Рецепторна функція плазматичної мембрани.

Виконання клітинами своїх функцій неможливе без здатності до міжклітинної взаємодії – здатності посилати сигнали одне одному, вміти розпізнавати і реагувати на них. Наприклад, спеціалізовані ендокринні клітини секретують гормони, які надходять у кров і в дуже низьких концентраціях (зазвичай 10 – 8 – 10 – 9 М) розносяться по всьому організму. Гормональний сигнал сприймається клітинами-мішенями. Здатність клітини реагувати на специфічні сигнали залежить від наявності у неї на поверхні особливих структур – рецепторів, які дізнаються і пов’язують сигнальну молекулу.
Сигнальні молекули можуть бути водорозчинними і жиророзчинними. Жиророзчинні – стероїдні та тиреоїдні гормони. Водорозчинні сигнальні молекули зв’язуються з рецепторами на поверхні плазматичної мембрани. Це зовнішня подія породжує зміна метаболізму клітини. Жиророзчинні сигнальні молекули здатні проникати всередину клітини і взаємодіяти з рецепторами на клітинних органелах і на хроматині в ядрі. Взаємодія сигнальної молекули і її рецептора завжди супроводжується зміною в роботі клітини на різних рівнях регуляції внутрішньоклітинних процесів в залежності від особливостей рецептора.
Більшість рецепторів плазматичної мембрани за своєю хімічною природою є складними гликопротеидами, які пронизують мембрану наскрізь і займають інтегральне становище. У складі рецептора об’єднані дві структури: зовнішня, яка відповідає за взаємодію з сигнальною молекулою, і внутрішня частина, що є ферментом, відповідальним за синтез вторинного месенджера – молекули-посланника, яка синтезується з боку цитоплазми і сприяє зміні активності ферментів метаболізму в цитоплазмі клітини. Найбільш часто молекулою-посланником є ​​циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ). Ця молекула утворюється з молекули АТФ за допомогою ферменту, що входить до складу рецептора і розташованого в мембрані з боку цитоплазми. Активність цього ферменту виявляється тільки тоді, коли сигнальна молекула із зовнішнього середовища вступає у взаємодію з зовнішньою частиною рецептора, підійшовши по конфігурації, як ключ до замка. Черговість подій при роботі рецептора наступна: сигнальна молекула взаємодіє з зовнішньою частиною рецептора, що призводить до зміни його просторової структури і викликає активацію ферменту, розташованого з боку цитоплазми в складі рецептора. В результаті роботи ферменту з АТФ утворюється цАМФ, що сприяє зміні активності ферментів цитоплазми і призводить до зміни метаболізму клітини. Наприклад, глюкагон – гормон, що виробляється ендокринної частиною підшлункової залози, діє на рецептори клітин печінки. У цих клітинах багато глікогену. Під дією глюкагону активуються ферменти, що розщеплюють глікоген до глюкози. Глюкоза надходить у кров, її рівень в крові підвищується.
Відомі різні типи рецепторів, роботі яких притаманна специфіка, при цьому шлях передачі сигналу всередину клітини лежить через сприйняття сигналу і конформаційні зміни частини рецептора, розташованої з боку цитоплазми. Рецептори можуть сприймати не лише гормони, а й медіатори, фактори росту, токсини, віруси, антитіла. Так, наприклад, дія нейромедіатора ацетилхоліну в зоні контакту двох нейронів призводить до відкриття відразу 2000 іонних каналів для Na + в рецепторною зоні клітини, що сприймає сигнал, що викликає зниження різниці потенціалів на мембрані сприймає нейрона. Рецептори здатні активуватися під діями факторів різної природи. Наприклад, рецептори світлочутливих клітин реагують на світло (фактор фізичної природи). Результатом такого впливу є генерація електричного імпульсу, сприйманого нейроном.
Після взаємодії рецептора з сигнальною молекулою його подальша робота припиняється (інактивується). Інактивований рецептор виводиться з мембрани з утворенням ендоцітозного вакуолі, яка зливається з лизосомой, де структура рецептора відновлюється, і він знову вбудовується в мембрану. У ряді випадків відновлення функціональної здатності рецептора відбувається більш складним шляхом з включенням в роботу апарату Гольджі.
Таким чином, здатність клітини сприймати будь-якої сигнал із зовнішнього середовища залежить, насамперед, від наявності рецептора для цього сигналу. Різноманіття сигналів повинне відповідати різноманіттю рецепторів.

Питання
1. Що таке рецептор? Яка його функція в плазматичній мембрані?
2. Що відбувається з рецептором після сприйняття сигналу?
3. Що таке вторинний месенджер? Наведіть приклад.
4. Наведіть приклад змін, які можуть відбуватися в клітці після впливу сигнальної молекули через рецептор.
5. Що таке інактивований рецептор? Що з ним відбувається?

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Поліплоїдний ряд