हाइड्रोफिलिक हार्मोन, उनकी संरचना और जैविक कार्य। दूसरे संदेशवाहक के रूप में कैल्शियम हार्मोन दूसरा संदेशवाहक

सेल में संकेत करते समय, प्राथमिक मध्यस्थ रासायनिक यौगिक या भौतिक कारक (प्रकाश की मात्रा) होते हैं जो सेल में सिग्नल ट्रांसमिशन के तंत्र को सक्रिय कर सकते हैं। प्राप्त करने वाले सेल के संबंध में, प्राथमिक संदेशवाहक बाह्य संकेत हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अणु जो कोशिका के अंदर बहुतायत में मौजूद होते हैं, लेकिन आम तौर पर अंतरकोशिकीय अंतरिक्ष में बहुत कम सांद्रता में मौजूद होते हैं (उदाहरण के लिए, एटीपीईग्लूटामेट) भी बाह्य उत्तेजनाओं के रूप में कार्य कर सकते हैं। कार्यों के आधार पर, प्राथमिक मध्यस्थों को कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• साइटोकिन्स

  न्यूरोट्रांसमीटर

  वृद्धि कारक

  chemokines

रिसेप्टर्स – विशेष प्रोटीन जो कोशिका को प्राथमिक दूतों से संकेत प्रदान करते हैं। इन प्रोटीनों के लिए प्राथमिक संदेशवाहक लिगैंड होते हैं।

रिसेप्टर फ़ंक्शन को सुनिश्चित करने के लिए, प्रोटीन अणुओं को कई आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:

उच्च लिगैंड चयनात्मकता प्राप्त करें;

लिगैंड बाइंडिंग के कैनेटीक्स को सभी रिसेप्टर अणुओं के पूर्ण रोजगार की स्थिति के अनुरूप संतृप्ति के साथ एक वक्र द्वारा वर्णित किया जाना चाहिए, जिसकी झिल्ली पर संख्या सीमित है;

रिसेप्टर्स में ऊतक विशिष्टता होनी चाहिए, जो लक्ष्य अंग की कोशिकाओं में इन कार्यों की उपस्थिति या अनुपस्थिति को दर्शाती है;

लिगैंड और उसके सेलुलर (शारीरिक) प्रभाव का बंधन प्रतिवर्ती होना चाहिए, आत्मीयता मापदंडों को लिगैंड की शारीरिक सांद्रता के अनुरूप होना चाहिए।

सेलुलर रिसेप्टर्स को निम्नलिखित वर्गों में विभाजित किया गया है:

झिल्ली

• रिसेप्टर टाइरोसिन किनेसेस

  जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स

  आयन चैनल

कोशिका द्रव्य

मेम्ब्रेन रिसेप्टर्स बड़े (जैसे, इंसुलिन) या हाइड्रोफिलिक (जैसे, एड्रेनालाईन) सिग्नलिंग अणुओं को पहचानते हैं जो अपने आप सेल में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। छोटे हाइड्रोफोबिक सिग्नलिंग अणु (उदाहरण के लिए, ट्राईआयोडोथायरोनिन, स्टेरॉयड हार्मोन, CO, NO) विसरण द्वारा कोशिका में प्रवेश करने में सक्षम होते हैं। ऐसे हार्मोन के लिए रिसेप्टर्स आमतौर पर घुलनशील साइटोप्लाज्मिक या परमाणु प्रोटीन होते हैं। लिगैंड के रिसेप्टर से जुड़ने के बाद, इस घटना के बारे में जानकारी श्रृंखला के साथ आगे प्रसारित की जाती है और प्राथमिक और माध्यमिक सेलुलर प्रतिक्रिया के गठन की ओर ले जाती है।

रिसेप्टर सक्रियण तंत्र. यदि एक बाहरी सिग्नल अणु कोशिका झिल्ली के रिसेप्टर्स पर कार्य करता है और उन्हें सक्रिय करता है, तो बाद वाला प्राप्त जानकारी को झिल्ली के प्रोटीन घटकों की प्रणाली में संचारित करता है, जिसे सिग्नल ट्रांसडक्शन कैस्केड कहा जाता है। सिग्नल ट्रांसडक्शन कैस्केड के झिल्ली प्रोटीन में विभाजित हैं:

रिसेप्टर से जुड़े ट्रांसड्यूसर प्रोटीन

ट्रांसड्यूसर प्रोटीन से जुड़े एन्हांसर एंजाइम (सेल में जानकारी ले जाने वाले सेकेंडरी इंट्रासेल्युलर मैसेंजर को सक्रिय करते हैं)।

इस प्रकार जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स कार्य करते हैं। अन्य रिसेप्टर्स (आयन चैनल, प्रोटीन किनेज गतिविधि वाले रिसेप्टर्स) स्वयं गुणक के रूप में कार्य करते हैं।

4.3.2. माध्यमिक बिचौलिए

ये कम आणविक भार वाले पदार्थ हैं जो सिग्नल ट्रांसडक्शन श्रृंखला के घटकों में से एक की एंजाइमेटिक गतिविधि के परिणामस्वरूप बनते या जारी होते हैं और इसके आगे संचरण और प्रवर्धन में योगदान करते हैं। माध्यमिक दूतों को निम्नलिखित गुणों की विशेषता होती है: उनके पास एक छोटा आणविक भार होता है और साइटोप्लाज्म में उच्च दर पर फैलता है; तेजी से साफ हो जाते हैं और साइटोप्लाज्म से तेजी से हटा दिए जाते हैं। माध्यमिक मध्यस्थों में शामिल हैं:

कैल्शियम आयन (Ca2+);

चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी) और चक्रीय ग्वानोसिन मोनोफॉस्फेट (सीजीएमपी)

इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट

लिपोफिलिक अणु (जैसे डायसिलग्लिसरॉल);

नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) (यह अणु बाहर से कोशिका में प्रवेश करने वाले प्राथमिक संदेशवाहक के रूप में भी कार्य करता है)।

कभी-कभी कोशिका में तृतीयक मध्यस्थ भी बनते हैं। इस प्रकार, Ca2+ आयन आमतौर पर दूसरे संदेशवाहक के रूप में कार्य करते हैं, लेकिन इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट (द्वितीयक संदेशवाहक) की मदद से सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान, EPR से इसकी भागीदारी के साथ जारी Ca2+ आयन तृतीयक मध्यस्थ के रूप में काम करते हैं।

सिग्नल ट्रांसमिशन तंत्रनिम्नलिखित योजना मानता है:

एक सेल रिसेप्टर के साथ एक बाहरी एजेंट (प्रोत्साहन) की बातचीत,

झिल्ली में स्थित एक प्रभावकारक अणु का सक्रियण और दूसरे दूतों की पीढ़ी के लिए जिम्मेदार,

माध्यमिक बिचौलियों का गठन,

निम्नलिखित मध्यस्थों की पीढ़ी के कारण लक्ष्य प्रोटीन के मध्यस्थों द्वारा सक्रियण,

बिचौलिये का गायब होना।

सेल सिग्नलिंग (सेल सिग्नलिंग) एक जटिल संचार प्रणाली का हिस्सा है जो बुनियादी सेलुलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है और सेल के कार्यों का समन्वय करता है। कोशिकाओं की अपने पर्यावरण (सूक्ष्म पर्यावरण) में परिवर्तन के लिए सही ढंग से प्रतिक्रिया करने की क्षमता विकास, ऊतक मरम्मत, प्रतिरक्षा, और समग्र रूप से होमोस्टेसिस रखरखाव प्रणाली का आधार है। सेलुलर सूचना प्रसंस्करण प्रणालियों में त्रुटियों से कैंसर, ऑटोइम्यून रोग और मधुमेह हो सकता है। कोशिकाओं के भीतर सिग्नल ट्रांसमिशन के तंत्र को समझने से रोगों के उपचार और यहां तक ​​कि कृत्रिम ऊतकों के निर्माण का विकास हो सकता है।

परंपरागत रूप से, जैविक अनुसंधान ने सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम के अलग-अलग हिस्सों के अध्ययन पर ध्यान केंद्रित किया है। सिग्नलिंग सिस्टम के घटकों का ज्ञान सेल सिग्नलिंग सिस्टम की समग्र संरचना को समझने में मदद करता है और उनमें होने वाले परिवर्तन सूचना के प्रसारण और रिसाव को कैसे प्रभावित कर सकते हैं। एक सेल में सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम जटिल रूप से संगठित कॉम्प्लेक्स होते हैं और इनमें अल्ट्रासेंसिटिविटी और बिस्टेबिलिटी (दो मौजूदा राज्यों में से एक में होने की क्षमता) जैसे गुण होते हैं। सेल में सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम के विश्लेषण में प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक अध्ययनों का संयोजन शामिल है, जिसमें मॉडल और सिमुलेटर का विकास और विश्लेषण शामिल है।

सारांश। यह अध्याय क्रमादेशित कोशिका मृत्यु (एपोप्टोसिस), इंटरसेलुलर और इंट्रासेल्युलर इंटरैक्शन की घटना के उदाहरण पर आणविक जीव विज्ञान के मुख्य पैटर्न और समस्याओं पर चर्चा करता है, मौलिक और अनुप्रयुक्त के लिए आणविक आनुवंशिक मार्करों (उदाहरण के रूप में पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन का उपयोग करके) का उपयोग करता है। उद्देश्य।

नियंत्रण कार्य

जीवों के विभिन्न समूहों में एपोप्टोसिस की उत्पत्ति और विकास।

एपोप्टोसिस के मुख्य चरणों को शामिल करने की विशेषता और मुख्य तरीके।

एपोप्टोसिस के नियमन के बुनियादी तंत्र।

एपोप्टोसिस प्रक्रिया के उल्लंघन के कारण विकृति।

आणविक आनुवंशिक मार्करों के मुख्य प्रकार।

खोज का इतिहास, पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन की विधि।

मुख्य प्रकार के पीसीआर के संचालन और आवेदन की विशेषताएं।

इंटरसेलुलर और इंट्रासेल्युलर इंटरैक्शन में सिग्नल ट्रांसडक्शन का महत्व।

रिसेप्टर प्रोटीन के सक्रियण के तंत्र।

इंटरसेलुलर इंटरैक्शन के दौरान सिग्नल ट्रांसमिशन के तंत्र।

हार्मोन की कार्रवाई के लिए लक्ष्य सेल की प्रतिक्रिया एक हार्मोन रिसेप्टर (जीएच) कॉम्प्लेक्स के निर्माण से बनती है, जो सेल प्रतिक्रिया की शुरुआत करते हुए रिसेप्टर की सक्रियता की ओर ले जाती है। हार्मोन एड्रेनालाईन, रिसेप्टर के साथ बातचीत करते समय, झिल्ली चैनल खोलता है, और Na + - इनपुट आयन करंट सेल के कार्य को निर्धारित करता है। हालांकि, अधिकांश हार्मोन झिल्ली चैनलों को अपने आप नहीं खोलते या बंद करते हैं, लेकिन जी प्रोटीन के साथ बातचीत करते हैं।

लक्ष्य कोशिकाओं पर हार्मोन की क्रिया का तंत्र उनकी रासायनिक संरचना से जुड़ा होता है:

■ पानी में घुलनशील हार्मोन - प्रोटीन और पॉलीपेप्टाइड, साथ ही अमीनो एसिड डेरिवेटिव - कैटेकोलामाइन, लक्ष्य कोशिका झिल्ली के रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, जिससे "हार्मोन-रिसेप्टर" (एचआर) कॉम्प्लेक्स बनता है। इस कॉम्प्लेक्स की उपस्थिति गठन की ओर ले जाती है एक माध्यमिक या अंतःकोशिकीय संदेशवाहक (मैसेंजर), जिसके साथ सेल फ़ंक्शन में परिवर्तन जुड़े हुए हैं। लक्ष्य सेल की झिल्ली सतह पर रिसेप्टर्स की संख्या लगभग 104-105 है;

वसा में घुलनशील हार्मोन - स्टेरॉयड - लक्ष्य कोशिका की झिल्ली से गुजरते हैं और प्लाज्मा रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, जिनकी संख्या 3000 से 104 तक होती है, जिससे GH का एक परिसर बनता है, जो तब परमाणु झिल्ली में प्रवेश करता है। स्टेरॉयड हार्मोन और अमीनो एसिड टायरोसिन के डेरिवेटिव - थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन - परमाणु झिल्ली में प्रवेश करते हैं और एक या एक से अधिक गुणसूत्रों से जुड़े परमाणु रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप लक्ष्य सेल में प्रोटीन संश्लेषण में परिवर्तन होता है।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, हार्मोन की क्रिया लक्ष्य कोशिकाओं में कुछ एंजाइमों के उत्प्रेरक कार्य की उत्तेजना या अवरोध के कारण होती है। यह प्रभाव दो तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है:

कोशिका झिल्ली की सतह पर रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन की बातचीत और झिल्ली और कोशिका द्रव्य में जैव रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला का शुभारंभ;

झिल्ली के माध्यम से हार्मोन का प्रवेश और साइटोप्लाज्मिक रिसेप्टर्स के लिए बाध्यकारी, जिसके बाद हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स कोशिका के नाभिक और ऑर्गेनेल में प्रवेश करता है, जहां यह नए एंजाइमों को संश्लेषित करके इसके नियामक प्रभाव का एहसास करता है।

पहला मार्ग झिल्ली एंजाइमों की सक्रियता और दूसरे दूतों के निर्माण की ओर जाता है। आज, द्वितीयक दूतों की चार प्रणालियाँ ज्ञात हैं:

एडिनाइलेट साइक्लेज - शिविर;

गनीलेट साइक्लेज - cGMP;

फॉस्फोलिपेज़ - इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट;

शांतोडुलिन - आयनित सीए 2+।

लक्ष्य कोशिकाओं को प्रभावित करने का दूसरा तरीका कोशिका नाभिक में निहित रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन का संयोजन है, जो इसके आनुवंशिक तंत्र के सक्रियण या अवरोध की ओर जाता है।

झिल्ली रिसेप्टर्स और दूसरे संदेशवाहक (संदेशवाहक)

लक्ष्य सेल के झिल्ली रिसेप्टर्स के लिए बाध्यकारी हार्मोन, "हार्मोन - रिसेप्टर" जीएच कॉम्प्लेक्स (चरण 1) (चित्र। 6.3) बनाते हैं। रिसेप्टर में परिवर्तनकारी परिवर्तन उत्तेजक जी-प्रोटीन (रिसेप्टर के साथ एकीकृत) को सक्रिय करते हैं, जो तीन सबयूनिट्स (α-, β-, γ-) और ग्वानोसिन डिपोस्फेट (जीडीपी) का एक जटिल है। प्रतिस्थापन

तालिका 6.11.हार्मोन का संक्षिप्त विवरण

हार्मोन कहाँ बनते हैं		हार्मोन का नाम		संक्षेपाक्षर	लक्ष्य कोशिकाओं पर प्रभाव
हाइपोथेलेमस		थायरोट्रोपिन-विमोचन हार्मोन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा थायरोट्रोपिन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		कॉर्टिकोट्रोपिन-विमोचन हार्मोन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा ACTH के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		गोनैडोट्रोपिन-विमोचन हार्मोन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा ल्यूटिनाइजिंग (एलएच) और कूप-उत्तेजक (एफएसपी) हार्मोन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		वृद्धि हार्मोन रिलीजिंग कारक			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा वृद्धि हार्मोन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		सोमेटोस्टैटिन			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा वृद्धि हार्मोन के उत्पादन को दबा देता है
हाइपोथेलेमस		प्रोलैक्टिन निरोधात्मक कारक (डोपामाइन)			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा प्रोलैक्टिन के उत्पादन को रोकता है
हाइपोथेलेमस		प्रोलैक्टिन उत्तेजक कारक			एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा प्रोलैक्टिन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
हाइपोथेलेमस		ऑक्सीटोसिन			दूध स्राव को उत्तेजित करता है, गर्भाशय के संकुचन
हाइपोथेलेमस		वैसोप्रेसिन - एंटीडाययूरेटिक हार्मोन			डिस्टल नेफ्रॉन में जल पुनर्अवशोषण को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		टीएसएच, या थायराइड-उत्तेजक हार्मोन		टीएसएच अबोटीएसजी	थायरॉयड ग्रंथि द्वारा थायरोक्सिन, ट्राईआयोडोथायरोनिन के संश्लेषण और स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि					अधिवृक्क प्रांतस्था द्वारा ग्लुकोकोर्टिकोइड्स (कोर्टिसोल) के स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		फॉलिकल स्टिम्युलेटिंग हॉर्मोन			कूप विकास और डिम्बग्रंथि एस्ट्रोजन स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		ल्यूटिनकारी हार्मोन			ओव्यूलेशन को उत्तेजित करता है, कॉर्पस ल्यूटियम का निर्माण, साथ ही अंडाशय द्वारा एस्ट्रोजन और प्रोजेस्टेरोन का संश्लेषण करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		ग्रोथ हार्मोन, या ग्रोथ हार्मोन			प्रोटीन संश्लेषण और समग्र विकास को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		प्रोलैक्टिन			दूध के उत्पादन और स्राव को उत्तेजित करता है
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि		β-लिपोट्रोपिन
मध्यवर्ती पिट्यूटरी ग्रंथि		मेल्ज़नोट्रोपिन			मछली, उभयचर, सरीसृप में मेलेनिन के संश्लेषण को उत्तेजित करता है (मनुष्यों में, यह कंकाल (हड्डियों के अस्थिकरण) के विकास को उत्तेजित करता है, चयापचय की तीव्रता को बढ़ाता है, गर्मी उत्पादन, कोशिकाओं द्वारा प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट के उपयोग को बढ़ाता है, उत्तेजित करता है बच्चे के जन्म के बाद मानसिक कार्यों का गठन
थाइरोइड		एल थायरोक्सिन
		ट्राईआयोडोथायरोनिन
अधिवृक्क प्रांतस्था (जालीदार क्षेत्र)		सेक्स हार्मोन			डायहाइड्रोगेपियनड्रोस्टेरोन और एंड्रोस्टेनडियोन के उत्पादन को उत्तेजित करता है
अधिवृक्क प्रांतस्था (फैसिकुलर ज़ोन)		ग्लूकोकार्टिकोइड्स (कोर्टिसोल)			ग्लूकोनोजेनेसिस को उत्तेजित करता है, विरोधी भड़काऊ प्रभाव, प्रतिरक्षा प्रणाली को दबा देता है
अधिवृक्क प्रांतस्था (ग्लोमेरुलर ज़ोन)		एल्डोस्टीरोन			Na + आयनों के पुनर्अवशोषण को बढ़ाता है, नेफ्रॉन के नलिकाओं में K + आयनों का स्राव
सेरिब्रल पदार्थ अधिवृक्क ग्रंथि		एड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन			अल्फा, बीटा-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स का सक्रियण
		एस्ट्रोजेन			महिला जननांग अंगों की वृद्धि और विकास, मासिक धर्म चक्र का प्रजनन चरण
		प्रोजेस्टेरोन			मासिक धर्म चक्र का स्रावी चरण
		टेस्टोस्टेरोन			शुक्राणुजनन, पुरुष माध्यमिक यौन विशेषताएं
थायराइड ग्रंथियों की जोड़ी		पैराथाइरॉइड हार्मोन (पैराथाइरॉइड हार्मोन)			रक्त में Ca 2+ आयनों की सांद्रता को बढ़ाता है (हड्डी का विखनिजीकरण)
थायराइड (सी-कोशिकाएं)	कैल्सीटोनिन					रक्त में Ca2 + आयनों की सांद्रता को कम करता है
गुर्दे में सक्रियता	1,25-डायहाइड्रोक्सीकोलकैल्सीफेरोल (कैल्सीट्रियोल)					सीए 2+ आयनों के आंतों के अवशोषण को बढ़ाता है
अग्न्याशय - बीटा कोशिकाएं						रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता को कम करता है
अग्न्याशय - अल्फा कोशिकाएं	ग्लूकागन					रक्त में ग्लूकोज की मात्रा को बढ़ाता है
नाल	ह्यूमन कोरिओनिक गोनाडोट्रोपिन					एस्ट्रोजन और प्रोजेस्टेरोन के संश्लेषण को बढ़ाता है
नाल	मानव अपरा लैक्टोजेन					गर्भावस्था के दौरान ग्रोथ हार्मोन और प्रोलैक्टिन जैसे काम करता है

चावल। 6.3. एक माध्यमिक इंट्रासेल्युलर मैसेंजर सीएमपी के गठन के साथ हार्मोन की क्रिया के तंत्र की योजना।सकल घरेलू उत्पाद - ग्वानिन डाइफॉस्फेट, जीटीपी - ग्वानिन ट्राइफॉस्फेट

जीडीपी से गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट जीटीपी (चरण 2) α-सबयूनिट की टुकड़ी की ओर जाता है, जो तुरंत अन्य सिग्नलिंग प्रोटीन के साथ इंटरैक्ट करता है, आयन चैनलों या सेलुलर एंजाइमों की गतिविधि को बदलता है - एडिनाइलेट साइक्लेज या फॉस्फोलिपेज़ सी - और सेल फ़ंक्शन।

दूसरे संदेशवाहक शिविर के गठन के साथ लक्ष्य कोशिकाओं पर हार्मोन की क्रिया

सक्रिय झिल्ली एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज एटीपी को दूसरे संदेशवाहक - चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट सीएमपी (चरण 3) (चित्र 6.3 देखें) में परिवर्तित करता है, जो बदले में एंजाइम प्रोटीन किनेज ए (चरण 4) को सक्रिय करता है, जो विशिष्ट प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन की ओर जाता है। (चरण 5) जिसके परिणामस्वरूप शारीरिक क्रिया (चरण 6) में परिवर्तन होता है, उदाहरण के लिए, कैल्शियम आयनों के लिए नए झिल्ली चैनलों का निर्माण, जिससे हृदय संकुचन की ताकत में वृद्धि होती है।

दूसरा संदेशवाहक शिविर एंजाइम फॉस्फोडिएस्टरेज़ द्वारा निष्क्रिय रूप 5'-एएमपी में अवक्रमित हो जाता है।

कुछ हार्मोन (नैट्रियूरेटिक) निरोधात्मक जी-प्रोटीन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे झिल्ली एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज की गतिविधि में कमी आती है, सेल फ़ंक्शन में कमी होती है।

दूसरे दूतों के निर्माण के साथ लक्ष्य कोशिकाओं पर हार्मोन की क्रिया - डायसाइलग्लिसरॉल और इनोसिटोल-3-फॉस्फेट

हार्मोन झिल्ली रिसेप्टर के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है - ओएस (चरण 1) (चित्र। 6.4) और जी-प्रोटीन (चरण 2) के माध्यम से रिसेप्टर की आंतरिक सतह से जुड़े फॉस्फोलिपेज़ सी को सक्रिय करता है (चरण 3)।

फॉस्फोलिपेज़ सी के प्रभाव में, जो झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स (फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल बाइफॉस्फेट) को हाइड्रोलाइज करता है, दो माध्यमिक संदेशवाहक बनते हैं - डायसेलिग्लिसरॉल (डीजी) और इनोसिटोल-3-फॉस्फेट (आईपी 3) (चरण 4)।

दूसरा संदेशवाहक IP3 माइटोकॉन्ड्रिया और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (चरण 5) से Ca 2+ आयनों की रिहाई को जुटाता है, जो दूसरे संदेशवाहक के रूप में व्यवहार करते हैं। डीजी (लिपिड सेकेंड मैसेंजर) के साथ सीए 2+ आयन एंजाइम प्रोटीन किनेज सी (चरण 6) को सक्रिय करते हैं, जो प्रोटीन को फास्फोराइलेट करता है और लक्ष्य सेल के शारीरिक कार्यों में बदलाव का कारण बनता है।

"कैल्शियम - शांतोडुलिन" प्रणालियों की मदद से हार्मोन की क्रिया,जो द्वितीयक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है। जब कैल्शियम कोशिका में प्रवेश करता है, तो यह शांतोडुलिन से बांधता है और इसे सक्रिय करता है। सक्रिय शांतोडुलिन, बदले में, प्रोटीन किनेज की गतिविधि को बढ़ाता है, जिससे प्रोटीन फास्फारिलीकरण होता है, सेल कार्यों में परिवर्तन होता है।

कोशिका के आनुवंशिक तंत्र पर हार्मोन की क्रिया

वसा में घुलनशील स्टेरॉयड हार्मोन लक्ष्य कोशिका झिल्ली (चरण 1) (चित्र 6.5) से गुजरते हैं, जहां वे साइटोप्लाज्मिक रिसेप्टर प्रोटीन से बंधते हैं। गठित जीआर कॉम्प्लेक्स (चरण 2) नाभिक में फैलता है और क्रोमोसोम डीएनए (चरण 3) के विशिष्ट क्षेत्रों से बांधता है, एमआरएनए (चरण 4) उत्पन्न करके प्रतिलेखन प्रक्रिया को सक्रिय करता है। एमआरएनए टेम्पलेट को साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित करता है, जहां यह राइबोसोम (चरण 5), नए प्रोटीन के संश्लेषण (चरण 6) पर अनुवाद प्रक्रिया प्रदान करता है, जिससे शारीरिक कार्यों में परिवर्तन होता है।

वसा में घुलनशील थायराइड हार्मोन - थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन - नाभिक में प्रवेश करते हैं, जहां वे एक रिसेप्टर प्रोटीन से बंधते हैं, जो एक प्रोटीन है जो डीएनए गुणसूत्रों पर स्थित होता है। ये रिसेप्टर्स जीन के प्रमोटर और ऑपरेटर दोनों के कार्य को नियंत्रित करते हैं।

हॉर्मोन उन आनुवंशिक तंत्रों को सक्रिय करते हैं जो नाभिक में होते हैं, जिससे 100 से अधिक प्रकार के कोशिकीय प्रोटीन उत्पन्न होते हैं। इनमें से कई एंजाइम हैं जो शरीर की कोशिकाओं की चयापचय गतिविधि को बढ़ाते हैं। इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स के साथ एक बार प्रतिक्रिया करने के बाद, थायराइड हार्मोन कई हफ्तों तक जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।

हार्मोन क्रिया के माध्यमिक मध्यस्थ हैं:

1. एडिनाइलेट साइक्लेज और चक्रीय एएमपी,

2. गुआनालेट साइक्लेज और चक्रीय जीएमएफ,

3. फॉस्फोलिपेज़ सी:

डायसाइलग्लिसरॉल (डीएजी),

इनोसिटोल-त्रि-fsphate (IF3),

4. आयनित सीए - शांतोडुलिन

विषमपोषी प्रोटीन जी-प्रोटीन।

यह प्रोटीन झिल्ली में लूप बनाता है और इसमें 7 खंड होते हैं। उनकी तुलना सर्पिन रिबन से की जाती है। इसमें एक फैला हुआ (बाहरी) और भीतरी भाग होता है। एक हार्मोन बाहरी भाग से जुड़ा होता है, और आंतरिक सतह पर 3 सबयूनिट होते हैं - अल्फा, बीटा और गामा। निष्क्रिय अवस्था में, इस प्रोटीन में ग्वानोसिन डाइफॉस्फेट होता है। लेकिन सक्रिय होने पर, ग्वानोसिन डाइफॉस्फेट ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट में बदल जाता है। जी-प्रोटीन की गतिविधि में परिवर्तन या तो झिल्ली की आयनिक पारगम्यता में परिवर्तन की ओर जाता है, या कोशिका में एंजाइम प्रणाली (एडेनाइलेट साइक्लेज, गनीलेट साइक्लेज, फॉस्फोलिपेज़ सी) सक्रिय होता है। यह विशिष्ट प्रोटीन के गठन का कारण बनता है, प्रोटीन किनेज सक्रिय होता है (फॉस्फोराइलेशन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक)।

जी-प्रोटीन सक्रिय (जीएस) और निरोधात्मक, या दूसरे शब्दों में, निरोधात्मक (जीआई) हो सकते हैं।

चक्रीय एएमपी का विनाश एंजाइम फॉस्फोडिएस्टरेज़ की कार्रवाई के तहत होता है। चक्रीय एचएमएफ का विपरीत प्रभाव पड़ता है। जब फॉस्फोलिपेज़ सी सक्रिय होता है, तो पदार्थ बनते हैं जो कोशिका के अंदर आयनित कैल्शियम के संचय में योगदान करते हैं। कैल्शियम प्रोटीन सिनेसेस को सक्रिय करता है, मांसपेशियों के संकुचन को बढ़ावा देता है। Diacylglycerol झिल्ली फॉस्फोलिपिड के एराकिडोनिक एसिड में रूपांतरण को बढ़ावा देता है, जो प्रोस्टाग्लैंडीन और ल्यूकोट्रिएन के गठन का स्रोत है।

हार्मोन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स नाभिक में प्रवेश करता है और डीएनए पर कार्य करता है, जो प्रतिलेखन प्रक्रियाओं को बदलता है और mRNA बनता है, जो नाभिक को छोड़कर राइबोसोम में जाता है।

इसलिए, हार्मोन प्रदान कर सकते हैं:

1. काइनेटिक या प्रारंभिक क्रिया,

2. चयापचय क्रिया,

3. मोर्फोजेनेटिक क्रिया (ऊतक विभेदन, वृद्धि, कायापलट),

4. सुधारात्मक कार्रवाई (सुधारात्मक, अनुकूली)।

कोशिकाओं में हार्मोन की क्रिया के तंत्र:

कोशिका झिल्ली की पारगम्यता में परिवर्तन,

एंजाइम सिस्टम का सक्रियण या निषेध,

आनुवंशिक जानकारी पर प्रभाव।

विनियमन अंतःस्रावी और तंत्रिका तंत्र की घनिष्ठ बातचीत पर आधारित है। तंत्रिका तंत्र में उत्तेजना की प्रक्रियाएं अंतःस्रावी ग्रंथियों की गतिविधि को सक्रिय या बाधित कर सकती हैं। (उदाहरण के लिए, एक खरगोश में ओव्यूलेशन की प्रक्रिया पर विचार करें। एक खरगोश में ओव्यूलेशन संभोग के कार्य के बाद ही होता है, जो पिट्यूटरी ग्रंथि से गोनैडोट्रोपिक हार्मोन की रिहाई को उत्तेजित करता है। बाद वाला ओव्यूलेशन की प्रक्रिया का कारण बनता है)।

मानसिक आघात के हस्तांतरण के बाद, थायरोटॉक्सिकोसिस हो सकता है। तंत्रिका तंत्र पिट्यूटरी हार्मोन (न्यूरोहोर्मोन) के स्राव को नियंत्रित करता है, और पिट्यूटरी ग्रंथि अन्य ग्रंथियों की गतिविधि को प्रभावित करती है।

प्रतिक्रिया तंत्र हैं। शरीर में एक हार्मोन का संचय संबंधित ग्रंथि द्वारा इस हार्मोन के उत्पादन को रोकता है, और कमी हार्मोन के गठन को उत्तेजित करने के लिए एक तंत्र होगी।

एक स्व-विनियमन तंत्र है। (उदाहरण के लिए, रक्त ग्लूकोज इंसुलिन और / या ग्लूकागन के उत्पादन को निर्धारित करता है; यदि शर्करा का स्तर बढ़ता है, तो इंसुलिन का उत्पादन होता है, और यदि यह गिरता है, तो ग्लूकागन का उत्पादन होता है। ना की कमी एल्डोस्टेरोन के उत्पादन को उत्तेजित करती है।)

5. हाइपोथैलेमो-पिट्यूटरी सिस्टम। इसका कार्यात्मक संगठन। हाइपोथैलेमस की न्यूरोसेकेरेटरी कोशिकाएं। ट्रॉपिक हार्मोन और रिलीजिंग हार्मोन (लिबरिन, स्टैटिन) के लक्षण। एपिफेसिस (पीनियल ग्रंथि)।

6. एडेनोहाइपोफिसिस, हाइपोथैलेमस के साथ इसका संबंध। पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि के हार्मोन की क्रिया की प्रकृति। हाइपो- और एडेनोहाइपोफिसिस हार्मोन का हाइपरसेरेटेशन। पूर्वकाल लोब के हार्मोन के निर्माण में उम्र से संबंधित परिवर्तन।

एडेनोहाइपोफिसिस की कोशिकाएं (हिस्टोलॉजी के दौरान उनकी संरचना और संरचना देखें) निम्नलिखित हार्मोन का उत्पादन करती हैं: सोमाटोट्रोपिन (विकास हार्मोन), प्रोलैक्टिन, थायरोट्रोपिन (थायरॉयड-उत्तेजक हार्मोन), कूप-उत्तेजक हार्मोन, ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन, कॉर्टिकोट्रोपिन (एसीटीएच), मेलानोट्रोपिन, बीटा-एंडोर्फिन, डायबेटोजेनिक पेप्टाइड, एक्सोफथाल्मिक कारक और डिम्बग्रंथि वृद्धि हार्मोन। आइए उनमें से कुछ के प्रभावों पर अधिक विस्तार से विचार करें।

कॉर्टिकोट्रोपिन . (एड्रेनोकोर्टिकोट्रोपिक हार्मोन - ACTH) एडेनोहाइपोफिसिस द्वारा लगातार स्पंदित फटने में स्रावित होता है जिसमें एक स्पष्ट दैनिक लय होती है। कॉर्टिकोट्रोपिन का स्राव प्रत्यक्ष और प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित होता है। सीधा संबंध हाइपोथैलेमस पेप्टाइड - कॉर्टिकोलिबरिन द्वारा दर्शाया गया है, जो कॉर्टिकोट्रोपिन के संश्लेषण और स्राव को बढ़ाता है। फीडबैक कोर्टिसोल (एड्रेनल कॉर्टेक्स के हार्मोन) के रक्त स्तर से ट्रिगर होते हैं और हाइपोथैलेमस और एडेनोहाइपोफिसिस दोनों स्तरों पर बंद होते हैं, और कोर्टिसोल एकाग्रता में वृद्धि कॉर्टिकोलिबरिन और कॉर्टिकोट्रोपिन के स्राव को रोकती है।

कॉर्टिकोट्रोपिन में दो प्रकार की क्रिया होती है - अधिवृक्क और अतिरिक्त अधिवृक्क। अधिवृक्क क्रिया मुख्य है और इसमें ग्लुकोकोर्टिकोइड्स के स्राव को बहुत कम हद तक उत्तेजित करना शामिल है - मिनरलोकोर्टिकोइड्स और एण्ड्रोजन। हार्मोन अधिवृक्क प्रांतस्था में हार्मोन के संश्लेषण को बढ़ाता है - स्टेरॉइडोजेनेसिस और प्रोटीन संश्लेषण, जिससे अधिवृक्क प्रांतस्था की अतिवृद्धि और हाइपरप्लासिया होता है। अतिरिक्त-अधिवृक्क क्रिया में वसा ऊतक के लिपोलिसिस, इंसुलिन के स्राव में वृद्धि, हाइपोग्लाइसीमिया, हाइपरपिग्मेंटेशन के साथ मेलेनिन का बढ़ा हुआ जमाव होता है।

कॉर्टिकोट्रोपिन की अधिकता हाइपरकोर्टिसोलिज़्म के विकास के साथ होती है, जिसमें कोर्टिसोल स्राव में प्रमुख वृद्धि होती है और इसे इटेन्को-कुशिंग रोग कहा जाता है। ग्लूकोकार्टिकोइड्स की अधिकता के लिए मुख्य अभिव्यक्तियाँ विशिष्ट हैं: मोटापा और अन्य चयापचय परिवर्तन, प्रतिरक्षा तंत्र की प्रभावशीलता में कमी, धमनी उच्च रक्तचाप का विकास और मधुमेह की संभावना। कॉर्टिकोट्रोपिन की कमी स्पष्ट चयापचय परिवर्तनों के साथ-साथ प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए शरीर के प्रतिरोध में कमी के साथ एड्रेनल ग्रंथियों के ग्लुकोकोर्टिकोइड फ़ंक्शन की अपर्याप्तता का कारण बनती है।

सोमेटोट्रापिन. . ग्रोथ हार्मोन में चयापचय प्रभावों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है जो एक मॉर्फोजेनेटिक प्रभाव प्रदान करती है। हार्मोन प्रोटीन चयापचय को प्रभावित करता है, उपचय प्रक्रियाओं को बढ़ाता है। यह कोशिकाओं में अमीनो एसिड के प्रवेश को उत्तेजित करता है, अनुवाद को तेज करके और आरएनए संश्लेषण को सक्रिय करके प्रोटीन संश्लेषण को उत्तेजित करता है, कोशिका विभाजन और ऊतक वृद्धि को बढ़ाता है, और प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम को रोकता है। उपास्थि में सल्फेट, डीएनए में थाइमिडीन, कोलेजन में प्रोलाइन, आरएनए में यूरिडीन के समावेश को उत्तेजित करता है। हार्मोन एक सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन का कारण बनता है। क्षारीय फॉस्फेट को सक्रिय करके एपिफिसियल उपास्थि के विकास और हड्डी के ऊतकों द्वारा उनके प्रतिस्थापन को उत्तेजित करता है।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय पर प्रभाव दुगना है। एक ओर, सोमाटोट्रोपिन इंसुलिन उत्पादन को बढ़ाता है, दोनों बीटा कोशिकाओं पर प्रत्यक्ष प्रभाव के कारण, और यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन के टूटने के कारण हार्मोन-प्रेरित हाइपरग्लाइसेमिया के कारण। सोमाटोट्रोपिन यकृत इंसुलिनस को सक्रिय करता है, एक एंजाइम जो इंसुलिन को तोड़ता है। दूसरी ओर, सोमाटोट्रोपिन का एक काउंटर-इनसुलर प्रभाव होता है, जो ऊतकों में ग्लूकोज के उपयोग को रोकता है। प्रभावों का यह संयोजन, जब अत्यधिक स्राव की स्थितियों के तहत पूर्वनिर्धारित होता है, तो मधुमेह मेलिटस का कारण बन सकता है, जिसे मूल रूप से पिट्यूटरी कहा जाता है।

वसा चयापचय पर प्रभाव वसा ऊतक के लिपोलिसिस और कैटेकोलामाइन के लिपोलाइटिक प्रभाव को प्रोत्साहित करना है, रक्त में मुक्त फैटी एसिड के स्तर को बढ़ाता है; जिगर और ऑक्सीकरण में उनके अत्यधिक सेवन के कारण कीटोन निकायों का निर्माण बढ़ जाता है। सोमाटोट्रोपिन के इन प्रभावों को मधुमेह के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है।

यदि कम उम्र में हार्मोन की अधिकता होती है, तो अंगों और धड़ के आनुपातिक विकास के साथ विशालता का निर्माण होता है। किशोरावस्था और वयस्कता में हार्मोन की अधिकता से कंकाल की हड्डियों के एपिफेसील वर्गों की वृद्धि में वृद्धि होती है, अपूर्ण अस्थिभंग वाले क्षेत्र, जिसे एक्रोमेगाली कहा जाता है। . आकार और आंतरिक अंगों में वृद्धि - स्प्लेनहोमेगाली।

हार्मोन की जन्मजात कमी के साथ, बौनापन बनता है, जिसे "पिट्यूटरी नैनिज़्म" कहा जाता है। गुलिवर के बारे में जे. स्विफ्ट के उपन्यास के प्रकाशन के बाद, ऐसे लोगों को बोलचाल की भाषा में लिलिपुटियन कहा जाता है। अन्य मामलों में, अधिग्रहित हार्मोन की कमी एक हल्के स्टंटिंग का कारण बनती है।

प्रोलैक्टिन . प्रोलैक्टिन के स्राव को हाइपोथैलेमिक पेप्टाइड्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है - अवरोधक प्रोलैक्टिनोस्टैटिन और उत्तेजक प्रोलैक्टोलिबरिन। हाइपोथैलेमिक न्यूरोपैप्टाइड्स का उत्पादन डोपामिनर्जिक नियंत्रण में है। रक्त में एस्ट्रोजन और ग्लुकोकोर्टिकोइड्स का स्तर प्रोलैक्टिन स्राव की मात्रा को प्रभावित करता है।

और थायराइड हार्मोन।

प्रोलैक्टिन विशेष रूप से स्तन ग्रंथि के विकास और दुद्ध निकालना को उत्तेजित करता है, लेकिन इसके स्राव को नहीं, जो ऑक्सीटोसिन द्वारा उत्तेजित होता है।

स्तन ग्रंथियों के अलावा, प्रोलैक्टिन सेक्स ग्रंथियों को प्रभावित करता है, कॉर्पस ल्यूटियम की स्रावी गतिविधि और प्रोजेस्टेरोन के गठन को बनाए रखने में मदद करता है। प्रोलैक्टिन पानी-नमक चयापचय का नियामक है, पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स के उत्सर्जन को कम करता है, वैसोप्रेसिन और एल्डोस्टेरोन के प्रभाव को प्रबल करता है, आंतरिक अंगों, एरिथ्रोपोएसिस के विकास को उत्तेजित करता है, और मातृत्व की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है। प्रोटीन संश्लेषण को बढ़ाने के अलावा, यह कार्बोहाइड्रेट से वसा के निर्माण को बढ़ाता है, जो प्रसवोत्तर मोटापे में योगदान देता है।

मेलानोट्रोपिन . . पिट्यूटरी ग्रंथि के मध्यवर्ती लोब की कोशिकाओं में निर्मित। मेलानोट्रोपिन का उत्पादन हाइपोथैलेमस के मेलानोलिबेरिन द्वारा नियंत्रित होता है। हार्मोन का मुख्य प्रभाव त्वचा के मेलानोसाइट्स पर कार्य करना है, जहां यह प्रक्रियाओं में वर्णक के अवसाद का कारण बनता है, मेलानोसाइट्स के आसपास के एपिडर्मिस में मुक्त वर्णक में वृद्धि और मेलेनिन संश्लेषण में वृद्धि होती है। त्वचा और बालों के रंगद्रव्य को बढ़ाता है।

न्यूरोहाइपोफिसिस, हाइपोथैलेमस के साथ इसका संबंध। पश्चवर्ती पिट्यूटरी हार्मोन (ऑक्सीगोसिन, एडीएच) के प्रभाव। शरीर में द्रव की मात्रा के नियमन में ADH की भूमिका। गैर-शर्करा मधुमेह।

वैसोप्रेसिन . . यह हाइपोथैलेमस के सुप्राओप्टिक और पैरावेंट्रिकुलर नाभिक की कोशिकाओं में बनता है और न्यूरोहाइपोफिसिस में जमा होता है। हाइपोथैलेमस में वैसोप्रेसिन के संश्लेषण और पिट्यूटरी ग्रंथि द्वारा रक्त में इसके स्राव को नियंत्रित करने वाली मुख्य उत्तेजनाओं को आमतौर पर आसमाटिक कहा जा सकता है। उनका प्रतिनिधित्व निम्न द्वारा किया जाता है: ए) रक्त प्लाज्मा के आसमाटिक दबाव में वृद्धि और रक्त वाहिकाओं के ऑस्मोरसेप्टर्स और हाइपोथैलेमस के न्यूरॉन्स-ऑस्मोरसेप्टर्स की उत्तेजना; बी) रक्त में सोडियम सामग्री में वृद्धि और हाइपोथैलेमिक न्यूरॉन्स की उत्तेजना जो सोडियम रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करती है; ग) रक्त और धमनी दबाव को प्रसारित करने की केंद्रीय मात्रा में कमी, जिसे हृदय के वॉलोमोसेप्टर्स और वाहिकाओं के मैकेनोसेप्टर्स द्वारा माना जाता है;

घ) भावनात्मक और दर्दनाक तनाव और शारीरिक गतिविधि; ई) रेनिन-एंजियोटेंसिन प्रणाली की सक्रियता और न्यूरोसेकेरेटरी न्यूरॉन्स पर एंजियोटेंसिन का उत्तेजक प्रभाव।

दो प्रकार के रिसेप्टर्स के साथ ऊतकों में हार्मोन को बांधकर वैसोप्रेसिन के प्रभाव को महसूस किया जाता है। Y1-प्रकार के रिसेप्टर्स के लिए बाध्य, मुख्य रूप से रक्त वाहिकाओं की दीवार में स्थित, दूसरे दूत इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट और कैल्शियम के माध्यम से संवहनी ऐंठन का कारण बनता है, जो हार्मोन के नाम में योगदान देता है - "वैसोप्रेसिन"। दूसरे मैसेंजर सीएमपी के माध्यम से डिस्टल नेफ्रॉन में Y2-प्रकार के रिसेप्टर्स को बांधना पानी के लिए नेफ्रॉन के एकत्रित नलिकाओं की पारगम्यता में वृद्धि सुनिश्चित करता है, इसके पुन: अवशोषण और मूत्र एकाग्रता, जो वैसोप्रेसिन के दूसरे नाम से मेल खाती है - "एंटीडाययूरेटिक हार्मोन, एडीएच"।

गुर्दे और रक्त वाहिकाओं पर कार्य करने के अलावा, वैसोप्रेसिन मस्तिष्क के महत्वपूर्ण न्यूरोपैप्टाइड्स में से एक है जो प्यास और पीने के व्यवहार, स्मृति तंत्र और एडेनोहाइपोफिसियल हार्मोन के स्राव के नियमन के निर्माण में शामिल है।

वैसोप्रेसिन स्राव की कमी या पूर्ण अनुपस्थिति भी हाइपोटोनिक मूत्र की एक बड़ी मात्रा की रिहाई के साथ ड्यूरिसिस में तेज वृद्धि के रूप में प्रकट होती है। इस सिंड्रोम को कहा जाता है मूत्रमेह", यह जन्मजात या अधिग्रहित हो सकता है। अतिरिक्त वैसोप्रेसिन (पार्चोन सिंड्रोम) का सिंड्रोम स्वयं प्रकट होता है

शरीर में अत्यधिक द्रव प्रतिधारण में।

ऑक्सीटोसिन . हाइपोथैलेमस के पैरावेंट्रिकुलर नाभिक में ऑक्सीटोसिन का संश्लेषण और न्यूरोहाइपोफिसिस से रक्त में इसकी रिहाई गर्भाशय ग्रीवा और स्तन ग्रंथि रिसेप्टर्स के खिंचाव रिसेप्टर्स की उत्तेजना पर एक पलटा मार्ग द्वारा उत्तेजित होती है। एस्ट्रोजेन ऑक्सीटोसिन के स्राव को बढ़ाते हैं।

ऑक्सीटोसिन निम्नलिखित प्रभावों का कारण बनता है: ए) गर्भाशय की चिकनी मांसपेशियों के संकुचन को उत्तेजित करता है, बच्चे के जन्म में योगदान देता है; बी) स्तनपान कराने वाली स्तन ग्रंथि के उत्सर्जन नलिकाओं की चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं के संकुचन का कारण बनता है, दूध की रिहाई सुनिश्चित करता है; ग) कुछ शर्तों के तहत, इसका मूत्रवर्धक और नैट्रियूरेटिक प्रभाव होता है; डी) पीने और खाने के व्यवहार के संगठन में भाग लेता है; ई) एडेनोहाइपोफिसियल हार्मोन के स्राव के नियमन में एक अतिरिक्त कारक है।

संक्षिप्त वर्णन:

जैव रसायन और आणविक जीव विज्ञान में शैक्षिक सामग्री: जैविक झिल्ली की संरचना और कार्य।

मॉड्यूल 4: जैविक झिल्ली की संरचना और कार्य

_विषय _

4.1. झिल्ली की सामान्य विशेषताएं। झिल्ली की संरचना और संरचना

4.2. झिल्ली में पदार्थों का परिवहन

4.3. ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग _

सीखने के उद्देश्य सक्षम होने के लिए:

1. चयापचय के नियमन, कोशिका में पदार्थों के परिवहन और चयापचयों को हटाने में झिल्लियों की भूमिका की व्याख्या करें।

2. लक्ष्य अंगों पर हार्मोन और अन्य सिग्नलिंग अणुओं की क्रिया के आणविक तंत्र की व्याख्या करें।

जानना:

1. जैविक झिल्लियों की संरचना और चयापचय और ऊर्जा में उनकी भूमिका।

2. झिल्ली के माध्यम से पदार्थों को स्थानांतरित करने के मुख्य तरीके।

3. हार्मोन, मध्यस्थों, साइटोकिन्स, ईकोसैनोइड्स के ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग के मुख्य घटक और चरण।

विषय 4.1. झिल्ली की सामान्य विशेषताएं।

झिल्ली की संरचना और संरचना

सभी कोशिकाएं और इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल झिल्ली से घिरे होते हैं, जो उनके संरचनात्मक संगठन और कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सभी झिल्लियों के निर्माण के मूल सिद्धांत समान हैं। हालांकि, प्लाज्मा झिल्ली, साथ ही एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली, गॉल्गी तंत्र, माइटोकॉन्ड्रिया और नाभिक में महत्वपूर्ण संरचनात्मक विशेषताएं हैं, वे अपनी संरचना और अपने कार्यों की प्रकृति में अद्वितीय हैं।

झिल्ली:

पर्यावरण से कोशिकाओं को अलग करें और इसे डिब्बों (डिब्बों) में विभाजित करें;

कोशिकाओं और जीवों में पदार्थों के परिवहन को विनियमित करें और इसके विपरीत;

अंतरकोशिकीय संपर्कों की विशिष्टता प्रदान करें;

वे पर्यावरण से संकेत प्राप्त करते हैं।

रिसेप्टर्स, एंजाइम, परिवहन प्रणालियों सहित झिल्ली प्रणालियों की समन्वित कार्यप्रणाली, सेल होमियोस्टेसिस को बनाए रखने में मदद करती है और कोशिकाओं के भीतर चयापचय को विनियमित करके बाहरी वातावरण की स्थिति में परिवर्तन का तुरंत जवाब देती है।

जैविक झिल्ली लिपिड और प्रोटीन से बनी होती है जो एक साथ जुड़े होते हैं गैर सहसंयोजकबातचीत। झिल्ली का आधार है डबल लिपिड परतजिसमें प्रोटीन अणु शामिल हैं (चित्र 4.1)। लिपिड बाईलेयर दो पंक्तियों द्वारा बनता है amphiphilicअणु जिनके हाइड्रोफोबिक "पूंछ" अंदर छिपे हुए हैं, और हाइड्रोफिलिक समूह - ध्रुवीय "सिर" बाहर की ओर मुड़े हुए हैं और जलीय माध्यम के संपर्क में हैं।

1. झिल्ली लिपिड।मेम्ब्रेन लिपिड में संतृप्त और असंतृप्त दोनों प्रकार के फैटी एसिड होते हैं। असंतृप्त वसीय अम्ल, संतृप्त वसीय अम्लों से दुगुने सामान्य होते हैं, जो निर्धारित करता है द्रवताझिल्ली और झिल्ली प्रोटीन के गठनात्मक दायित्व।

झिल्ली में तीन मुख्य प्रकार के लिपिड होते हैं - फॉस्फोलिपिड्स, ग्लाइकोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल (चित्र। 4.2 - 4.4)। अक्सर पाया जाता है ग्लिसरोफॉस्फोलिपिड फॉस्फेटिडिक एसिड के डेरिवेटिव हैं।

चावल। 4.1. प्लाज्मा झिल्ली का क्रॉस सेक्शन

चावल। 4.2. ग्लिसरोफॉस्फोलिपिड्स।

फॉस्फेटिडिक एसिड डायसाइलग्लिसरॉल फॉस्फेट है। आर 1 , आर 2 - फैटी एसिड रेडिकल्स (हाइड्रोफोबिक "पूंछ")। एक पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड अवशेष ग्लिसरॉल के दूसरे कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है। ध्रुवीय "सिर" एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और इससे जुड़े सेरीन, कोलीन, इथेनॉलमाइन या इनोसिटोल का एक हाइड्रोफिलिक समूह है

लिपिड भी हैं - डेरिवेटिव अमीनो अल्कोहल स्फिंगोसिन।

एसाइलेशन पर अमीनो अल्कोहल स्फिंगोसिन, यानी। फैटी एसिड को NH 2 समूह से जोड़कर सेरामाइड में बदल जाता है। सेरामाइड्स को उनके फैटी एसिड अवशेषों द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है। विभिन्न ध्रुवीय समूहों को सेरामाइड के OH समूह से जोड़ा जा सकता है। ध्रुवीय "सिर" की संरचना के आधार पर, इन डेरिवेटिव को दो समूहों में विभाजित किया जाता है - फॉस्फोलिपिड्स और ग्लाइकोलिपिड्स। स्फिंगोफॉस्फोलिपिड्स (स्फिंगोमाइलिन्स) के ध्रुवीय समूह की संरचना ग्लिसरोफॉस्फोलिपिड्स के समान है। तंत्रिका तंतुओं के माइलिन म्यान में कई स्फिंगोमाइलिन पाए जाते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स सेरामाइड के कार्बोहाइड्रेट व्युत्पन्न हैं। कार्बोहाइड्रेट घटक की संरचना के आधार पर, सेरेब्रोसाइड्स और गैंग्लियोसाइड्स को प्रतिष्ठित किया जाता है।

कोलेस्ट्रॉलसभी जंतु कोशिकाओं की झिल्लियों में पाया जाता है, यह झिल्लियों को सख्त करता है और उन्हें कम करता है द्रवता(तरलता)। कोलेस्ट्रॉल अणु फॉस्फो- और ग्लाइकोलिपिड अणुओं के हाइड्रोफोबिक "पूंछ" के समानांतर झिल्ली के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में स्थित होता है। कोलेस्ट्रॉल का हाइड्रॉक्सिल समूह, साथ ही फॉस्फो- और ग्लाइकोलिपिड्स के हाइड्रोफिलिक "सिर",

चावल। 4.3. अमीनो अल्कोहल स्फिंगोसिन के डेरिवेटिव।

सेरामाइड - एसाइलेटेड स्फिंगोसिन (आर 1 - फैटी एसिड रेडिकल)। फॉस्फोलिपिड्स में स्फिंगोमाइलिन शामिल होते हैं, जिसमें ध्रुवीय समूह में फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और कोलीन, इथेनॉलमाइन या सेरीन होता है। ग्लाइकोलिपिड्स का हाइड्रोफिलिक समूह (ध्रुवीय "सिर") एक कार्बोहाइड्रेट अवशेष है। सेरेब्रोसाइड में एक रैखिक मोनो- या ओलिगोसेकेराइड अवशेष होते हैं। गैंग्लियोसाइड्स की संरचना में एक शाखित ओलिगोसेकेराइड शामिल है, जिसमें से एक मोनोमेरिक इकाइयों में से एक है NANK - N-acetylneuraminic acid

जल चरण का सामना करना पड़ रहा है। झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल और अन्य लिपिड का दाढ़ अनुपात 0.3-0.9 है। इस मान का साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के लिए उच्चतम मूल्य है।

झिल्लियों में कोलेस्ट्रॉल की मात्रा में वृद्धि से फैटी एसिड श्रृंखलाओं की गतिशीलता कम हो जाती है, जो झिल्ली प्रोटीन की संरचना संबंधी क्षमता को प्रभावित करती है और उनके होने की संभावना को कम करती है। पार्श्व प्रसार।उन पर लिपोफिलिक पदार्थों की क्रिया या लिपिड पेरोक्सीडेशन के कारण झिल्ली की तरलता में वृद्धि के साथ, झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल का अनुपात बढ़ जाता है।

चावल। 4.4. फॉस्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल की झिल्ली में स्थिति।

कोलेस्ट्रॉल अणु में एक कठोर हाइड्रोफोबिक कोर और एक लचीली हाइड्रोकार्बन श्रृंखला होती है। ध्रुवीय "सिर" कोलेस्ट्रॉल अणु के तीसरे कार्बन परमाणु पर ओएच समूह है। तुलना के लिए, यह आंकड़ा झिल्ली फॉस्फोलिपिड का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व दिखाता है। इन अणुओं का ध्रुवीय शीर्ष बहुत बड़ा होता है और इसमें आवेश होता है

झिल्ली की लिपिड संरचना भिन्न होती है, एक या दूसरे लिपिड की सामग्री, जाहिरा तौर पर, विभिन्न प्रकार के कार्यों से निर्धारित होती है जो ये अणु झिल्ली में करते हैं।

झिल्ली लिपिड के मुख्य कार्य हैं कि वे:

वे एक लिपिड बाईलेयर बनाते हैं - झिल्लियों का संरचनात्मक आधार;

झिल्ली प्रोटीन के कामकाज के लिए आवश्यक वातावरण प्रदान करें;

एंजाइम गतिविधि के नियमन में भाग लें;

सतही प्रोटीन के लिए "लंगर" के रूप में परोसें;

हार्मोनल संकेतों के संचरण में भाग लें।

लिपिड बाईलेयर की संरचना में परिवर्तन से झिल्ली के कार्यों में व्यवधान हो सकता है।

2. झिल्ली प्रोटीन।झिल्ली प्रोटीन झिल्ली में अपनी स्थिति में भिन्न होते हैं (चित्र। 4.5)। लिपिड बाईलेयर के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र के संपर्क में झिल्ली प्रोटीन एम्फीफिलिक होना चाहिए, अर्थात। एक गैर-ध्रुवीय डोमेन है। एम्फीफिलिसिटी इस तथ्य के कारण हासिल की जाती है कि:

लिपिड बाईलेयर के संपर्क में अमीनो एसिड के अवशेष ज्यादातर गैर-ध्रुवीय होते हैं;

कई झिल्ली प्रोटीन सहसंयोजक रूप से फैटी एसिड अवशेषों (एसिलेटेड) से जुड़े होते हैं।

प्रोटीन से जुड़े फैटी एसिड के एसाइल अवशेष झिल्ली में इसकी "एंकरिंग" और पार्श्व प्रसार की संभावना प्रदान करते हैं। इसके अलावा, झिल्ली प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन और फॉस्फोराइलेशन जैसे पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों से गुजरते हैं। अभिन्न प्रोटीन की बाहरी सतह का ग्लाइकोसिलेशन उन्हें अंतरकोशिकीय स्थान के प्रोटीज द्वारा क्षति से बचाता है।

चावल। 4.5. झिल्ली प्रोटीन:

1, 2 - इंटीग्रल (ट्रांसमेम्ब्रेन) प्रोटीन; 3, 4, 5, 6 - सतही प्रोटीन। अभिन्न प्रोटीन में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का हिस्सा लिपिड परत में अंतर्निहित होता है। प्रोटीन के वे भाग जो फैटी एसिड की हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, उनमें मुख्य रूप से गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड होते हैं। ध्रुवीय "सिर" के क्षेत्र में स्थित प्रोटीन के क्षेत्र हाइड्रोफिलिक अमीनो एसिड अवशेषों में समृद्ध होते हैं। सतही प्रोटीन विभिन्न तरीकों से झिल्ली से जुड़े होते हैं: 3 - अभिन्न प्रोटीन से जुड़े; 4 - लिपिड परत के ध्रुवीय "सिर" से जुड़ा हुआ है; 5 - एक छोटे हाइड्रोफोबिक टर्मिनल डोमेन के साथ झिल्ली में "लंगर"; 6 - एक सहसंयोजक बंधुआ एसाइल अवशेष का उपयोग करके झिल्ली में "लंगर"

एक ही झिल्ली की बाहरी और भीतरी परतें लिपिड और प्रोटीन की संरचना में भिन्न होती हैं। झिल्लियों की संरचना में इस विशेषता को कहा जाता है ट्रांसमेम्ब्रेन विषमता।

झिल्ली प्रोटीन इसमें शामिल हो सकते हैं:

सेल के अंदर और बाहर पदार्थों का चयनात्मक परिवहन;

हार्मोनल संकेतों का संचरण;

एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस में शामिल "सीमावर्ती गड्ढों" का गठन;

प्रतिरक्षाविज्ञानी प्रतिक्रियाएं;

पदार्थों के परिवर्तन में एंजाइम के रूप में;

अंतरकोशिकीय संपर्कों का संगठन जो ऊतकों और अंगों का निर्माण प्रदान करते हैं।

विषय 4.2. झिल्ली के माध्यम से पदार्थों का परिवहन

झिल्लियों के मुख्य कार्यों में से एक कोशिका में और बाहर पदार्थों के स्थानांतरण का नियमन है, उन पदार्थों की अवधारण जो कोशिका को चाहिए और अनावश्यक को हटाना। झिल्ली के माध्यम से आयनों, कार्बनिक अणुओं का परिवहन एक सांद्रण प्रवणता के साथ हो सकता है - नकारात्मक परिवहनऔर सांद्रण प्रवणता के विरुद्ध - सक्रिय ट्रांसपोर्ट।

1. निष्क्रिय परिवहननिम्नलिखित तरीकों से किया जा सकता है (चित्र 4.6, 4.7):

चावल। 4.6. सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्लियों में पदार्थों के स्थानांतरण की क्रियाविधि

निष्क्रिय परिवहन है प्रोटीन चैनलों के माध्यम से आयनों का प्रसार,उदाहरण के लिए, H+, Ca 2+, N+, K+ का विसरण। अधिकांश चैनलों के कामकाज को विशिष्ट लिगेंड्स या ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता में परिवर्तन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

चावल। 4.7. इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट (आईएफ 3) द्वारा विनियमित एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली का Ca2+ चैनल।

आईपी ​​3 (इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट) एंजाइम फॉस्फोलिपेज़ सी की क्रिया के तहत झिल्ली लिपिड पीआईएफ 2 (फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4.5-बिस्फोस्फेट) के हाइड्रोलिसिस के दौरान बनता है। आईपी 3 विशिष्ट केंद्रों से बांधता है सीए 2 + एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम मेम्ब्रेन चैनल के प्रोटोमर्स। प्रोटीन की संरचना बदल जाती है और चैनल खुल जाता है - Ca 2 + सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका के साइटोसोल में प्रवेश करता है

2. सक्रिय परिवहन। प्राथमिक सक्रियपरिवहन ATPases की भागीदारी के साथ ATP ऊर्जा के व्यय के साथ सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध परिवहन होता है, उदाहरण के लिए Na +, K + -ATPase, H + -ATPase, Ca 2 + -ATPase (चित्र। 4.8)। H + -ATPases प्रोटॉन पंप के रूप में कार्य करता है, जो कोशिका के लाइसोसोम में एक अम्लीय वातावरण बनाता है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के Ca 2+ -ATPase और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली की मदद से, कोशिका के साइटोसोल में कैल्शियम की कम सांद्रता बनी रहती है और माइटोकॉन्ड्रिया और एंडोप्लाज्मिक में Ca 2+ का एक इंट्रासेल्युलर डिपो बनाया जाता है। जालिका

माध्यमिक सक्रियपरिवहन परिवहन किए गए पदार्थों (चित्र 4.9) में से एक की एकाग्रता ढाल के कारण होता है, जिसे अक्सर Na +, K + -ATPase द्वारा बनाया जाता है, जो एटीपी की खपत के साथ कार्य करता है।

किसी पदार्थ के वाहक प्रोटीन के सक्रिय केंद्र से लगाव, जिसकी सांद्रता अधिक होती है, इसकी संरचना को बदल देता है और उस यौगिक के लिए आत्मीयता बढ़ाता है जो एकाग्रता ढाल के खिलाफ कोशिका में जाता है। द्वितीयक सक्रिय परिवहन दो प्रकार के होते हैं: सक्रिय समर्थनतथा एंटीपोर्ट

चावल। 4.8. Ca 2 + -ATPase . के कामकाज का तंत्र

चावल। 4.9. माध्यमिक सक्रिय परिवहन

3. झिल्ली की भागीदारी के साथ मैक्रोमोलेक्यूल्स और कणों का स्थानांतरण - एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस।

प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, या यहां तक ​​​​कि बड़े कणों जैसे मैक्रोमोलेक्यूल्स की कोशिका में बाह्य वातावरण से स्थानांतरण होता है एंडोसाइटोसिसपदार्थों या उच्च आणविक परिसरों का बंधन प्लाज्मा झिल्ली के कुछ क्षेत्रों में होता है, जिन्हें कहा जाता है पंक्तिबद्ध गड्ढे।एंडोसाइटोसिस, जो सीमावर्ती गड्ढों में निर्मित रिसेप्टर्स की भागीदारी के साथ होता है, कोशिकाओं को विशिष्ट पदार्थों को अवशोषित करने की अनुमति देता है और इसे कहा जाता है रिसेप्टर-निर्भर एंडोसाइटोसिस।

मैक्रोमोलेक्यूल्स, जैसे पेप्टाइड हार्मोन, पाचन एंजाइम, बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीन, लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स, रक्त या अंतरकोशिकीय अंतरिक्ष में स्रावित होते हैं एक्सोसाइटोसिसपरिवहन का यह तरीका स्रावी कणिकाओं में जमा होने वाले सेल पदार्थों से निकालना संभव बनाता है। ज्यादातर मामलों में, कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में कैल्शियम आयनों की एकाग्रता को बदलकर एक्सोसाइटोसिस को नियंत्रित किया जाता है।

विषय 4.3। ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग

झिल्लियों का एक महत्वपूर्ण गुण कोशिका के अंदर के वातावरण से संकेतों को देखने और संचारित करने की क्षमता है। बाहरी संकेतों की कोशिकाओं द्वारा धारणा तब होती है जब वे लक्ष्य कोशिकाओं की झिल्ली में स्थित रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं। रिसेप्टर्स, एक सिग्नल अणु संलग्न करके, इंट्रासेल्युलर सूचना हस्तांतरण मार्ग को सक्रिय करते हैं, जिससे विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं की दर में परिवर्तन होता है।

1. सिग्नल अणु,जो विशेष रूप से एक झिल्ली रिसेप्टर के साथ बातचीत करता है प्राथमिक दूत।विभिन्न रासायनिक यौगिक प्राथमिक संदेशवाहक के रूप में कार्य करते हैं - हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, ईकोसैनोइड, वृद्धि कारक या भौतिक कारक, जैसे प्रकाश की मात्रा। प्राथमिक दूतों द्वारा सक्रिय सेल झिल्ली रिसेप्टर्स प्राप्त जानकारी को प्रोटीन और एंजाइमों की एक प्रणाली में संचारित करते हैं जो बनाते हैं सिग्नल ट्रांसमिशन कैस्केड,कई सौ बार सिग्नल प्रवर्धन प्रदान करना। सेल का प्रतिक्रिया समय, जिसमें चयापचय प्रक्रियाओं की सक्रियता या निष्क्रियता, मांसपेशियों में संकुचन, लक्ष्य कोशिकाओं से पदार्थों का परिवहन शामिल है, कई मिनट हो सकते हैं।

झिल्ली रिसेप्टर्समें विभाजित:

एक सबयूनिट वाले रिसेप्टर्स जो प्राथमिक संदेशवाहक और एक आयन चैनल को बांधते हैं;

उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करने में सक्षम रिसेप्टर्स;

रिसेप्टर्स जो, जी-प्रोटीन की मदद से, माध्यमिक (इंट्रासेल्युलर) दूतों के गठन को सक्रिय करते हैं जो साइटोसोल के विशिष्ट प्रोटीन और एंजाइमों को एक संकेत प्रेषित करते हैं (चित्र। 4.10)।

दूसरे संदेशवाहकों का एक छोटा आणविक भार होता है, कोशिका के साइटोसोल में उच्च दर से फैलता है, संबंधित प्रोटीन की गतिविधि को बदलता है, और फिर जल्दी से विभाजित हो जाता है या साइटोसोल से हटा दिया जाता है।

चावल। 4.10. झिल्ली में स्थित रिसेप्टर्स।

झिल्ली रिसेप्टर्स को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है। रिसेप्टर्स: 1 - एक सबयूनिट युक्त जो सिग्नल अणु और आयन चैनल को बांधता है, उदाहरण के लिए, पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर; 2 - एक संकेत अणु को जोड़ने के बाद उत्प्रेरक गतिविधि का प्रदर्शन, उदाहरण के लिए, इंसुलिन रिसेप्टर; 3, 4 - झिल्ली जी-प्रोटीन की भागीदारी के साथ एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज (एसी) या फॉस्फोलिपेज़ सी (पीएलएस) को एक संकेत प्रेषित करना, उदाहरण के लिए, एड्रेनालाईन, एसिटाइलकोलाइन और अन्य सिग्नलिंग अणुओं के लिए विभिन्न प्रकार के रिसेप्टर्स।

भूमिका द्वितीयक संदेशवाहकअणुओं और आयनों का प्रदर्शन करें:

शिविर (चक्रीय एडेनोसिन -3 ", 5" -मोनोफॉस्फेट);

सीजीएमपी (चक्रीय ग्वानोसिन-3",5"-मोनोफॉस्फेट);

आईपी ​​​​3 (इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट);

डीएजी (डायसिलग्लिसरॉल);

हार्मोन (स्टेरॉयड और थायरॉयड) होते हैं, जो लिपिड बाईलेयर से गुजरते हुए, सेल में प्रवेश करेंऔर के साथ बातचीत करें इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स।झिल्ली और इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स के बीच एक शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण अंतर आने वाले सिग्नल की प्रतिक्रिया की दर है। पहले मामले में, प्रभाव त्वरित और अल्पकालिक होगा, दूसरे में - धीमा, लेकिन लंबे समय तक चलने वाला।

जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स

जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स के साथ हार्मोन की बातचीत से इनोसिटोल फॉस्फेट सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम की सक्रियता होती है या एडिनाइलेट साइक्लेज नियामक प्रणाली की गतिविधि में परिवर्तन होता है।

2. एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टमशामिल हैं (चित्र 4.11):

- अभिन्नसाइटोप्लाज्मिक झिल्ली प्रोटीन:

आर एस - प्राथमिक संदेशवाहक का रिसेप्टर - एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम (एसीएस) का उत्प्रेरक;

आर; - प्राथमिक संदेशवाहक का रिसेप्टर - एसीएस अवरोधक;

एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज (एसी)।

- "लंगर"प्रोटीन:

जी एस - जीटीपी-बाध्यकारी प्रोटीन, जिसमें α,βγ-सबयूनिट्स होते हैं, जिसमें (α,-सबयूनिट जीडीपी अणु से जुड़ा होता है;

चावल। 4.11. एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की कार्यप्रणाली

जी; - जीटीपी-बाध्यकारी प्रोटीन, जिसमें αβγ-सबयूनिट्स होते हैं, जिसमें ए; -सबयूनिट जीडीपी अणु से जुड़ा है; - साइटोसोलिकप्रोटीन किनेज ए (पीकेए) एंजाइम।

एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम द्वारा प्राथमिक संदेशवाहक सिग्नल ट्रांसडक्शन की घटनाओं का अनुक्रम

रिसेप्टर में झिल्ली की बाहरी सतह पर प्राथमिक संदेशवाहक और झिल्ली की आंतरिक सतह पर जी-प्रोटीन (α,βγ-GDP) के लिए बाध्यकारी साइटें होती हैं। एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के एक एक्टिवेटर की परस्पर क्रिया, जैसे कि एक रिसेप्टर (R s) के साथ एक हार्मोन, रिसेप्टर की रचना में बदलाव की ओर जाता है। G..-प्रोटीन के प्रति ग्राही की आत्मीयता बढ़ जाती है। जीएस-जीडीपी के लिए हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स का जुड़ाव जीडीपी के लिए जी..-प्रोटीन के α,-सबयूनिट की आत्मीयता को कम करता है और जीटीपी के लिए आत्मीयता को बढ़ाता है। α-सबयूनिट की सक्रिय साइट में, GDP को GTP द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। यह α सबयूनिट की संरचना में परिवर्तन का कारण बनता है, और βγ सबयूनिट्स के लिए इसकी आत्मीयता में कमी का कारण बनता है। अलग किया गया सबयूनिट α,-GTP बाद में झिल्ली की लिपिड परत में एंजाइम की ओर बढ़ता है ऐडीनाइलेट साइक्लेज।

एडिनाइलेट साइक्लेज के नियामक केंद्र के साथ α,-GTP की परस्पर क्रिया एंजाइम की संरचना को बदल देती है, इसके सक्रियण की ओर ले जाती है और दूसरे संदेशवाहक के गठन की दर में वृद्धि होती है - चक्रीय एडेनोसिन-3,5'-मोनोफॉस्फेट (cAMP) एटीपी से। कोशिका में सीएमपी की सांद्रता बढ़ जाती है। सीएमपी अणु प्रोटीन कीनेज ए (पीकेए) के नियामक उप-इकाइयों से विपरीत रूप से बंध सकते हैं, जिसमें दो नियामक (आर) और दो उत्प्रेरक (सी) सबयूनिट होते हैं - (आर 2 सी 2)। कॉम्प्लेक्स आर 2 सी 2 में एंजाइमेटिक गतिविधि नहीं होती है। सीएमपी को नियामक सबयूनिट्स से जोड़ने से उनकी संरचना में बदलाव होता है और सी-सबयूनिट्स के लिए पूरकता का नुकसान होता है। उत्प्रेरक सबयूनिट एंजाइमेटिक गतिविधि प्राप्त करते हैं।

सक्रिय प्रोटीन किनेज ए, एटीपी की मदद से सेरीन और थ्रेओनीन अवशेषों में विशिष्ट प्रोटीन को फॉस्फोराइलेट करता है। प्रोटीन और एंजाइमों का फॉस्फोराइलेशन उनकी गतिविधि को बढ़ाता या घटाता है, इसलिए, चयापचय प्रक्रियाओं की दर जिसमें वे भाग लेते हैं, परिवर्तन होते हैं।

आर रिसेप्टर के सिग्नलिंग अणु का सक्रियण जीजे-प्रोटीन के कामकाज को उत्तेजित करता है, जो जी..-प्रोटीन के समान नियमों के अनुसार आगे बढ़ता है। लेकिन जब α i -GTP सबयूनिट एडिनाइलेट साइक्लेज के साथ इंटरैक्ट करता है, तो एंजाइम की गतिविधि कम हो जाती है।

एडिनाइलेट साइक्लेज और प्रोटीन किनेज ए की निष्क्रियता

जीटीपी के साथ जटिल α, -सबयूनिट, एडिनाइलेट साइक्लेज के साथ बातचीत करते समय, एंजाइमेटिक (जीटीपी-फॉस्फेट) गतिविधि का प्रदर्शन करना शुरू कर देता है, यह जीटीपी को हाइड्रोलाइज करता है। परिणामी जीडीपी अणु α, सबयूनिट के सक्रिय केंद्र में रहता है, इसकी संरचना बदलता है, और एसी के लिए इसकी आत्मीयता को कम करता है। AC और α का परिसर,-GDP अलग हो जाता है, α,-GDP G..-प्रोटीन में शामिल होता है। एडिनाइलेट साइक्लेज से α-GDP का पृथक्करण एंजाइम को निष्क्रिय कर देता है और सीएमपी संश्लेषण को रोकता है।

फोस्फोडाईस्टेरेज- साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का "एंकरेड" एंजाइम पहले से बने सीएमपी अणुओं को एएमपी में हाइड्रोलाइज करता है। सेल में सीएमपी की सांद्रता में कमी से सीएमपी 4 के "2 कॉम्प्लेक्स की दरार हो जाती है और आर- और सी-सबयूनिट्स की आत्मीयता बढ़ जाती है, और पीकेए का एक निष्क्रिय रूप बनता है।

फॉस्फोराइलेटेड एंजाइम और प्रोटीन फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटसडीफॉस्फोराइलेटेड रूप में गुजरते हैं, उनकी संरचना, गतिविधि और प्रक्रियाओं की दर जिसमें ये एंजाइम भाग लेते हैं। नतीजतन, सिस्टम अपनी मूल स्थिति में लौट आता है और जब हार्मोन रिसेप्टर के साथ इंटरैक्ट करता है तो फिर से सक्रिय होने के लिए तैयार होता है। इस प्रकार, रक्त में हार्मोन सामग्री का पत्राचार और लक्ष्य कोशिकाओं की प्रतिक्रिया की तीव्रता सुनिश्चित की जाती है।

3. जीन अभिव्यक्ति के नियमन में एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की भागीदारी।कई प्रोटीन हार्मोन: ग्लूकागन, वैसोप्रेसिन, पैराथाइरॉइड हार्मोन, आदि, जो एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से अपना संकेत प्रेषित करते हैं, न केवल कोशिका में पहले से मौजूद एंजाइमों के फॉस्फोराइलेशन द्वारा प्रतिक्रियाओं की दर में बदलाव का कारण बन सकते हैं, बल्कि वृद्धि या कमी भी कर सकते हैं। जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करके उनकी संख्या (चित्र। 4.12)। सक्रिय प्रोटीन काइनेज ए नाभिक में जा सकता है और एक प्रतिलेखन कारक (सीआरईबी) फॉस्फोराइलेट कर सकता है। फॉस्फोरिक का परिग्रहण

चावल। 4.12. एडिनाइलेट साइक्लेज मार्ग जो विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति की ओर ले जाता है

अवशेष डीएनए-सीआरई नियामक क्षेत्र (सीएमपी-प्रतिक्रिया तत्व) के विशिष्ट अनुक्रम के लिए प्रतिलेखन कारक (सीआरईबी- (पी) की आत्मीयता को बढ़ाता है और कुछ प्रोटीन जीन की अभिव्यक्ति को उत्तेजित करता है।

संश्लेषित प्रोटीन एंजाइम हो सकते हैं, जिसकी मात्रा में वृद्धि से चयापचय प्रक्रियाओं की प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है, या झिल्ली वाहक जो कुछ आयनों, पानी या अन्य पदार्थों के सेल से प्रवेश या निकास सुनिश्चित करते हैं।

चावल। 4.13. इनॉसिटॉल फॉस्फेट सिस्टम

सिस्टम का काम प्रोटीन द्वारा प्रदान किया जाता है: शांतोदुलिन, एंजाइम प्रोटीन किनेज सी, सीए 2 + -कैल्मोडुलिन-आश्रित प्रोटीन किनेसेस, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली के सीए 2 + चैनल, सेल के सीए 2 + -एटीपीस और माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली को विनियमित करते हैं।

इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम द्वारा प्राथमिक संदेशवाहक सिग्नल ट्रांसडक्शन की घटनाओं का अनुक्रम

इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम के एक्टिवेटर को रिसेप्टर (R) से बांधने से इसकी संरचना में बदलाव होता है। Gf ls प्रोटीन के लिए ग्राही की आत्मीयता बढ़ जाती है। Gf ls-GDP के लिए प्राथमिक मैसेंजर-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स का जुड़ाव जीडीपी के लिए af ls-सबयूनिट की आत्मीयता को कम करता है और GTP के लिए आत्मीयता को बढ़ाता है। सक्रिय साइट में, सकल घरेलू उत्पाद के af ls सबयूनिट को GTP द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। यह af ls सबयूनिट की संरचना में परिवर्तन और βγ सबयूनिट्स के लिए आत्मीयता में कमी का कारण बनता है, और Gf ls प्रोटीन का पृथक्करण होता है। अलग किया गया सबयूनिट af ls-GTP बाद में झिल्ली के पार एंजाइम की ओर बढ़ता है फॉस्फोलिपेज़ सी।

फॉस्फोलिपेज़ सी की बाध्यकारी साइट के साथ एफ़एलएस-जीटीपी की बातचीत एंजाइम की संरचना और गतिविधि को बदल देती है, कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड के हाइड्रोलिसिस की दर को बढ़ाती है - फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4.5-बिस्फोस्फेट (एफआईएफ 2) (चित्र। 4.14)।

चावल। 4.14. फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4.5-बिस्फोस्फेट (एफआईएफ 2) का हाइड्रोलिसिस

प्रतिक्रिया के दौरान, दो उत्पाद बनते हैं - हार्मोनल सिग्नल के द्वितीयक संदेशवाहक (द्वितीयक संदेशवाहक): डायसाइलग्लिसरॉल, जो झिल्ली में रहता है और प्रोटीन किनेज सी एंजाइम की सक्रियता में शामिल होता है, और इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट (आईएफ 3), जो हाइड्रोफिलिक यौगिक होने के कारण साइटोसोल में जाता है। इस प्रकार, सेल रिसेप्टर द्वारा प्राप्त संकेत द्विभाजित होता है। आईपी ​​3 एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ई) झिल्ली के सीए 2+ चैनल के विशिष्ट केंद्रों को बांधता है, जिससे प्रोटीन संरचना में बदलाव और सीए 2+ चैनल का उद्घाटन होता है। चूंकि ईआर में कैल्शियम की सांद्रता साइटोसोल की तुलना में परिमाण के लगभग 3-4 क्रम अधिक है, सीए 2+ चैनल के खुलने के बाद, यह एकाग्रता ढाल के साथ साइटोसोल में प्रवेश करता है। साइटोसोल में IF 3 की अनुपस्थिति में, चैनल बंद हो जाता है।

सभी कोशिकाओं के साइटोसोल में शांतोडुलिन नामक एक छोटा प्रोटीन होता है, जिसमें चार सीए 2+ बाध्यकारी साइट होती है। बढ़ती एकाग्रता के साथ

कैल्शियम, यह सक्रिय रूप से शांतोडुलिन से जुड़ जाता है, जिससे एक जटिल 4Са 2+ - शांतोडुलिन बनता है। यह परिसर सीए 2+ - शांतोडुलिन-आश्रित प्रोटीन किनेसेस और अन्य एंजाइमों के साथ परस्पर क्रिया करता है और उनकी गतिविधि को बढ़ाता है। सक्रिय Ca 2+ - शांतोडुलिन-आश्रित प्रोटीन किनेज कुछ प्रोटीनों और एंजाइमों को फॉस्फोराइलेट करता है, जिसके परिणामस्वरूप उनकी गतिविधि और चयापचय प्रक्रियाओं की दर जिसमें वे भाग लेते हैं, बदल जाते हैं।

कोशिका के साइटोसोल में Ca 2+ की सांद्रता बढ़ने से एक निष्क्रिय साइटोसोलिक एंजाइम के साथ Ca 2+ की अंतःक्रिया की दर बढ़ जाती है प्रोटीन किनसे सी (पीकेसी)।कैल्शियम आयनों के लिए पीकेसी का बंधन प्लाज्मा झिल्ली में प्रोटीन की गति को उत्तेजित करता है और एंजाइम को झिल्ली फॉस्फेटिडिलसेरिन (पीएस) अणुओं के नकारात्मक चार्ज "सिर" के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है। Diacylglycerol, प्रोटीन kinase C में विशिष्ट साइटों पर कब्जा कर लेता है, कैल्शियम आयनों के लिए इसकी आत्मीयता को और बढ़ाता है। झिल्ली के भीतरी भाग पर, PKC (PKC? Ca2+? PS? DAG) का एक सक्रिय रूप बनता है, जो विशिष्ट एंजाइमों को फॉस्फोराइलेट करता है।

IF प्रणाली की सक्रियता अल्पकालिक होती है, और कोशिका द्वारा उत्तेजना के प्रति प्रतिक्रिया करने के बाद, फॉस्फोलिपेज़ C, प्रोटीन किनसे C, और Ca2 + - शांतोडुलिन-आश्रित एंजाइम निष्क्रिय हो जाते हैं। af ls - GTP और फॉस्फोलिपेज़ C के साथ कॉम्प्लेक्स में सबयूनिट एंजाइमेटिक (GTP-फॉस्फेट) गतिविधि प्रदर्शित करता है, यह GTP को हाइड्रोलाइज़ करता है। सकल घरेलू उत्पाद-बाध्य af ls सबयूनिट फॉस्फोलिपेज़ सी के लिए अपनी आत्मीयता खो देता है और अपनी मूल निष्क्रिय स्थिति में वापस आ जाता है, अर्थात। αβγ-जीडीपी कॉम्प्लेक्स जीएफ एलएस-प्रोटीन में शामिल है)।

af ls-GDF को फॉस्फोलिपेज़ C से अलग करना एंजाइम को निष्क्रिय कर देता है और FIF 2 का हाइड्रोलिसिस रुक जाता है। साइटोसोल में सीए 2+ की सांद्रता में वृद्धि एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सीए 2+ -एटीपीस को सक्रिय करती है, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, जो सेल के साइटोसोल से सीए 2 + को "पंप" करती है। Na+/Ca 2+- और H+/Ca 2+-वाहक भी इस प्रक्रिया में भाग लेते हैं, सक्रिय एंटीपोर्ट सिद्धांत के अनुसार कार्य करते हैं। सीए 2+ एकाग्रता में कमी से सीए 2+ -कैमोडुलिन-आश्रित एंजाइमों का पृथक्करण और निष्क्रियता होती है, साथ ही झिल्ली लिपिड के लिए प्रोटीन किनेज सी आत्मीयता का नुकसान होता है और इसकी गतिविधि में कमी आती है।

सिस्टम के सक्रियण के परिणामस्वरूप गठित आईपी 3 और डीएजी फिर से एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं और फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4.5-बिस्फोस्फेट में बदल सकते हैं।

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट की क्रिया के तहत फॉस्फोराइलेटेड एंजाइम और प्रोटीन एक डीफॉस्फोराइलेटेड रूप में बदल जाते हैं, उनकी रचना और गतिविधि बदल जाती है।

5. उत्प्रेरक रिसेप्टर्स।उत्प्रेरक रिसेप्टर्स एंजाइम हैं। इन एंजाइमों के सक्रियकर्ता हार्मोन, वृद्धि कारक, साइटोकिन्स हो सकते हैं। सक्रिय रूप में, रिसेप्टर-एंजाइम टाइरोसिन के -OH समूहों में विशिष्ट प्रोटीन फॉस्फोराइलेट करते हैं, इसलिए उन्हें टाइरोसिन प्रोटीन किनेसिस (चित्र। 4.15) कहा जाता है। विशेष तंत्र के माध्यम से, उत्प्रेरक रिसेप्टर द्वारा प्राप्त संकेत को नाभिक में प्रेषित किया जा सकता है, जहां यह कुछ जीनों की अभिव्यक्ति को उत्तेजित या दबा देता है।

चावल। 4.15. इंसुलिन रिसेप्टर का सक्रियण।

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस विशिष्ट फॉस्फोप्रोटीन को डीफॉस्फोराइलेट करता है।

फॉस्फोडिएस्टरेज़ सीएमपी को एएमपी और सीजीएमपी को जीएमपी में परिवर्तित करता है।

GLUT 4 - इंसुलिन पर निर्भर ऊतकों में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर।

टायरोसिन प्रोटीन फॉस्फेट रिसेप्टर के β-सबयूनिट को डीफॉस्फोराइलेट करता है

इंसुलिन

उत्प्रेरक ग्राही का एक उदाहरण है इंसुलिन रिसेप्टर,जिसमें दो a- और दो β-सबयूनिट होते हैं। a-सबयूनिट कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थित होते हैं, β-सबयूनिट झिल्ली के बाईलेयर में प्रवेश करते हैं। इंसुलिन बाइंडिंग साइट α-सबयूनिट्स के एन-टर्मिनल डोमेन द्वारा बनाई गई है। रिसेप्टर का उत्प्रेरक केंद्र β-सबयूनिट्स के इंट्रासेल्युलर डोमेन पर स्थित है। रिसेप्टर के साइटोसोलिक हिस्से में कई टाइरोसिन अवशेष होते हैं जिन्हें फॉस्फोराइलेटेड और डीफॉस्फोरिलेटेड किया जा सकता है।

ए-सबयूनिट्स द्वारा गठित बाध्यकारी साइट के लिए इंसुलिन का जुड़ाव रिसेप्टर में सहकारी रूपात्मक परिवर्तन का कारण बनता है। -सबयूनिट कई टाइरोसिन अवशेषों पर टाइरोसिन किनसे गतिविधि प्रदर्शित करते हैं और ट्रांसऑटोफॉस्फोराइलेशन (पहला β-सबयूनिट फॉस्फोराइलेट दूसरा β-सबयूनिट और इसके विपरीत) उत्प्रेरित करते हैं। फॉस्फोराइलेशन से एंजाइम (टायर-पीए) के आवेश, संरचना और सब्सट्रेट विशिष्टता में परिवर्तन होता है। टायरोसिन-पीके कुछ कोशिकीय प्रोटीनों को फॉस्फोराइलेट करता है, जिन्हें इंसुलिन रिसेप्टर सबस्ट्रेट्स कहा जाता है। बदले में, ये प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रियाओं के एक कैस्केड के सक्रियण में शामिल होते हैं:

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस(एफपीएफ), जो विशिष्ट फॉस्फोप्रोटीन को डीफॉस्फोराइलेट करता है;

फॉस्फोडिएस्टरेज़,जो cAMP को AMP और cGMP को GMP में कनवर्ट करता है;

ग्लूट 4- इंसुलिन पर निर्भर ऊतकों में ग्लूकोज वाहक, इसलिए, मांसपेशियों और वसा ऊतक कोशिकाओं में ग्लूकोज बढ़ जाता है;

टायरोसिन प्रोटीन फॉस्फेटसजो इंसुलिन रिसेप्टर के β-सबयूनिट को डीफॉस्फोराइलेट करता है;

परमाणु नियामक प्रोटीन, प्रतिलेखन कारक,कुछ एंजाइमों की जीन अभिव्यक्ति में वृद्धि या कमी।

प्रभाव कार्यान्वयन वृद्धि कारकउत्प्रेरक रिसेप्टर्स का उपयोग करके किया जा सकता है, जिसमें एक एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला होती है, लेकिन प्राथमिक संदेशवाहक के बंधन पर डिमर बनाती है। इस प्रकार के सभी रिसेप्टर्स में एक बाह्य ग्लाइकोसिलेटेड डोमेन, एक ट्रांसमेम्ब्रेन (ए-हेलिक्स), और एक साइटोप्लाज्मिक डोमेन होता है जो सक्रियण पर प्रोटीन किनेज गतिविधि को प्रदर्शित करने में सक्षम होता है।

डिमराइजेशन उनके उत्प्रेरक इंट्रासेल्युलर डोमेन के सक्रियण को बढ़ावा देता है, जो सेरीन, थ्रेओनीन या टाइरोसिन के अमीनो एसिड अवशेषों पर ट्रांसऑटोफॉस्फोराइलेशन करता है। फास्फोरस अवशेषों के जुड़ाव से रिसेप्टर में विशिष्ट साइटोसोलिक प्रोटीन के लिए बाध्यकारी साइटों का निर्माण होता है और प्रोटीन किनेज सिग्नल ट्रांसडक्शन कैस्केड (चित्र। 4.16) की सक्रियता होती है।

रास- और राफ-प्रोटीन की भागीदारी के साथ प्राथमिक दूतों (विकास कारक) के संकेत संचरण की घटनाओं का क्रम।

रिसेप्टर (R) को ग्रोथ फैक्टर (GF) से बांधने से इसका डिमराइजेशन और ट्रांसऑटोफॉस्फोराइलेशन होता है। फॉस्फोराइलेटेड रिसेप्टर Grb2 प्रोटीन के लिए आत्मीयता प्राप्त करता है। गठित FR*R*Grb2 कॉम्प्लेक्स साइटोसोलिक एसओएस प्रोटीन के साथ इंटरैक्ट करता है। एसओएस संरचना परिवर्तन

एंकर रास-जीडीएफ झिल्ली प्रोटीन के साथ अपनी बातचीत सुनिश्चित करता है। FR?R?Grb2?SOS?Ras-GDP कॉम्प्लेक्स के गठन से GDP के लिए रास प्रोटीन की आत्मीयता कम हो जाती है और GTP के लिए आत्मीयता बढ़ जाती है।

जीटीपी द्वारा जीडीपी के प्रतिस्थापन से रास प्रोटीन की संरचना बदल जाती है, जो कि परिसर से मुक्त होती है और झिल्ली क्षेत्र में राफ प्रोटीन के साथ बातचीत करती है। रास-जीटीपी-राफ कॉम्प्लेक्स प्रोटीन कीनेज गतिविधि प्रदर्शित करता है और एमईके किनेज एंजाइम को फास्फोराइलेट करता है। सक्रिय MEK kinase बदले में threonine और tyrosine में MAP kinase को फॉस्फोराइलेट करता है।

चित्र 4.16। एमएपी किनेज कैस्केड।

इस प्रकार के रिसेप्टर्स में एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर (ईजीएफ), तंत्रिका वृद्धि कारक (एनजीएफ) और अन्य वृद्धि कारक होते हैं।

Grb2 - एक प्रोटीन जो ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर (ग्रोथ रिसेप्टर बाइंडिंग प्रोटीन) के साथ इंटरैक्ट करता है; एसओएस (जीईएफ) - जीडीपी-जीटीपी एक्सचेंज फैक्टर (गुआनिन न्यूक्लियोटाइड एक्सचेंज फैक्टर); रास - जी-प्रोटीन (गुआनिडीन ट्राइफॉस्फेट); Raf-kinase - अपने सक्रिय रूप में - MEK-kinase फॉस्फोराइलेटिंग; MEK kinase - MAP kinase kinase; एमएपी किनेज - माइटोजन-सक्रिय प्रोटीन किनेज (माइटोजेन-सक्रिय प्रोटीन किनेज)

एमएपी किनेज के एमिनो एसिड रेडिकल्स के लिए -पीओ 3 2 - समूह का लगाव इसके चार्ज, संरचना और गतिविधि को बदलता है। एंजाइम सेरीन और थ्रेओनीन के लिए झिल्ली, साइटोसोल और न्यूक्लियस के विशिष्ट प्रोटीन को फॉस्फोराइलेट करता है।

इन प्रोटीनों की गतिविधि में परिवर्तन चयापचय प्रक्रियाओं की दर, झिल्ली ट्रांसलोकस के कामकाज और लक्ष्य कोशिकाओं की माइटोटिक गतिविधि को प्रभावित करते हैं।

रिसेप्टर्स के साथ गनीलेट साइक्लेज गतिविधिउत्प्रेरक रिसेप्टर्स के रूप में भी जाना जाता है। ग्वानिलेट साइक्लेजजीटीपी से सीजीएमपी के गठन को उत्प्रेरित करता है, जो इंट्रासेल्युलर सिग्नल ट्रांसमिशन (चित्र। 4.17) के महत्वपूर्ण दूतों (मध्यस्थों) में से एक है।

चावल। 4.17. मेम्ब्रेन गनीलेट साइक्लेज गतिविधि का विनियमन।

मेम्ब्रेन-बाउंड गनीलेट साइक्लेज (जीसी) एक ट्रांसमेम्ब्रेन ग्लाइकोप्रोटीन है। सिग्नल अणु का बंधन केंद्र बाह्य डोमेन पर स्थित है, गनीलेट साइक्लेज का इंट्रासेल्युलर डोमेन सक्रियण के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करता है

रिसेप्टर के लिए प्राथमिक संदेशवाहक का जुड़ाव गनीलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है, जो GTP के चक्रीय ग्वानोसिन-3,5'-मोनोफॉस्फेट (cGMP), दूसरे संदेशवाहक में रूपांतरण को उत्प्रेरित करता है। सेल में cGMP की सांद्रता बढ़ जाती है। cGMP अणु प्रोटीन किनेसे G (PKG5) के नियामक केंद्रों से विपरीत रूप से जुड़ सकते हैं, जिसमें दो सबयूनिट होते हैं। cGMP के चार अणु एंजाइम की संरचना और गतिविधि को बदलते हैं। सक्रिय प्रोटीन काइनेज जी कोशिका साइटोसोल में कुछ प्रोटीनों और एंजाइमों के फास्फारिलीकरण को उत्प्रेरित करता है। प्रोटीन किनेज जी के प्राथमिक दूतों में से एक एट्रियल नैट्रियूरेटिक फैक्टर (एएनएफ) है, जो शरीर में द्रव होमियोस्टेसिस को नियंत्रित करता है।

6. इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स का उपयोग करके सिग्नल ट्रांसमिशन।रासायनिक रूप से हाइड्रोफोबिक हार्मोन (स्टेरॉयड हार्मोन और थायरोक्सिन) झिल्लियों के माध्यम से फैल सकते हैं, इसलिए उनके रिसेप्टर्स साइटोसोल या सेल न्यूक्लियस में स्थित होते हैं।

साइटोसोलिक रिसेप्टर्स एक चैपरोन प्रोटीन से जुड़े होते हैं जो समय से पहले रिसेप्टर सक्रियण को रोकता है। स्टेरॉयड और थायराइड हार्मोन के लिए परमाणु और साइटोसोलिक रिसेप्टर्स में एक डीएनए-बाध्यकारी डोमेन होता है जो नाभिक में डीएनए के नियामक क्षेत्रों के साथ हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स की बातचीत को सुनिश्चित करता है और ट्रांसक्रिप्शन की दर में परिवर्तन करता है।

प्रतिलेखन की दर में परिवर्तन की ओर ले जाने वाली घटनाओं का क्रम

हार्मोन कोशिका झिल्ली के लिपिड बाईलेयर से होकर गुजरता है। साइटोसोल या न्यूक्लियस में, हार्मोन रिसेप्टर के साथ इंटरैक्ट करता है। हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स नाभिक में गुजरता है और डीएनए के नियामक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से जुड़ जाता है - बढ़ाने(चित्र 4.18) या साइलेंसरआरएनए पोलीमरेज़ के लिए प्रमोटर की उपलब्धता एक एन्हांसर के साथ बातचीत करने पर बढ़ जाती है या साइलेंसर के साथ बातचीत करने पर घट जाती है। तदनुसार, कुछ संरचनात्मक जीनों के प्रतिलेखन की दर बढ़ जाती है या घट जाती है। परिपक्व mRNAs नाभिक से मुक्त होते हैं। कुछ प्रोटीनों के अनुवाद की दर बढ़ जाती है या घट जाती है। कोशिका के चयापचय और कार्यात्मक अवस्था को प्रभावित करने वाले प्रोटीन की मात्रा में परिवर्तन होता है।

प्रत्येक कोशिका में, विभिन्न सिग्नल ट्रांसड्यूसर सिस्टम में शामिल रिसेप्टर्स होते हैं जो सभी बाहरी संकेतों को इंट्रासेल्युलर में परिवर्तित करते हैं। किसी विशेष पहले संदेशवाहक के लिए रिसेप्टर्स की संख्या प्रति सेल 500 से 100,000 से अधिक तक भिन्न हो सकती है। वे एक दूसरे से दूर झिल्ली पर स्थित होते हैं या इसके कुछ क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं।

चावल। 4.18. इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स को सिग्नल ट्रांसमिशन

बी) तालिका से, इसमें शामिल लिपिड का चयन करें:

1. प्रोटीन काइनेज C . का सक्रियण

2. फॉस्फोलिपेज़ सी . की कार्रवाई के तहत डीएजी गठन की प्रतिक्रियाएं

3. तंत्रिका तंतुओं के माइलिन म्यान का निर्माण

ग) पैरा 2 में आपके द्वारा चुने गए लिपिड की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया लिखिए;

डी) इंगित करें कि एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सीए 2 + चैनल के नियमन में कौन सा हाइड्रोलिसिस उत्पाद शामिल है।

2. सही जवाब चुनने।

वाहक प्रोटीन की संरचना संबंधी लायबिलिटी इससे प्रभावित हो सकती है:

B. झिल्ली के आर-पार विद्युत विभव में परिवर्तन

बी विशिष्ट अणुओं का लगाव डी। बिलीयर लिपिड की फैटी एसिड संरचना ई। परिवहन पदार्थ की मात्रा

3. मैच सेट करें:

ए. ईआर कैल्शियम चैनल बी. सीए 2 + -एटीपीस

D. Ka + -निर्भर वाहक Ca 2 + D. N +, K + -ATPase

1. Na+ को सांद्रण प्रवणता के साथ ले जाता है

2. सुगम प्रसार के तंत्र द्वारा संचालित होता है

3. सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध Na+ वहन करता है

4. तालिका स्थानांतरित करें। 4.2. नोटबुक और इसे भरें।

तालिका 4.2. एडिनाइलेट साइक्लेज और इनोसिटोल फॉस्फेट सिस्टम

संचालन की संरचना और चरण	एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम	इनॉसिटॉल फॉस्फेट सिस्टम
सिस्टम के प्राथमिक संदेशवाहक का उदाहरण
इंटीग्रल सेल मेम्ब्रेन प्रोटीन प्राथमिक संदेशवाहक के साथ पूरक रूप से परस्पर क्रिया करता है
सिग्नलिंग एंजाइम सक्रिय प्रोटीन
द्वितीयक (ई) संदेशवाहक बनाने वाला एंजाइम तंत्र
सिस्टम के माध्यमिक संदेशवाहक
सिस्टम के साइटोसोलिक (ई) एंजाइम (एस) एक दूसरे संदेशवाहक के साथ बातचीत (ई) करते हैं
चयापचय पथ के एंजाइमों की गतिविधि के विनियमन (इस प्रणाली में) का तंत्र
लक्ष्य सेल में दूसरे दूतों की एकाग्रता को कम करने के लिए तंत्र
सिग्नलिंग सिस्टम के झिल्ली एंजाइम की गतिविधि में कमी का कारण

आत्म-नियंत्रण के लिए कार्य

1. मैच सेट करें:

A. पैसिव सिम्पोर्ट B. पैसिव एंटीपोर्ट

बी एंडोसाइटोसिस डी एक्सोसाइटोसिस

डी प्राथमिक सक्रिय परिवहन

1. कोशिका में किसी पदार्थ का परिवहन प्लाज्मा झिल्ली के एक भाग के साथ मिलकर होता है

2. साथ ही, दो अलग-अलग पदार्थ सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करते हैं

3. पदार्थों का परिवहन सांद्रण प्रवणता के विरुद्ध जाता है

2. सही उत्तर चुने।

एजी-जीटीपी से जुड़े जी-प्रोटीन सबयूनिट सक्रिय:

ए रिसेप्टर

बी प्रोटीन किनेज ए

B. फॉस्फोडिएस्टरेज़ D. एडिनाइलेट साइक्लेज़ E. प्रोटीन किनसे C

3. एक मैच सेट करें।

समारोह:

A. उत्प्रेरक रिसेप्टर की गतिविधि को नियंत्रित करता है B. फॉस्फोलिपेज़ C . को सक्रिय करता है

B. प्रोटीन किनसे A को उसके सक्रिय रूप में परिवर्तित करता है

D. कोशिका E के साइटोसोल में Ca 2+ की सांद्रता को बढ़ाता है। प्रोटीन किनेज C . को सक्रिय करता है

दूसरा दूत:

4. एक मैच सेट करें।

कार्य करना:

ए झिल्ली बिलीयर में पार्श्व प्रसार में सक्षम

बी। प्राथमिक संदेशवाहक के साथ संयोजन में, यह बढ़ाने वाले में शामिल हो जाता है

बी। प्राथमिक संदेशवाहक के साथ बातचीत करते समय एंजाइमी गतिविधि दिखाता है

जी. जी-प्रोटीन के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है

डी. सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान फॉस्फोलिपेज़ सी के साथ इंटरैक्ट करता है रिसेप्टर:

1. इंसुलिन

2. एड्रेनालाईन

3. स्टेरॉयड हार्मोन

5. "श्रृंखला" कार्य पूरा करें:

एक) पेप्टाइड हार्मोन रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं:

A. कोशिका के साइटोसोल में

बी लक्ष्य कोशिका झिल्ली के अभिन्न प्रोटीन

B. कोशिका केन्द्रक में

G. सहसंयोजक रूप से FIF 2 . से जुड़ा हुआ है

बी) हार्मोन के साथ इस तरह के रिसेप्टर की बातचीत से कोशिका में एकाग्रता में वृद्धि होती है:

ए हार्मोन

बी इंटरमीडिएट मेटाबोलाइट्स

B. दूसरा संदेशवाहक D. परमाणु प्रोटीन

में) ये अणु हो सकते हैं:

ए टैग बी जीटीपी

B. FIF 2 D. शिविर

जी) वे सक्रिय करते हैं:

ए एडिनाइलेट साइक्लेज

बी सीए 2+ -आश्रित शांतोदुलिन

बी प्रोटीन किनेज ए डी फॉस्फोलिपेज सी

ई) यह एंजाइम कोशिका में चयापचय प्रक्रियाओं की दर को निम्न द्वारा बदलता है:

A. साइटोसोल में Ca 2 + की सांद्रता बढ़ाना B. नियामक एंजाइमों का फॉस्फोराइलेशन

बी प्रोटेनफॉस्फेट सक्रियण

डी. नियामक प्रोटीन जीन की अभिव्यक्ति में परिवर्तन

6. "श्रृंखला" कार्य पूरा करें:

एक) वृद्धि कारक (GF) को ग्राही (R) से जोड़ने से होता है:

A. FR-R परिसर के स्थानीयकरण में परिवर्तन

बी। रिसेप्टर के डिमराइजेशन और ट्रांसऑटोफॉस्फोराइलेशन

B. रिसेप्टर की संरचना में परिवर्तन और Gs प्रोटीन से लगाव D. FR-R कॉम्प्लेक्स की गति

बी) रिसेप्टर की संरचना में इस तरह के परिवर्तन झिल्ली की सतह प्रोटीन के लिए इसकी आत्मीयता को बढ़ाते हैं:

बी. राफ जी. Grb2

में) इस बातचीत से साइटोसोलिक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स से लगाव की संभावना बढ़ जाती है:

A. कलमोडुलिना B. रसो

बी पीसीएस डी एसओएस

जी) जो "लंगर" प्रोटीन के लिए परिसर की संपूरकता को बढ़ाता है:

इ) "एंकर" प्रोटीन की संरचना में परिवर्तन इसके लिए इसकी आत्मीयता को कम करता है:

ए कैंप बी जीटीपी

बी जीडीएफ जी एटीपी

इ) इस पदार्थ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

ए जीडीएफ बी एएमपी

बी सीजीएमपी डी जीटीपी

तथा) एक न्यूक्लियोटाइड का लगाव "लंगर" प्रोटीन के साथ बातचीत को बढ़ावा देता है:

ए पीकेए बी कैलमोडुलिन

एच) यह प्रोटीन एक जटिल का हिस्सा है जो फॉस्फोराइलेट करता है:

A. MEK kinase B. प्रोटीन किनसे C

बी प्रोटीन किनेज ए डी एमएपी किनेज

तथा) यह एंजाइम बदले में सक्रिय होता है:

A. MEK kinase B. प्रोटीन किनसे G

B. राफ प्रोटीन D. MAP kinase

जे) प्रोटीन फास्फारिलीकरण इसके लिए अपनी आत्मीयता बढ़ाता है:

A. SOS और Raf प्रोटीन B. परमाणु नियामक प्रोटीन B. Calmodulin D. परमाणु रिसेप्टर्स

k) इन प्रोटीनों की सक्रियता की ओर जाता है:

ए। रास प्रोटीन के सक्रिय केंद्र में जीटीपी का डीफॉस्फोराइलेशन बी। वृद्धि कारक के लिए रिसेप्टर की कमी हुई आत्मीयता

B. मैट्रिक्स बायोसिंथेसिस की दर में वृद्धि D. SOS-Grb2 कॉम्प्लेक्स का पृथक्करण

एम) इसके परिणामस्वरूप:

ए. एसओएस प्रोटीन रिसेप्टर से जारी किया जाता है

B. ग्राही प्रोटोमर्स (R) का वियोजन होता है

बी रास प्रोटीन राफ प्रोटीन से अलग होता है

D. लक्ष्य सेल की प्रोलिफ़ेरेटिव गतिविधि बढ़ जाती है।

"आत्म-नियंत्रण के लिए कार्य" के उत्तर के मानक

1. 1-बी, 2-ए, 3-डी

3. 1-बी, 2-डी, 3-डी

4. 1-सी, 2-डी, 3-बी

5. ए) बी, बी) सी, सी) डी, डी) सी, ई) बी

6. ए) बी, बी) डी, सी) डी, डी) ए, ई) बी, एफ) डी, जी) डी, एच) ए, आई) डी, जे) सी, एल) सी, एम) डी

बुनियादी नियम और अवधारणाएं

1. झिल्लियों की संरचना और कार्य

2. झिल्लियों के आर-पार पदार्थों का परिवहन

3. झिल्ली प्रोटीन की संरचनात्मक विशेषताएं

4. ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम (एडेनाइलेट साइक्लेज, इनोसिटोल फॉस्फेट, गनीलेट साइक्लेज, कैटेलिटिक और इंट्रासेल्युलर रिसेप्टर्स)

5. प्राथमिक संदेशवाहक

6. माध्यमिक संदेशवाहक (मध्यस्थ)

श्रवण कार्य के लिए कार्य

1. अंजीर देखें। 4.19 और निम्नलिखित कार्यों को पूरा करें:

ए) परिवहन के तरीके का नाम दें;

बी) घटनाओं का क्रम निर्धारित करें:

ए। सीएल - सेल को एकाग्रता ढाल के साथ छोड़ देता है

B. प्रोटीन काइनेज A चैनल के R-सबयूनिट को फॉस्फोराइलेट करता है

बी आर-सबयूनिट संरचना परिवर्तन

D. झिल्ली प्रोटीन में सहकारी गठनात्मक परिवर्तन होते हैं

D. एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम सक्रिय होता है

चावल। 4.19. C1 का कार्य - आंतों के एंडोथेलियम का चैनल।

आर एक नियामक प्रोटीन है जो प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) की क्रिया द्वारा फॉस्फोराइलेटेड रूप में परिवर्तित हो जाता है।

ग) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली के सीए 2+ चैनल और आंतों के एंडोथेलियल सेल के सीएल - चैनल के कामकाज की तुलना तालिका में भरें। 4.3.

तालिका 4.3। चैनलों के कामकाज को विनियमित करने के तरीके

समस्याओं का समाधान

1. हृदय की मांसपेशी का संकुचन सीए 2 + को सक्रिय करता है, जिसकी सामग्री कोशिका के साइटोसोल में साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के सीएमपी-निर्भर वाहक के कामकाज के कारण बढ़ जाती है। बदले में, कोशिकाओं में सीएमपी की एकाग्रता दो सिग्नल अणुओं - एड्रेनालाईन और एसिटाइलकोलाइन द्वारा नियंत्रित होती है। इसके अलावा, यह ज्ञात है कि एड्रेनालाईन, β 2-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हुए, मायोकार्डियल कोशिकाओं में सीएमपी की एकाग्रता को बढ़ाता है और कार्डियक आउटपुट को उत्तेजित करता है, और एसिटाइलकोलाइन, एम 2-कोलीनर्जिक रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हुए, सीएमपी और मायोकार्डियल सिकुड़न के स्तर को कम करता है। बताएं कि क्यों दो प्राथमिक संदेशवाहक, एक ही सिग्नल ट्रांसडक्शन सिस्टम का उपयोग करते हुए, एक अलग सेलुलर प्रतिक्रिया प्राप्त करते हैं। इसके लिए:

ए) एड्रेनालाईन और एसिटाइलकोलाइन के लिए संकेत पारगमन योजना प्रस्तुत करें;

बी) इन दूतों के सिग्नलिंग कैस्केड में अंतर को इंगित करें।

2. एसिटाइलकोलाइन, लार ग्रंथियों के एम 3-कोलीनर्जिक रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हुए, ईआर से सीए 2+ की रिहाई को उत्तेजित करता है। साइटोसोल में सीए 2+ सांद्रता में वृद्धि स्रावी कणिकाओं के एक्सोसाइटोसिस और इलेक्ट्रोलाइट्स और लार वाहिनी में थोड़ी मात्रा में प्रोटीन की रिहाई सुनिश्चित करती है। बताएं कि ईआर के सीए 2+ चैनल कैसे विनियमित होते हैं। इसके लिए:

ए) ईआर सीए 2+ चैनल खोलने वाले दूसरे संदेशवाहक का नाम दें;

बी) दूसरे संदेशवाहक के गठन के लिए प्रतिक्रिया लिखें;

ग) एसिटाइलकोलाइन के ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नल ट्रांसडक्शन की योजना प्रस्तुत करते हैं, जिसके सक्रियण के दौरान नियामक लिगैंड सीए 2+ -कैन-

3. इंसुलिन रिसेप्टर शोधकर्ताओं ने एक प्रोटीन के लिए जीन में एक महत्वपूर्ण बदलाव की पहचान की है, जो इंसुलिन रिसेप्टर के सबस्ट्रेट्स में से एक है। इस प्रोटीन की संरचना में व्यवधान इंसुलिन सिग्नलिंग सिस्टम के कामकाज को कैसे प्रभावित करेगा? एक प्रश्न का उत्तर देने के लिए:

ए) इंसुलिन के ट्रांसमेम्ब्रेन सिग्नलिंग का एक आरेख दें;

बी) लक्ष्य कोशिकाओं में इंसुलिन को सक्रिय करने वाले प्रोटीन और एंजाइमों के नाम, उनके कार्य को इंगित करें।

4. रास प्रोटीन साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में एक "लंगर" प्रोटीन है। "एंकर" का कार्य फ़ार्नेसिल एच 3 सी-(सीएच 3) सी \u003d सीएच-सीएच 2 - [सीएच 2 - (सीएच 3) सी \u003d सीएच-सीएच 2 ] 2 के 15-कार्बन अवशेषों द्वारा किया जाता है। -, जो पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन के दौरान फ़ार्नेसिलट्रांसफेरेज़ एंजाइम द्वारा प्रोटीन से जुड़ा होता है। वर्तमान में, इस एंजाइम के अवरोधक नैदानिक ​​​​परीक्षणों से गुजर रहे हैं।

इन दवाओं का उपयोग वृद्धि कारक सिग्नल ट्रांसडक्शन को क्यों खराब करता है? एक उत्तर के लिए:

ए) रास प्रोटीन से जुड़े सिग्नल ट्रांसडक्शन की योजना प्रस्तुत करें;

बी) रास प्रोटीन के कार्य और उनके एसाइलेशन विफलता के परिणामों की व्याख्या करें;

ग) अनुमान लगाएं कि इन दवाओं को किन बीमारियों के इलाज के लिए विकसित किया गया था।

5. स्टेरॉयड हार्मोन कैल्सीट्रियोल आंतों की कोशिकाओं में सीए 2+ वाहक प्रोटीन की मात्रा को बढ़ाकर आहार कैल्शियम के अवशोषण को सक्रिय करता है। कैल्सीट्रियोल की क्रिया की क्रियाविधि समझाइए। इसके लिए:

ए) स्टेरॉयड हार्मोन के सिग्नल ट्रांसडक्शन की एक सामान्य योजना दें और इसके कामकाज का वर्णन करें;

बी) उस प्रक्रिया का नाम बताइए जो लक्ष्य कोशिका के केंद्रक में हार्मोन को सक्रिय करती है;

ग) इंगित करें कि किस मैट्रिक्स जैवसंश्लेषण में नाभिक में संश्लेषित अणु भाग लेंगे और यह कहाँ होता है।

I. स्टेरॉयड (C) का कोशिका में प्रवेश

द्वितीय. एसआर कॉम्प्लेक्स का गठन

सभी पी स्टेरॉयड हार्मोन लगभग एक ही आकार के गोलाकार प्रोटीन होते हैं, बहुत उच्च आत्मीयता वाले हार्मोन को बांधते हैं।

III. परमाणु स्वीकर्ता के लिए बाध्य करने में सक्षम रूप में SR का परिवर्तन [SR]

प्रत्येक कोशिका में सभी आनुवंशिक जानकारी होती है। हालांकि, सेल की विशेषज्ञता के साथ, अधिकांश डीएनए एमआरएनए के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट होने के अवसर से वंचित हैं। यह प्रोटीन के चारों ओर हिस्टोन को मोड़कर प्राप्त किया जाता है, जिससे प्रतिलेखन अवरोध होता है। इस संबंध में, कोशिका की आनुवंशिक सामग्री को 3 प्रकार के डीएनए में विभाजित किया जा सकता है:

1. ट्रांसक्रिप्शनल रूप से निष्क्रिय

2. लगातार व्यक्त

3. हार्मोन या अन्य संकेतन अणुओं द्वारा प्रेरित।

चतुर्थ। [CP] को क्रोमेटिन स्वीकर्ता से बांधना

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्रवाई सी के इस चरण का पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है और इसमें कई विवादास्पद बिंदु हैं। [सीपी] डीएनए के विशिष्ट क्षेत्रों के साथ इस तरह से बातचीत करने के लिए माना जाता है कि यह आरएनए पोलीमरेज़ को कुछ डीएनए डोमेन के साथ संपर्क करने की अनुमति देता है।

दिलचस्प वह अनुभव है जिसने दिखाया कि हार्मोन द्वारा उत्तेजित होने पर एमआरएनए का आधा जीवन बढ़ता है। यह कई विरोधाभासों की ओर ले जाता है: यह अस्पष्ट हो जाता है mRNA की मात्रा में वृद्धि इंगित करती है कि [SR] प्रतिलेखन की दर को बढ़ाता है या mRNA के आधे जीवन को बढ़ाता है; साथ ही, एमआरएनए के आधे जीवन में वृद्धि को हार्मोन-उत्तेजित सेल में बड़ी संख्या में राइबोसोम की उपस्थिति से समझाया जाता है, जो एमआरएनए को स्थिर करता है, या किसी अन्य क्रिया [एसआर] द्वारा इस समय हमारे लिए अज्ञात है .

वी विशिष्ट mRNAs के प्रतिलेखन की चयनात्मक दीक्षा; टीआरएनए और आरआरएनए का समन्वित संश्लेषण

यह माना जा सकता है कि [एसआर] का मुख्य प्रभाव संघनित क्रोमैटिन का ढीला होना है, जिससे आरएनए पोलीमरेज़ अणुओं के लिए इसकी पहुंच खुल जाती है। एमआरएनए की मात्रा में वृद्धि से टीआरएनए और आरआरएनए के संश्लेषण में वृद्धि होती है।

VI.प्राथमिक आरएनए प्रसंस्करण

सातवीं।कोशिका द्रव्य में mRNA का परिवहन

आठवीं।प्रोटीन संश्लेषण

IX.पोस्ट-ट्रांसलेशनल प्रोटीन संशोधन

हालांकि, अध्ययनों से पता चलता है कि यह मुख्य है, लेकिन हार्मोन की क्रिया का एकमात्र संभावित तंत्र नहीं है। उदाहरण के लिए, एण्ड्रोजन और एस्ट्रोजेन कुछ कोशिकाओं में सीएमपी में वृद्धि का कारण बनते हैं, यह सुझाव देते हुए कि स्टेरॉयड हार्मोन के लिए झिल्ली रिसेप्टर्स भी हैं। इससे पता चलता है कि स्टेरॉयड हार्मोन कुछ संवेदनशील कोशिकाओं पर पानी में घुलनशील हार्मोन के रूप में कार्य करते हैं।

माध्यमिक बिचौलिए

पेप्टाइड हार्मोन, एमाइन और न्यूरोट्रांसमीटर, स्टेरॉयड के विपरीत, हाइड्रोफिलिक यौगिक हैं और आसानी से कोशिका के प्लाज्मा झिल्ली में प्रवेश करने में सक्षम नहीं हैं। इसलिए, वे कोशिका की सतह पर स्थित झिल्ली रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं। हार्मोन-रिसेप्टर इंटरैक्शन एक अत्यधिक समन्वित जैविक प्रतिक्रिया शुरू करता है जिसमें कई सेलुलर घटक भाग ले सकते हैं, जिनमें से कुछ प्लाज्मा झिल्ली से काफी दूरी पर स्थित होते हैं।

cAMP पहला यौगिक है, जिसे सदरलैंड ने खोजा, जिसे "दूसरा मध्यस्थ" कहा गया, क्योंकि वह हार्मोन को "पहला मध्यस्थ" मानता था, जिससे "दूसरा मध्यस्थ" का इंट्रासेल्युलर संश्लेषण होता है, जो जैविक मध्यस्थता करता है। पहले का प्रभाव।

आज तक, कम से कम 3 प्रकार के द्वितीयक दूतों के नाम रखे जा सकते हैं: 1) चक्रीय न्यूक्लियोटाइड्स (cAMP और cGMP); 2) सीए आयन और 3) फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल मेटाबोलाइट्स।

इस तरह की प्रणालियों की मदद से, रिसेप्टर्स के लिए बाध्यकारी हार्मोन अणुओं की एक छोटी संख्या, दूसरे संदेशवाहक अणुओं की एक बड़ी संख्या के उत्पादन का कारण बनती है, और बाद में, प्रोटीन अणुओं की एक बड़ी संख्या की गतिविधि को प्रभावित करती है। इस प्रकार, संकेत का एक प्रगतिशील प्रवर्धन होता है जो प्रारंभ में तब होता है जब हार्मोन रिसेप्टर को बांधता है।

सीएएमएफ

सरलीकृत, सीएमपी के माध्यम से हार्मोन की क्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

1. हार्मोन + स्टीरियोस्पेसिफिक रिसेप्टर

2. एडिनाइलेट साइक्लेज की सक्रियता

3. शिविर का गठन

4. शिविर समन्वित प्रतिक्रिया सुनिश्चित करना

हार्मोन पर्यावरण

रिसेप्टर झिल्ली

5'-शिविर 3', 5'-शिविर एटीपी

निष्क्रिय प्रोटीन किनेज

फोस्फोडाईस्टेरेज

सक्रिय प्रोटीन किनेज

डीफॉस्फोप्रोटीन फॉस्फोप्रोटीन

फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस

जैविक प्रभाव

चित्र एक

1. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि रिसेप्टर्स भी गतिशील संरचनाएं हैं। यानी इनकी संख्या घट या बढ़ सकती है। उदाहरण के लिए, बढ़े हुए शरीर के वजन वाले लोगों में, इंसुलिन रिसेप्टर्स की संख्या कम हो जाती है। प्रयोगों से पता चला है कि जब उनका द्रव्यमान सामान्यीकृत होता है, तो रिसेप्टर्स की संख्या में सामान्य स्तर तक वृद्धि देखी जाती है। दूसरे शब्दों में, इंसुलिन की सांद्रता में वृद्धि या कमी के साथ, रिसेप्टर्स की एकाग्रता में पारस्परिक परिवर्तन होते हैं। यह माना जाता है कि यह घटना हार्मोन के अपर्याप्त उच्च स्तर के साथ कोशिका को बहुत तीव्र उत्तेजना से बचा सकती है।

2. एडिनाइलेट साइक्लेज (ए) का सक्रियण भी एक विनियमित प्रक्रिया है। पहले, यह माना जाता था कि रिसेप्टर (पी) के लिए बाध्य हार्मोन (जी), इसकी संरचना को बदल देता है, जिससे ए की सक्रियता हो जाती है। हालांकि, यह पता चला कि ए एक एलोस्टेरिक एंजाइम है जो कार्रवाई के तहत सक्रिय होता है जीटीपी जीटीपी में एक विशेष प्रोटीन (ट्रांसड्यूसर) जी होता है। इस संबंध में, एक मॉडल अपनाया गया था जो न केवल ए की सक्रियता का वर्णन करता है, बल्कि इस प्रक्रिया की समाप्ति का भी वर्णन करता है।

ए) जी + आर + जी एचडीएफ® जी आर जी + जीडीपी

बी) जी आर जी + जीटीपी® जी + आर + जी जीटीपी

सी) जी जीटीपी + ए® सीएमपी + जी जीडीपी

इस प्रकार, जीटीपी हाइड्रोलिसिस सिस्टम के लिए "स्विचिंग ऑफ" सिग्नल के रूप में कार्य करता है। चक्र को फिर से शुरू करने के लिए, जीडीपी को जी से अलग किया जाना चाहिए, जो तब होता है जब हार्मोन पी से जुड़ जाता है।

कई कारक ए पर निरोधात्मक प्रभाव डालते हैं और सीएमपी की एकाग्रता में कमी का कारण बनते हैं। साइक्लेज-उत्तेजक एगोनिस्ट के उदाहरण ग्लूकागन, एडीएच, एलएच, एफएसएच, टीएसएच और एसीटीएच हैं। साइक्लेज निरोधात्मक कारकों में ओपिओइड, सोमैटोस्टैटिन, एंजियोटेंसिन II और एसिटाइलकोलाइन शामिल हैं। एड्रेनालाईन या तो इस एंजाइम को उत्तेजित कर सकता है (β-रिसेप्टर्स के माध्यम से) या बाधित (α-रिसेप्टर्स के माध्यम से)। सवाल उठता है कि ए का द्विदिश विनियमन कैसे किया जाता है। यह पता चला कि निरोधात्मक प्रणाली में एक त्रि-आयामी प्रोटीन शामिल है, जो उपरोक्त जी-प्रोटीन के समान है। Gi के प्रभाव को निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है:

a) G + P + Gi GDF ® G R Gi + GDF

b) G R Gi + GTP® G + P + Gi GTP

c) Gi GTP + A® cAMP + Gi GDP

ऊपर वर्णित प्रतिक्रियाओं के दौरान एंजाइम प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन के बाद (चित्र 1 देखें), उनकी संरचना बदल जाती है। नतीजतन, उनके सक्रिय केंद्र की संरचना भी बदल जाती है, जो उनके सक्रियण या अवरोध की ओर ले जाती है। यह पता चला है कि सेल में सेकेंडरी मैसेंजर सीएमपी के कारण, इसके लिए विशिष्ट एंजाइमों की क्रिया सक्रिय या बाधित होती है, जो इस सेल की एक निश्चित जैविक प्रभाव विशेषता का कारण बनती है। इस संबंध में, सीएमपी माध्यमिक संदेशवाहक के माध्यम से कार्य करने वाले बड़ी संख्या में एंजाइमों के बावजूद, सेल में एक निश्चित, विशिष्ट प्रतिक्रिया होती है।