специальный ликбез
КЛЕТКА
"Действительно восхищают только сложные вещи"
КРГ 2020
Команда проекта THYMUS считает, что именно клеточные решения определяют наше бытиё.
Решения, которые принимают непосредственно клетки, как ручейки сливаются и порождают к жизни то самое большое системное решение (СР), которое управляет человеческой структурой (человеком).
Для нас, команды проекта THYMUS, системное решение (СР) в человеке есть основа управленческого механизма симбиотной жизнедеятельности объединенных различных клеточных организмов и клеточных структур.
Для СР на клеточном уровне может быть эта статья и не будет важна, но на человека (и СР в нём), равно как и на его сформированное надсистемное решение (НСР), она может оказать влияние.
Конечно, клетка это не единственное решение, которое сформировано в самостоятельный организм. Есть другие решения, но, сегодня, нас интересует именно оно, а человек есть сообщество клеток и наше внимание адресовано сегодня именно к этому сообществу.
Что есть клетка?
Ответ очевиден для нас. Организм.
Для начала понимания этого, отметим следующие обстоятельства, что клетка должна быть оптимальна по конструкции и софту для решения своих задач, в том числе:
- целостна,
- закончена,
- эффективна как в период существования, так и для процессов размножения,
- автономна в решениях,
- востребована, сибиотным сообществом,
- рациональна для сообщества,
- открыта для решений,
- …. .
Всё это и есть системное решение (СР).
То, что кажется с позиции компетенции существующего в человеческой клеточной структуре надсистемного решения (НСР), ВОПРОСИТЕЛЬНЫМ, для СР на клеточном уровне является абсолютно логичным.
Наверное надо признать факт наличия и независимости работы алгоритмов у СР различного уровня, в том числе и при оценки НСР ситуации по происходящему, КАК ДОЛЖНОЕ и сосредоточить усилия познания на механизмах управления этими алгоритмами.
Влияние на процессы, происходящие на клеточном уровне, может быть конкретным только при воздействии на … механизмы СР.
Так, что есть такое это СР?
Решения, которые принимают непосредственно клетки, как ручейки сливаются и порождают к жизни то самое большое системное решение (СР), которое управляет человеческой структурой (человеком).
Для нас, команды проекта THYMUS, системное решение (СР) в человеке есть основа управленческого механизма симбиотной жизнедеятельности объединенных различных клеточных организмов и клеточных структур.
Для СР на клеточном уровне может быть эта статья и не будет важна, но на человека (и СР в нём), равно как и на его сформированное надсистемное решение (НСР), она может оказать влияние.
Конечно, клетка это не единственное решение, которое сформировано в самостоятельный организм. Есть другие решения, но, сегодня, нас интересует именно оно, а человек есть сообщество клеток и наше внимание адресовано сегодня именно к этому сообществу.
Что есть клетка?
Ответ очевиден для нас. Организм.
Для начала понимания этого, отметим следующие обстоятельства, что клетка должна быть оптимальна по конструкции и софту для решения своих задач, в том числе:
- целостна,
- закончена,
- эффективна как в период существования, так и для процессов размножения,
- автономна в решениях,
- востребована, сибиотным сообществом,
- рациональна для сообщества,
- открыта для решений,
- …. .
Всё это и есть системное решение (СР).
То, что кажется с позиции компетенции существующего в человеческой клеточной структуре надсистемного решения (НСР), ВОПРОСИТЕЛЬНЫМ, для СР на клеточном уровне является абсолютно логичным.
Наверное надо признать факт наличия и независимости работы алгоритмов у СР различного уровня, в том числе и при оценки НСР ситуации по происходящему, КАК ДОЛЖНОЕ и сосредоточить усилия познания на механизмах управления этими алгоритмами.
Влияние на процессы, происходящие на клеточном уровне, может быть конкретным только при воздействии на … механизмы СР.
Так, что есть такое это СР?
СР - совокупность алгоритмов размещенных на механизмах (белковых структурах) клетки, объединенных в общий процесс.
ИЛЛЮСТРАЦИИ, ИНФОРМАЦИЯ
И КОММЕНТАРИИ
Photograph taken by Spencer Diamond at the Biological Imaging Facility in Koshland Hall on the campus of UC Berkeley. - Spencer Diamond ©2007
This is a phase contrast image of a cheek cell. It was taken utilizing a 40X planapo objective on a Carl Zeiss Axioimager M1
This is a phase contrast image of a cheek cell. It was taken utilizing a 40X planapo objective on a Carl Zeiss Axioimager M1
Фотография, сделанная Спенсером Даймондом в Центре биологической визуализации в холле Кошланд в кампусе Калифорнийского университета в Беркли. - Спенсер Даймонд © 2007
Это фазово-контрастное изображение щечной клетки.
Это было сделано с использованием 40-кратного planapo объектива на Carl Zeiss Axioimager M1.
Это фазово-контрастное изображение щечной клетки.
Это было сделано с использованием 40-кратного planapo объектива на Carl Zeiss Axioimager M1.
(Б) (i) палочка и (ii) колбочка. ср - соединительная ресничка, э - эллипсоид, с - ножка или сферула, м - миоид, я - область ядра, вс - внутренний сегмент, нс - наружный сегмент.
Электронная микрофотография из Hogan, Alvarado and Weddell, 1971 .
Электронная микрофотография из Hogan, Alvarado and Weddell, 1971 .
Возможности по изучении клеток сегодня ограничены технически. Но в перспективе будут созданы устройства способные визуализировать наш интерес.
Это не отменяет возможности подойти к изучению процессов взаимодействия клеточных организмов (КО) на уровне их СР.
Сегодня мы ставим задачу организовать связь КО. Вступить в диалог с КО. Но уже не на уровне примитивного воздействия веществами и фиксации наблюдаемой реакции КО, это вчерашний день, а на уровне получения инфоэнергетических данных (величин) из процессов в СР.
Это не отменяет возможности подойти к изучению процессов взаимодействия клеточных организмов (КО) на уровне их СР.
Сегодня мы ставим задачу организовать связь КО. Вступить в диалог с КО. Но уже не на уровне примитивного воздействия веществами и фиксации наблюдаемой реакции КО, это вчерашний день, а на уровне получения инфоэнергетических данных (величин) из процессов в СР.
Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток:
прокариоты (доядерные) — простые по строению;
эукариоты (ядерные) — сложные по строению.
прокариоты (доядерные) — простые по строению;
эукариоты (ядерные) — сложные по строению.
Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими.
Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.
Содержимое клетки отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой (бульон на воде, среда), в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждая из органелл клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.
Рассказывая сегодня о клетке и клеточных процессах мы хотим увидеть в клеточном устройстве такие элементы или структуры, которые бы отвечали задаче создания условий для восприятия из внешнего источника информации (как вариант).
Содержимое клетки отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой (бульон на воде, среда), в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждая из органелл клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.
Рассказывая сегодня о клетке и клеточных процессах мы хотим увидеть в клеточном устройстве такие элементы или структуры, которые бы отвечали задаче создания условий для восприятия из внешнего источника информации (как вариант).
Можно констатировать следующее:
- Существующий клеточный механизм информационного обмена очевиден.
- Он подробнейшим образом и постоянно исследуется, но он имеет сложный и тонкий биохимический механизм, многоступенчатую и серьёзную защиту от проникновения.
- Реального понимания алгоритмов и механизмов нет.
- Доступность к осмысленному участию в процессах отсутствует.
Вывод:
- Есть другие механизмы.
- Найти и доказать.
- Он подробнейшим образом и постоянно исследуется, но он имеет сложный и тонкий биохимический механизм, многоступенчатую и серьёзную защиту от проникновения.
- Реального понимания алгоритмов и механизмов нет.
- Доступность к осмысленному участию в процессах отсутствует.
Вывод:
- Есть другие механизмы.
- Найти и доказать.
Прокариотическая клетка
Прокариоты (от др.-греч. πρό — 'перед', 'до' и κάρῠον — 'ядро') — организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами. Единственная крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды. Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.
Прокариоты (от др.-греч. πρό — 'перед', 'до' и κάρῠον — 'ядро') — организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами. Единственная крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды. Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.
Микрофотография бактериальной клетки с нуклеоидом, выделенным зелёной пунктирной линией
Эукариотическая клетка
Эукариоты (эвкариоты, от др.-греч. εὖ 'хорошо', 'полностью' и κάρῠον — 'ядро') — организмы с оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК, прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра. В клетках эукариот есть система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — пластиды.
Органеллы (от орган и др.-греч. εἶδος — вид), — постоянные компоненты клетки. Органеллы располагаются во внутренней части клетки — цитоплазме, в которой, наряду с органеллами, могут находиться различные включения.
Органеллы делятся на мембранные (одномембранные или двумембранные) и немембранные. К одномембранным относят эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, другие органеллы, а также плазматическую мембрану. К двумембранным — митохондрии, пластиды, клеточное ядро. Немембранные включают в себя рибосомы и клеточный центр.
Цитоскелет — обязательная, но постоянно меняющаяся структура клетки.
Цитоскеле́т — это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки. Он присутствует во всех клетках эукариот, причем в клетках прокариот обнаружены гомологи всех белков цитоскелета эукариот. Цитоскелет — динамичная, изменяющаяся структура, в функции которой входит поддержание и адаптация формы клетки ко внешним воздействиям, экзо- и эндоцитоз, обеспечение движения клетки как целого, активный внутриклеточный транспорт и клеточное деление.
Эукариоты (эвкариоты, от др.-греч. εὖ 'хорошо', 'полностью' и κάρῠον — 'ядро') — организмы с оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК, прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра. В клетках эукариот есть система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — пластиды.
Органеллы (от орган и др.-греч. εἶδος — вид), — постоянные компоненты клетки. Органеллы располагаются во внутренней части клетки — цитоплазме, в которой, наряду с органеллами, могут находиться различные включения.
Органеллы делятся на мембранные (одномембранные или двумембранные) и немембранные. К одномембранным относят эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, другие органеллы, а также плазматическую мембрану. К двумембранным — митохондрии, пластиды, клеточное ядро. Немембранные включают в себя рибосомы и клеточный центр.
Цитоскелет — обязательная, но постоянно меняющаяся структура клетки.
Цитоскеле́т — это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки. Он присутствует во всех клетках эукариот, причем в клетках прокариот обнаружены гомологи всех белков цитоскелета эукариот. Цитоскелет — динамичная, изменяющаяся структура, в функции которой входит поддержание и адаптация формы клетки ко внешним воздействиям, экзо- и эндоцитоз, обеспечение движения клетки как целого, активный внутриклеточный транспорт и клеточное деление.
Кератиновые промежуточные филаменты в клетке
Цитоскелет образован белками, выделяют несколько основных систем, называемых либо по основным структурным элементам, заметным при электронно-микроскопических исследованиях (микрофиламенты, промежуточные филаменты, микротрубочки), либо по основным белкам, входящим в их состав (актин-миозиновая система, кератины, тубулин-динеиновая система).
Эндомембранная система и её компоненты
Диаграмма типичной клетки животного.
Отмеченные органеллы: 1. Ядрышко 2. Ядро 3. Рибосома 4. Везикула 5. Шероховатый (гранулярный) эндоплазматический ретикулум 6. Аппарат Гольджи 7. Цитоскелет 8. Гладкий (агранулярный) эндоплазматический ретикулум 9. Митохондрия 10. Вакуоль 11. Гиалоплазма 12. Лизосома 13. Центросома (центриоль)
MesserWoland и Szczepan1990
Отмеченные органеллы: 1. Ядрышко 2. Ядро 3. Рибосома 4. Везикула 5. Шероховатый (гранулярный) эндоплазматический ретикулум 6. Аппарат Гольджи 7. Цитоскелет 8. Гладкий (агранулярный) эндоплазматический ретикулум 9. Митохондрия 10. Вакуоль 11. Гиалоплазма 12. Лизосома 13. Центросома (центриоль)
MesserWoland и Szczepan1990
Модель клеточной мембраны. Маленькие голубые и белые шарики — гидрофильные «головки» фосфолипидов, а присоединённые к ним линии — гидрофобные «хвосты». На рисунке показаны только интегральные мембранные белки (красные глобулы и жёлтые спирали). Жёлтые овальные точки внутри мембраны — молекулы холестерина. Жёлто-зелёные цепочки бусинок на наружной стороне мембраны
— цепочки олигосахаридов, формирующие гликокаликс
This SVG image was created by Medium69. Cette image SVG a été créée par Medium69. Please credit this : William Crochot - NIST Schematic three dimensional cross section of a cell membrane.
— цепочки олигосахаридов, формирующие гликокаликс
This SVG image was created by Medium69. Cette image SVG a été créée par Medium69. Please credit this : William Crochot - NIST Schematic three dimensional cross section of a cell membrane.
Все мембраны органелл, включая плазмалемму — внешнюю оболочку клетки, являются тонкими липопротеидными плёнками, состоящими из двух слоев липидных молекул.
На поверхности и в толще плёнки находятся различные белки. Примерное соотношение органических веществ: 25—60 % липидов, 40—75 % белков, 2—10 % углеводов в зависимости от особенностей мембраны.
К функциям мембран относят: поддержание целостности органеллы или клетки, транспорт веществ, рецепция внешних сигналов, формирование межклеточных контактов.
На поверхности и в толще плёнки находятся различные белки. Примерное соотношение органических веществ: 25—60 % липидов, 40—75 % белков, 2—10 % углеводов в зависимости от особенностей мембраны.
К функциям мембран относят: поддержание целостности органеллы или клетки, транспорт веществ, рецепция внешних сигналов, формирование межклеточных контактов.
Mariana Ruiz LadyofHats, translation by Wassily -
I did it myself with adobe ilustrator using the information found here [1], [2] ,[3], [4] and [5]
Диаграмма клеточного ядра клетки тела человека. Указаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, ядрышко, кариоплазма, гетерохроматин, эухроматин, рибосомы, ядерные поры.
I did it myself with adobe ilustrator using the information found here [1], [2] ,[3], [4] and [5]
Диаграмма клеточного ядра клетки тела человека. Указаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, ядрышко, кариоплазма, гетерохроматин, эухроматин, рибосомы, ядерные поры.
Ядерный аппарат — область клетки, содержащая специализированные компоненты, способствующие хранению и реализации генетического материала. Ядро эукариот состоит из двумембранной ядерной оболочки, хроматина, ядрышка, матрикса и кариоплазмы. В некоторых местах ядерной оболочки мембраны смыкаются, образуя ядерные поры — участки оболочки, содержащие сложные комплексы белковых молекул, осуществляющих транспорт веществ.
Эндоплазмати́ческий рети́кулум (ЭПР) (лат. reticulum — сеточка), или эндоплазматическая сеть (ЭПС), — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.
Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) — внутриклеточная неоднородная мембранная структура, состоящая из стопок и канальцев, являющаяся совокупностью изолированных резервуаров, в которых параллельно происходят различные синтетические процессы.
ЭПР делится на два типа: гранулярный, или шероховатый, и гладкий. На поверхности шероховатового ЭПР находится большое количество гранул — рибосом или полисом, участвующих в синтезе белка. Гладкий ЭПР образуется из шероховатого и участвует в синтезе триглицеридов и липидов.
Эндоплазмати́ческий рети́кулум (ЭПР) (лат. reticulum — сеточка), или эндоплазматическая сеть (ЭПС), — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.
Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) — внутриклеточная неоднородная мембранная структура, состоящая из стопок и канальцев, являющаяся совокупностью изолированных резервуаров, в которых параллельно происходят различные синтетические процессы.
ЭПР делится на два типа: гранулярный, или шероховатый, и гладкий. На поверхности шероховатового ЭПР находится большое количество гранул — рибосом или полисом, участвующих в синтезе белка. Гладкий ЭПР образуется из шероховатого и участвует в синтезе триглицеридов и липидов.
Mariana Ruiz LadyofHats, translation by Wassily -
I did it myself with adobe ilustrator using the information found here [1], [2] ,[3], [4] and [5]
Диаграмма клеточного ядра клетки тела человека. Указаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, ядрышко, кариоплазма, гетерохроматин, эухроматин, рибосомы, ядерные поры.
I did it myself with adobe ilustrator using the information found here [1], [2] ,[3], [4] and [5]
Диаграмма клеточного ядра клетки тела человека. Указаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, ядрышко, кариоплазма, гетерохроматин, эухроматин, рибосомы, ядерные поры.
Рибосо́ма — немембранная органелла, служащая для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК). Этот процесс называется трансляцией.
Рибосома представляют собой нуклеопротеид и состоит из специфических (рибосомных) РНК, специфических (рибосомных) белков и небольшого количества низкомолекулярных компонентов.
Рибосомы имеют сферическую или слегка эллипсоидную форму, диаметром от 15—20 нанометров (прокариоты) до 25—30 нанометров (эукариоты), состоят из большой и малой субъединиц. Малая субъединица считывает информацию с матричной РНК, а большая — присоединяет соответствующую аминокислоту к синтезируемой цепочке белка.
Местом синтеза рибосом у эукариот служит ядрышко.
Рибосома представляют собой нуклеопротеид и состоит из специфических (рибосомных) РНК, специфических (рибосомных) белков и небольшого количества низкомолекулярных компонентов.
Рибосомы имеют сферическую или слегка эллипсоидную форму, диаметром от 15—20 нанометров (прокариоты) до 25—30 нанометров (эукариоты), состоят из большой и малой субъединиц. Малая субъединица считывает информацию с матричной РНК, а большая — присоединяет соответствующую аминокислоту к синтезируемой цепочке белка.
Местом синтеза рибосом у эукариот служит ядрышко.
Схема синтеза рибосом в клетках эукариот
1. Синтез мРНК рибосомных белков РНК полимеразой II. 2. Экспорт мРНК из ядра. 3. Узнавание мРНК рибосомой и 4. синтез рибосомных белков. 5. Синтез предшественника рРНК (45S — предшественник) РНК полимеразой I. 6. Синтез 5S pРНК РНК полимеразой III. 7. Сборка большой рибонуклеопротеидной частицы, включающей 45S-предшественник, импортированные из цитоплазмы рибосомные белки, а также специальные ядрышковые белки и РНК, принимающие участие в созревании рибосомных субчастиц. 8. Присоединение 5S рРНК, нарезание предшественника и отделение малой рибосомной субчастицы. 9. Дозревание большой субчастицы, высвобождение ядрышковых белков и РНК. 10. Выход рибосомных субчастиц из ядра. 11. Вовлечение их в трансляцию.
Я́дрышко — немембранный внутриядерный субкомпартмент, присущий всем без исключения эукариотическим организмам. Представляет собой комплекс белков и рибонуклеопротеидов, формирующийся вокруг участков ДНК, которые содержат гены рРНК — ядрышковых организаторов. Основная функция ядрышка — образование рибосомных субъединиц.
В ядрышке выделяют три основных структурных компонента, соответствующих разным этапам биогенеза рибосом:
- фибриллярный центр (ФЦ),
- плотный фибриллярный компонент (ПФК)
- гранулярный компонент (ГК).
В начале митоза происходит разборка ядрышек, а по окончании митоза они собираются снова. В настоящее время имеются данные об участии ядрышек в процессах, не связанных с биогенезом рибосом:
- в стрессовом ответе,
- сборке частиц распознавания сигнала;
В ядрышке выделяют три основных структурных компонента, соответствующих разным этапам биогенеза рибосом:
- фибриллярный центр (ФЦ),
- плотный фибриллярный компонент (ПФК)
- гранулярный компонент (ГК).
В начале митоза происходит разборка ядрышек, а по окончании митоза они собираются снова. В настоящее время имеются данные об участии ядрышек в процессах, не связанных с биогенезом рибосом:
- в стрессовом ответе,
- сборке частиц распознавания сигнала;
Последовательность SRP - частицы распознающей сигнал.
• SRP связываются с сигнальными последовательностями
• Связывание SRP с сигнальной последовательностью замедляет трансляцию. Поэтому новообразующийся белок переносится на ЭПР в состоянии незавершенного синтеза и не обладая нативной структурой
• Структурная подвижность М домена SRP54 позволяет SRP узнавать различные сигнальные последовательности Каким образом сигнальная последовательность направляет белок на ЭПР для последующей транслокации?
Открытие SRP показало, что сигнальные последовательности узнаются при специфическом белок-белковом взаимодействии. SRP представляет собой маленькую рибонуклеопротеидную частицу, локализованную в цитозоле, которая содержит шесть полипептидов и небольшую молекулу РНК. Она связывается с сигнальной последовательностью новообразующегося белка, высвобождающегося из рибосомы, и тем самым дает возможность комплексу полипептид-рибосома осуществить взаимодействие с мембраной ЭПР.
Для узнавания сигнальной последовательности требуется только одна субъединица SRP.
SRP - частица, распознающая сигнал (a signal-recognition particle) и направляющая сигнальный пептид ЭР к специфическому рецептору в мембране ЭР . Это сложная частица, состоящая из шести различных полипепдидных цепей, связанных с одной молекулой 7SL-РНК.
В соответствии со своей молекулярной массой она называется SRP54, и у многих видов ее структура консервативна, что подчеркивает важность механизма узнавания сигнальных последовательностей.
SRP54 содержит три отдельных домена:
• домен G, связывающий гуанозинтрифосфат (ГТФ) и гидролизующий его до гуанозиндифосфата (ГДФ);
• домен N, представляющий собой N-терминальный домен, который взаимодействует с G-доменом, и
• домен М, который является С-терминальным доменом, содержащим много остатков метионина.
Структура М-домена обеспечивает SRP возможность связываться с различными сигнальными последовательностями, которые ответственны за адресование белков На рисунке ниже представлен М-домен, содержащий несколько а-спиралей, вместе образующих бороздку, в которой и связывается сигнальная последовательность. Изнутри бороздка выстлана остатками метионина. Поскольку боковые цепи метионина обладают гидрофобностью и гибкостью, они действуют подобно гидрофобным ворсинкам и позволяют SRP54 связываться с различными гидрофобными участками, которые находятся в сигнальных последовательностях.
Две другие субъединицы SRP, SRP9 и SRP14, а также 7SPHK присоединяются к рибосоме, снижая скорость элонгации белковой цепи, вероятно, за счет непосредственного вмешательства в процесс связывания трансляционного фактора элонгации. Степень подавления элонгации варьирует от субстрата к субстрату, но во всех случаях подавление снимается только тогда, когда рибосома связывается с ЭПР, и происходит высвобождение SRP. Снижая скорость роста белковой цепи или приостанавливая ее синтез, SRP тем самым обеспечивают доставку новообразующегося полипептида к мембране до того момента, как с рибосомы сойдет большая часть белка.
Это делает маловероятным образование нативной структуры до момента поступления белковой цепи в канал и облегчает процесс переноса. Важность задержки трансляции также подтверждается данными о том, что in vitro белки обычно теряют способность к транлокации, если их узнавание SRP произошло уже после того, как синтезировалась значительная часть полипептидной цепи. Неясно, происходит ли остановка трансляции у всех организмов и даже характерна ли она для всех транслоцируемых белков одного организма. В некоторых случаях доставка новообразующегося белка к мембране происходит достаточно быстро, и тогда остановки трансляции не требуется.
• SRP связываются с сигнальными последовательностями
• Связывание SRP с сигнальной последовательностью замедляет трансляцию. Поэтому новообразующийся белок переносится на ЭПР в состоянии незавершенного синтеза и не обладая нативной структурой
• Структурная подвижность М домена SRP54 позволяет SRP узнавать различные сигнальные последовательности Каким образом сигнальная последовательность направляет белок на ЭПР для последующей транслокации?
Открытие SRP показало, что сигнальные последовательности узнаются при специфическом белок-белковом взаимодействии. SRP представляет собой маленькую рибонуклеопротеидную частицу, локализованную в цитозоле, которая содержит шесть полипептидов и небольшую молекулу РНК. Она связывается с сигнальной последовательностью новообразующегося белка, высвобождающегося из рибосомы, и тем самым дает возможность комплексу полипептид-рибосома осуществить взаимодействие с мембраной ЭПР.
Для узнавания сигнальной последовательности требуется только одна субъединица SRP.
SRP - частица, распознающая сигнал (a signal-recognition particle) и направляющая сигнальный пептид ЭР к специфическому рецептору в мембране ЭР . Это сложная частица, состоящая из шести различных полипепдидных цепей, связанных с одной молекулой 7SL-РНК.
В соответствии со своей молекулярной массой она называется SRP54, и у многих видов ее структура консервативна, что подчеркивает важность механизма узнавания сигнальных последовательностей.
SRP54 содержит три отдельных домена:
• домен G, связывающий гуанозинтрифосфат (ГТФ) и гидролизующий его до гуанозиндифосфата (ГДФ);
• домен N, представляющий собой N-терминальный домен, который взаимодействует с G-доменом, и
• домен М, который является С-терминальным доменом, содержащим много остатков метионина.
Структура М-домена обеспечивает SRP возможность связываться с различными сигнальными последовательностями, которые ответственны за адресование белков На рисунке ниже представлен М-домен, содержащий несколько а-спиралей, вместе образующих бороздку, в которой и связывается сигнальная последовательность. Изнутри бороздка выстлана остатками метионина. Поскольку боковые цепи метионина обладают гидрофобностью и гибкостью, они действуют подобно гидрофобным ворсинкам и позволяют SRP54 связываться с различными гидрофобными участками, которые находятся в сигнальных последовательностях.
Две другие субъединицы SRP, SRP9 и SRP14, а также 7SPHK присоединяются к рибосоме, снижая скорость элонгации белковой цепи, вероятно, за счет непосредственного вмешательства в процесс связывания трансляционного фактора элонгации. Степень подавления элонгации варьирует от субстрата к субстрату, но во всех случаях подавление снимается только тогда, когда рибосома связывается с ЭПР, и происходит высвобождение SRP. Снижая скорость роста белковой цепи или приостанавливая ее синтез, SRP тем самым обеспечивают доставку новообразующегося полипептида к мембране до того момента, как с рибосомы сойдет большая часть белка.
Это делает маловероятным образование нативной структуры до момента поступления белковой цепи в канал и облегчает процесс переноса. Важность задержки трансляции также подтверждается данными о том, что in vitro белки обычно теряют способность к транлокации, если их узнавание SRP произошло уже после того, как синтезировалась значительная часть полипептидной цепи. Неясно, происходит ли остановка трансляции у всех организмов и даже характерна ли она для всех транслоцируемых белков одного организма. В некоторых случаях доставка новообразующегося белка к мембране происходит достаточно быстро, и тогда остановки трансляции не требуется.
- во взаимодействии со многими вирусами.
Ядрышко участвует в развитии многих заболеваний человека, в том числе раковых и, возможно, нейродегенеративных и аутоиммунных.
Жизнь клетки зависит от внешних регуляторных сигналов, которыми могут быть физические воздействия (температура, электромагнитное излучение) или химические соединения.
Хорошо изученными веществами, которые СР надклеточного уровня (орган или система) использует для регуляции жизнедеятельности клеток, являются, например, стероидные гормоны , цитокины или факторы роста , которые, достигая клеток-мишеней, вызывают метаболические изменения, связанные с изменением экспрессии групп генов.
Не менее сильный и специфический ответ вызывают физиологически активные вещества экзогенного происхождения, например, феромоны или токсины.
Ядрышко участвует в развитии многих заболеваний человека, в том числе раковых и, возможно, нейродегенеративных и аутоиммунных.
Жизнь клетки зависит от внешних регуляторных сигналов, которыми могут быть физические воздействия (температура, электромагнитное излучение) или химические соединения.
Хорошо изученными веществами, которые СР надклеточного уровня (орган или система) использует для регуляции жизнедеятельности клеток, являются, например, стероидные гормоны , цитокины или факторы роста , которые, достигая клеток-мишеней, вызывают метаболические изменения, связанные с изменением экспрессии групп генов.
Не менее сильный и специфический ответ вызывают физиологически активные вещества экзогенного происхождения, например, феромоны или токсины.
Чтобы адекватно реагировать на сигналы из окружающей среды, в том числе от других клеток организма, клетка должна их воспринимать и менять свое поведение в соответствии с получаемыми через эти сигналы инструкциями.
В связи с получением сигнала клетка (клеточное СР) должна решить несколько задач:
1. Отличить сигнал от множества других
2. Доставить его по назначению
3. Адекватно отреагировать на получение сигнала
4. Выключить системы реагирования сразу, как только сигнал исчезает из окружающей клетку среды.
Первичные сигналы распознаются клетками благодаря наличию у них специальных молекул-рецепторов белковой природы, взаимодействующих с первичными сигнальными молекулами или с физическими факторами.
Сигналы, передающиеся через сигнальные молекулы, являются первичными по отношению к каскадам биохимических реакций, запускающимся в клетках в ответ на их воздействие.
Передача сигнала это последовательность реакций, включающих взаимодействие внеклеточных лигандов (сигналы клеточные) с рецепторами на поверхности клетки с последующей активацией рецептора, заключающейся в изменении состояния его внутриклеточного домена. Активация рецептора вызывает каскад событий в клетке, в результате которых клетка адекватно реагирует на внешний сигнал.
Изучение механизмов передачи и усиления сигналов является одной из основных задач. Их знание необходимо для понимания механизмов формирования функционального ответа клеток в норме, его регуляции и коррекции при патологических состояниях.
В настоящее время известно около 50 белков-лигандов и 14 семейств рецепторов.
Существует несколько более или менее стандартных способов передачи сигнала от клеточной поверхности внутрь клетки, хотя эта проблема еще далека от окончательного понимания и постоянно появляются новые варианты сигнализации.
Например классический обобщенный путь передачи сигнала заключается в цепочке взаимодействий - сигнальная молекула - рецептор на поверхности клетки-внутриклеточный усилительный механизм - включение определенных специфичных для данного сигнала генов. Рис 3 дает упрощенную схему двух возможных путей многостадийного процесса передачи сигнала, которая начинается со взаимодействия некоторого внешнего фактора с рецептором на поверхности клетки. Таким внешним фактором может быть какой либо гормон или какой-нибудь фактор роста, в частности, цитокин.
1. Отличить сигнал от множества других
2. Доставить его по назначению
3. Адекватно отреагировать на получение сигнала
4. Выключить системы реагирования сразу, как только сигнал исчезает из окружающей клетку среды.
Первичные сигналы распознаются клетками благодаря наличию у них специальных молекул-рецепторов белковой природы, взаимодействующих с первичными сигнальными молекулами или с физическими факторами.
Сигналы, передающиеся через сигнальные молекулы, являются первичными по отношению к каскадам биохимических реакций, запускающимся в клетках в ответ на их воздействие.
Передача сигнала это последовательность реакций, включающих взаимодействие внеклеточных лигандов (сигналы клеточные) с рецепторами на поверхности клетки с последующей активацией рецептора, заключающейся в изменении состояния его внутриклеточного домена. Активация рецептора вызывает каскад событий в клетке, в результате которых клетка адекватно реагирует на внешний сигнал.
Изучение механизмов передачи и усиления сигналов является одной из основных задач. Их знание необходимо для понимания механизмов формирования функционального ответа клеток в норме, его регуляции и коррекции при патологических состояниях.
В настоящее время известно около 50 белков-лигандов и 14 семейств рецепторов.
Существует несколько более или менее стандартных способов передачи сигнала от клеточной поверхности внутрь клетки, хотя эта проблема еще далека от окончательного понимания и постоянно появляются новые варианты сигнализации.
Например классический обобщенный путь передачи сигнала заключается в цепочке взаимодействий - сигнальная молекула - рецептор на поверхности клетки-внутриклеточный усилительный механизм - включение определенных специфичных для данного сигнала генов. Рис 3 дает упрощенную схему двух возможных путей многостадийного процесса передачи сигнала, которая начинается со взаимодействия некоторого внешнего фактора с рецептором на поверхности клетки. Таким внешним фактором может быть какой либо гормон или какой-нибудь фактор роста, в частности, цитокин.
Обобщенная схема двух основных путей передачи митогенного сигнала от рецептора в ядро.
АС- аденилатциклаза
АС- аденилатциклаза
Комплекс Гольджи
Аппара́т (ко́мплекс) Го́льджи — мембранная структура эукариотической клетки, органелла, в основном предназначенная для выведения веществ, синтезированных в эндоплазматическом ретикулуме. Скопление мембран называются диктиосомой, в которой в виде цистерн упорядочены мембранные мешки. На периферии аппарата встречаются мелкие вакуоли (везикулы), которые образуются в результате отделения от краёв цистерн.
Аппара́т (ко́мплекс) Го́льджи — мембранная структура эукариотической клетки, органелла, в основном предназначенная для выведения веществ, синтезированных в эндоплазматическом ретикулуме. Скопление мембран называются диктиосомой, в которой в виде цистерн упорядочены мембранные мешки. На периферии аппарата встречаются мелкие вакуоли (везикулы), которые образуются в результате отделения от краёв цистерн.
Мембранные органеллы эукариотической клетки
Лизосомы
Лизосомы — мембранные внутриклеточные частицы, везикулы аппарата Гольджи, участвующие в расщеплении экзогенных и эндогенных биологических макромолекул. Лизосомы содержат внутри большое количество различных гидролитических ферментов, а от переваривания самих себя они, вероятнее всего, защищены внутренними олигосахаридными участками.
Лизосо́ма (от греч. λύσις — разложение и σώμα — тело) — окружённая мембраной клеточная органелла, в полости которой поддерживается кислая среда и находится множество растворимых гидролитических ферментов. Лизосома отвечает за внутриклеточное переваривание макромолекул, в том числе при аутофагии.
Лизосома участвует в некоторых внутриклеточных сигнальных путях, связанных с метаболизмом и ростом клетки.
Цитопла́зма (от греч. κύτος — «клетка» и πλάσμα — здесь «содержимое») — полужидкое содержимое клетки, её внутренняя среда, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения. Иногда под цитоплазмой понимают только гиалоплазму.
В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества многих видов. Основное вещество цитоплазмы — вода. Многие вещества (например, минеральные соли, глюкоза, аминокислоты) образуют истинный раствор, некоторые другие (например, белки) — коллоидный. В ней протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Среди прочего, в цитоплазме есть нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества.
Лизосомы — мембранные внутриклеточные частицы, везикулы аппарата Гольджи, участвующие в расщеплении экзогенных и эндогенных биологических макромолекул. Лизосомы содержат внутри большое количество различных гидролитических ферментов, а от переваривания самих себя они, вероятнее всего, защищены внутренними олигосахаридными участками.
Лизосо́ма (от греч. λύσις — разложение и σώμα — тело) — окружённая мембраной клеточная органелла, в полости которой поддерживается кислая среда и находится множество растворимых гидролитических ферментов. Лизосома отвечает за внутриклеточное переваривание макромолекул, в том числе при аутофагии.
Лизосома участвует в некоторых внутриклеточных сигнальных путях, связанных с метаболизмом и ростом клетки.
Цитопла́зма (от греч. κύτος — «клетка» и πλάσμα — здесь «содержимое») — полужидкое содержимое клетки, её внутренняя среда, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения. Иногда под цитоплазмой понимают только гиалоплазму.
В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества многих видов. Основное вещество цитоплазмы — вода. Многие вещества (например, минеральные соли, глюкоза, аминокислоты) образуют истинный раствор, некоторые другие (например, белки) — коллоидный. В ней протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Среди прочего, в цитоплазме есть нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества.
http://rsb.info.nih.gov/ij/images/
Цитоскелет эукариот. Актиновые микрофиламенты окрашены в красный (фаллоидином, связанным с TRITC), микротрубочки — в зеленый (антителами, связанными с FITC), ядра клеток — в голубой цвет (DAPI).
Клетки эндотелия лёгочной артерии быка.
Цитоскелет эукариот. Актиновые микрофиламенты окрашены в красный (фаллоидином, связанным с TRITC), микротрубочки — в зеленый (антителами, связанными с FITC), ядра клеток — в голубой цвет (DAPI).
Клетки эндотелия лёгочной артерии быка.
Клетки: перечень клеток взрослого человеческого организма
клетки эпителиальные ороговевающие
клетки эпителиальные (влажных многослойных барьерных эпителиев)
клетки эпителиальные с экзокринной функцией
клетки, выделяющие гормоны
клетки эпителиальные всасывающие
клетки, ответственные за метаболизм и накопление резервных материалов
клетки эпителиальные, выполняющие барьерную функцию (главным образом)
клетки эпителиальные, выстилающие замкнутые внутренние полости
клетки ресничные с проталкивающей функцией
клетки, секретирующие внеклеточный матрикс
клетки сократимые
клетки крови и иммунной системы
клетки сенсорные
нейроны вегетативные
клетки опорные органов чувств и периферических нейронов
нейроны
клетки глиальные центральной нервной системы
клетки хрусталика
клетки пигментные
клетки половые
клетки питающие
Литература:
клетки эпителиальные ороговевающие
клетки эпителиальные (влажных многослойных барьерных эпителиев)
клетки эпителиальные с экзокринной функцией
клетки, выделяющие гормоны
клетки эпителиальные всасывающие
клетки, ответственные за метаболизм и накопление резервных материалов
клетки эпителиальные, выполняющие барьерную функцию (главным образом)
клетки эпителиальные, выстилающие замкнутые внутренние полости
клетки ресничные с проталкивающей функцией
клетки, секретирующие внеклеточный матрикс
клетки сократимые
клетки крови и иммунной системы
клетки сенсорные
нейроны вегетативные
клетки опорные органов чувств и периферических нейронов
нейроны
клетки глиальные центральной нервной системы
клетки хрусталика
клетки пигментные
клетки половые
клетки питающие
Литература:
- Evans D.R.H.& Hemmings B.A. What goes up must come down Nature, 394, 23 - 24, 1998
- Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки, 2 изд. (1994; англ изд. 1989), Мир, Москва,3,с.346,348.
- Внутриклеточная сигнализация. Пущино, 2003 Электронная версия учебного пособия Зинченко В.П. и Долгачевой Л.П . Внутриклеточная сигнализация. подготовлена в Электронном издательстве "Аналитическая микроскопия" (регистрация издательства в Министерстве РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой информации Эл .77-6072 от февраля 2002 г.) под редакцией проф. А.Ю.Буданцева. Книга "Внутриклеточная сигнализация" опубликованная на сайте http://Bioscience.ru.
- Hogan, M. J., J. A. Alvarado and J. E. Weddell, 1971, Histology of the Human Eye, Philadelphia: Saunders
С уважением к Вам
Научный руководитель команды проекта THYMUS
Крылов Руслан
Пишите мне: coor.spb@gmail.com
Научный руководитель команды проекта THYMUS
Крылов Руслан
Пишите мне: coor.spb@gmail.com
7 АПРЕЛЯ/ 2020
![[2]](http://www.ualr.edu/botany/nucleus.jpeg){kind=link}