali pereiti į kitas ląsteles. „Naudojama embrioninio vystymosi metu.

Ląstelės į aplinkinius signalus reaguoja selektyviai. Priklausomai nuo specializacijos gali atsakyti į vienas, o kitas ignoruoti. Tai priklauso nuo to ar turi paviršiuje atitinkamus receptorius. Jei jie yra, signalas priimamas, jei ne-ignoruojamas.

Signalas, kuris susiriša su receptoriumi, gali sukelti daug tikslinės ląstelės
reakcijų. Ląstelė gali reaguoti įvairiai. Gali būti formos, metabolizmo pokytis, judėjimas, genų ekspresijos pokytis. Priklauso nuo ląstelės specializacijos į tą patį signalą gali būti atsakyta skirtingai. Pvz.: acetilcholinas Širdies raumens ląstelėms susitikimo dažnį mažina, o seilių liaukose stimuliuoja sekretą.

Kiekviena ląstelė turi bent keletą receptorių, kurie daro ją jautrią įvairiems signalams. Priklausomai nuo to, kokios signalų kombinacijos reikia, ląstelė gali išgyventi, dalytis, diferencijuoti. Negaudama jokių signalų, ląstelė žūva. Sąveikaudami įvairūs signalai nulemia įvairias ląsteles elgsenas, sąveikauja su kitomis ląstelėmis. Signalo priėmimas prasideda tada, kai signalinė molekulė pasiekia receptorių. Receptorius yra membraninis baltymas. Gavęs išorinį signalą, jis savo ruožtu generuoja, kitos formos intraląstelinį signalą. Šis intraląstelinis signalas yra perduodamas tolyn į ląstelę. Jie gali veikti daugelį ląstelės metabolizmo reakcijų, gali keisti genų ekspersiją, judėjimą ar pan.Toks intraląstelinis signalas dažnai sustiprinamas, paverčiamas signalų kaskada, kad ir nedidelė signalinė molekulė galėtų sukelti atsaką.

Intraląstelinis signalas viduje ląstelės gali būti perduodamas bet kuriam ląstelės mechanizmui.

Ekstraląstelinis signalinės molekulės dažnai būna didelės, hidrofobinės ir negali keisti membranos. Todėl joms priimti yra receptoriai, kurie gautą signalą keičia intraląsteliniu.

Bet signalinės molekulės gali būti ir nedidelės, jos lengvai difunduoja pro plazminę membraną. Tokių molekulių receptoriai yra baltymai ląstelės viduje. Tai gali būti baltymai, kurie keičia genų ekspresiją.

Tos nedidelės molekulės-steroidiniai ar tiroidiniai hormonai. Tokios molekulės , patekusios į citoplazmą, susijungia su savo receptoriumi- reaktyviu įntraląsteliniu baltymu. Tada šis tampa aktyvus, gali difunduoti pro poras į branduolį ir gali aktyvuoti kokių nors genų gamyba. Tai gali pakeisti visos ląstelės elgseną.

Nedidelės molekulės gali ir tiesiogiai veikti kokį nors fermentą, labai greitai sukeldamos atsaką. Greitos reakcijos pavyzdys gali būti azoto oksidas. Jis gaminamas iš AR arpinimo. Patekęs į kraują, jis sukelia kraujagyslių lygiųjų raumenų atsipalaidavimą. Kraujagyslės išsiplečia, pagerėja audinių aprūpinimas. Tokiu principu grindžiamas nitroglicerino veikimas. Azoto oksidas naudojamas kaip mediatorius daugelyje kitų ląstelių. Jis labai greitai skyla į nitritus ir nitratus, taigi jo veikimas greitas, bet trumpas. Taigi: receptoriai priklausomai nuo signalinių molekulių gali būti ekstraląsteliniai ir intraląsteliniai.

Paviršiniai membraniniai receptoriai, kurie reaguoja į dideles molekules, yra įsiterpę į membraną ir priėmė signalinę molekulę ir perduoda į ląstelės vidų likusios rūšies signalą.

Membraniniai receptoriai:

1. joninių kanalų receptoriai

2. su G baltymu susieti receptoriai

3. su fermentais susieti receptoriai

Šios 3 klasės skiriasi generuojamu signalu.

Su joniniais kanalais susietų receptorių intraląstelinis signalas yra jonų srautas per membraną.

Su G- baltymu susietiems receptoriams intraląstelinis signalas yra aktyvuojamas G-baltymas tai su vidine membrana susietas baltymas, kuris gali ja judėti ir aktyvuoti kitas molekules.

Su fermentais susietiems receptoriams intraląstelinis signalas yra receptoriaus galia padidėjęs fermentinis aktyvumas.

Receptorių klasių yra daugiau negu ekstraląstelinių signalų, kadangi daugumai signalinių molekulių yra ne vienas, o keli skirtingi receptoriai: Pvz., acetilcholinas skeleto raumenų ląstelės veikia per joninių kanalų receptorius, o širdies raumens ląsteles per G-baltymo receptorius. Todėl ta pati signalinė molekulė atskiras ląsteles veikia skirtingai.Dauguma paviršinių receptorių, naudojamų signalizacijai, gali reaguoti su kitomis modžiagomis, pvz., seroinu, nikotinu, trankviliantais. Jos panašios į natūralias signalines molekules ir susijungusios su signaliniais receptoriais, gali sukelti normalų arba iškreiptą atsaką, gali blokuoti ir per daug aktyvuoti. Dauguma vaistų, nuodų, narkotikų veikia tokiu būdu.

Bet kuri tarpląstelinė molekulė sukelia receptoriaus aktyvumą. Receptorius keisdamas savo aktyvumą, sukelia naujų intraląstelinių molekulių gamybą. Tokiu būdu ir vyksta ląstelinė organizmo reakcija į ekstraląstelinį signalą Intraląstelinės molekulės gali veikti kaip cheminiais keitikliai (vieną cheminį signalą keisti kitokiu), kaip kurjeriai (priėmusios signalą paviršiuje nuneša jį į kitą ląstelės vietą); kaip molekuliniai jungikliai (signalas jas iš neaktyvios formos paverčia aktyvia, kitas signalas-atvirkščiai). Tokios intraląstelinės molekulės gali būti neaktyvioje ir aktyvioje formoje. Aktyvios formos jos gali veikti kitas molekules. Jos būna aktyvios, kol kitas signalas nepaverčia neaktyviomis.

Molekuliniai jungikliai savo aktyvumą keičia dviem būdais: 1) fosforinimas. Jei fermentas prijungia P grupę, tampa aktyvūs, kai atjungia-neaktyviais (prijungia proteino kinazė, atjungia-proteino fosfazė): 2) GDP ar GTP prijungimas (jei prijungtas GTP – aktyvus, kol nuo GTP neatskelia P ir nepavirsta GDP – tada neaktyvus.

Su joniniais kanalais susieti receptoriai. Tokie receptoriai dar vadinami mediatoriais, varstomais joniniais
kanalais. Jie aptinkami postsinapsinėse membranose, kur cheminį signalą (aksono terminalinės išskirtą mediatorių) verčia elektriniu signalu-membraninio potencialo pokyčiu.

Veikimas paprastas. Kai iš terminalinės išskiriama nukleokonfigūracija, ji susijungia su atitinkama receptoriaus vietą. Dėl to pakinta jo erdvinė konfigūracija, ir gali atsidaryti ar užsidaryti kanalai jonų srautams (Na, K, Ca) per membraną. Jonai eina varomi savo elektrocheminio gradiento. Jonai gali eiti į ląstelę arba iŠ jos. Jonų srautas per milisekundę keičia membraninį potencialą ir taip gali sukelti nervinį impulsą. Atskirų jonų srautai gali keisti fermentų aktyvumą, nes su joniniais kanalais susieti receptoriai reaguoja į ekstraląstelinę molekulę keisdami konformaciją ir atidarydami ar uždarydami kanalą atskiriems mediatoriams receptoriai skirtingi.

Su G-baltymu susieti receptoriai yra gausiausia klasė. Jie reaguoja į daugelį įvairių ekstraląstelinių molekulių (hormonai, neuromediatoriai, baltymai, Ar dariniai). Visiems su G-baltymu susieti receptoriams būdinga tai, kad jie veria membraną kelis kartus. Jie ekstraląstelinėje pusėje turi vietą, kuri priima signalinę molekulę.

Su G-baltymu susijusiems receptoriams priklauso rodopsinas -fotoreceptoriuose esantis baltymas, uodimo receptorius.

Su G-baltymu susieti receptoriai aptinkami visose ląstelėse. Panašūs yra net Prokariotuose (bakterijų rodopsinas veikia kaip šviesą varomas vandenilio jonų siurblys).Kai receptorius susiriša su signaline molekule, citoplazmos pusėje kinta baltymo aktyvumas, ir receptorius gali reaguoti su G-baitymu ant citozolinio plazminės membranos paviršiaus.

G-baltymų yra įvairių rūšių, jie specifiniai įvairiems receptoriams, bet visiems G-baltymams budinga tokia pati struktūra ir panašus veikimo būdas. Jie sudaryti iš 3 atskirų baltyminių subvienetų-alfa, beta ir gama dalių.

Neaktyvioje būklėje svarbiausias alfa subvienetas, kuris susirišęs su GDP. Kai receptorius surišamas su signaline molekule, jis tampa aktyvus ir susiriša su G-baltymu ir aktyvuoja- GDP pakeičia į GTP,

Kai G-baltymas prisijungia GTP, jis skyla į dvi dalis: į alfa subvienetų ir beta-gama kompleksą. Abi dalys aktyvios ir gali reaguoti su visais ląsteliniais baltymais keisdami jų aktyvumą. Bet G-baltymas nebūna visą laiką aktyvus. Visa dalis po kuria laiko savo GTP pakeičia į GDP, tampa neaktyvi ir susijungia į neaktyvią alfa-beta-gama kompleksą- signalizacija pasibaigia.

Bet kokia signalizacija turi prasmę tik tada, kai veikia tam tikrą laiką. Signalizacijos išjungimas ne mažiau svarbus kaip įjungimas. Išjungimo sutrikimas gali sukelti daug pavojų, nes būtent signalizacijos išjungimo svarbumas ir sudaro ląstelės kontrolę.

Pavyzdys-cholera. Toksinai prasiskverbia į žarnų epitelį ir taip modifikuoja alfa subvienetų kad jis nebegali GTP pakeisti į GDP ir visą laiką lieka aktyvus. Jis visą laiką tęsia tikslinio baltymo aktyvaciją, sukeldamas ilgalaikį vandens ir natrio jonų srautus, kas pasireiškia viduriavimu. Subvienetų tiksliniai baltymai gali būti joniniai kanalai ar su membrana susieti fermentai.

Širdies darbas kontroliuojamas dviem nervinėmis sistemomis- simpatinė ir parasimpatinė. Simpatinė veikia skatina, parasimpatinė-slopina. Parasimpatinė veikia per mediatorių acetilcholiną. Jis yra su G-baltymu susieto receptoriaus signalinė molekulė. Jis aktyvuoja receptorių, G-baltymą. Aktyvioji dalis šiuo atveju-beta-gama kompleksas. Kai jis tampa aktyvus, atidaro kalio jonų joninius kanalus. Kalio jonų srautai keičia širdies raumens elektrines savybes, jie susitraukia vis lėčiau, silpniau, bet nesustoja, nes po kurio laiko alfa subvienetas aktyvuojasi pats ir suriša su beta-gama kompleksu. Kalio jonų kanalai užsidaro. Tokiu būdu G-baltymas gali veikti joninius kanalus.

Kitas G-baltymo taikinys-fermentai (membraniniai). Su membraniniais fermentais susietas veikimas sudėtingesnis. Čia sukeliama naujų signalinių molekulių gamyba (antrinių pernešėjų gamyba).

Vienas iš taip veikiančių membraninių fermentų yra adenilato ciklozė. Šiuo atveju aktyvioji G-baltymo dalis-alfa subvienetas. Jis susijungia su membraniniu fermentu adenilato cikloze, ir tas savo ruožtu stimuliuoja naujų nedidelių molekulių gamybą. Fermentas yra membraninis, o aktyvavimas reikalingas ląstelės viduje, todėl ir reikia naujų nedidelių molekulių, kurios gali sklisti gilyn. Tos molekulės yra ciklinis AMP, kuris gaminamas iš ATP. Ciklinis AMP gali sklisti citoplazma ir veikti daugelį ląstelės reakcijų. Tas pats ciklinis AMP gali sukelti skirtingu ląstelių skirtingus atsakus. Ciklinis AMP savo reakcijas sukelia netiesiogiai, bet aktyvuodamas fermentą A-kinazę, kuri normoje yra neaktyvi ir susiriša su slopinančiu baltymu. Kai ciklinis AMP susijungia su slopinančiu baltymu, A-kinazė nuo jo atsiskiria, tampa aktyvi irgali veikti daugelį reakcijų A-kinazė gali skaldyti glikogeną, gali patekti į branduolį, neaktyvų baltymą paversti aktyviu ir paveikti genų transkripciją. Atsakas gali būti ir labai greitas, ir labai lėtas.

Kitas membraninis baltymas, kuris aktyvuojamas su G-baltymais susietais receptoriais-fosfolipazė C. Fosfolipazė C medijuoja daugelį ląstelės reakcijų per įvairias signalines molekules.

Sukeliamas reakcijos pavyzdys-lygiųjų raumenų susitraukimas, glikogeno skaldymas ir
kt.

Fosfolipazė C yra membraninis baltymas ir gali judėti tik membraną, todėi ji turi aktyvuoti antrinių pernešėjų sintezę.

Paveiktas inozito fosfolipidas skyla į dvi dalis: į diacilglicerolį, kuris pasilieka membranoje, ir į inoziltrifosfatą (IP3), kuris difunduoja į citoplazmą ir kaip ligandas atidaro kalcio jonų kanalus iŠ ET. Kanalams atsidarius, kalcio jonai difunduoja iš ET į citozolį.

Kalcio jonai aktyvina daugelį ląstelių procesų. Normoje kalcio jonų koncentracija yra labai maža, nes kalcio jonų siurbliai jį išvaro arba į mitochondrijas, ET, arba visai iš ląstelės. Kalcio jonai aktyvuoja raumenų susitraukimą, leidžia sąveikauti aktinui su miozinu. Kalcio jonai po kiaušialąstes apvaisinimo skatina embriogenezę. Kaip antrinis pernešėjas, jie veikia daugelį fiziologinių procesų. Kai siurbliai sugražina kalcio jonus į ET ir mitochondrijas, jų koncentracija sumažėja, jų redukuojami procesai sustoja. Diacilglicerolis pasilikęs membranoje, gali aktyvuoti kinazę C ir ši gali stimuliuoti įvairius ląstelės procesus.

Su fermentais susieti receptoriai vaidina svarbų vaidmenį atsakant į ląstelei į augimo faktorius. Tai irgi baltymai, kurie reguliuoja augimą, diferencialą, dalijimąsi. Jie veikia kaip lokalūs mediatoriai. Jie pasiekia kitas ląsteles ir skatina, pvz., dalijimąsi.

Augimo faktorių medijuojamas atsakas santykinai lėtas, pasibaigia genų ekspresijos pokyčiais. Pvz., transkribuojami genai reikalingi mitozės procesui.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 2467 žodžiai iš 8204 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.