Какие же задачи стоят перед регуляцией метаболизма?

(СЛАЙД 4)

Основные задачи регуляции метаболизма и клеточных функций:

• внутриклеточное согласование метаболических процессов;

• межклеточное согласование обмена веществ в рамках целого организма;

• исключение «холостых» метаболических циклов;

• поддержание гомеостаза;

• приспособление организма к условиям внешней среды.

 

(СЛАЙД 5)

Регуляция метаболизма и клеточных функций делят на:

• Внутреннюю - управляющие сигналы образуются и действуют внутри одной и той же клетки;

• Внешнюю - управляющие сигналы поступают к клетке из внеклеточной среды.

Для передачи сигналов существуют специальные молекулы, их называют сигнальными.

(СЛАЙД 6)

Сигнальные молекулы - эндогенные химические соединения, которые, в результате взаимодействия с рецепторами, обеспечивают внешнее управление метаболическими процессами в клетках-мишенях.

(СЛАЙД 7)

Характерные особенности сигнальных молекул:

• Малый период жизни;

• Высокая биологическая активность;

• Уникальность действия;

• Наличие эффекта усиления;

• Один вид сигнальной молекулы может иметь несколько клеток-мишеней;

• Реакции разных клеток-мишеней на одну и ту же сигнальную молекулу могут различаться.

(СЛАЙД 8)

Клетку, имеющую специализированный воспринимающий рецептор для данной сигнальной молекулы называют
клеткой-мишенью.
Сигнальная молекула, способная взаимодействовать с данным рецептором называется его лигандом.

Выделяют несколько способов управления биохимическими процессами.

(СЛАЙД 9)

Способы управления биохимическими процессами:

• управление экспрессией генов ( управление количеством определенных белков, ферментов);

• управление активностью ранее синтезированных ферментов путём модификации их структуры.

Выделяют основные виды регуляторных эффектов сигнальных молекул.

(СЛАЙД 10)

Основные виды регуляторных эффектов сигнальных молекул (СМ):

Эндокринный – СМ поступает с током крови из желез внутренней секреции

к клетке-мишени;

Паракринный – СМ вырабатывается и действует на клетки в пределах одного органа или участка ткани;

Аутокринный – СМ действует на клетку, ее образовавшую.

 

Все сигнальные молекулы делят на:

(СЛАЙД 11)

Рабочая классификация сигнальных молекул:

По химической природе

• Органические (производные аминокислот,

белково-пептидной природы, стероиды)

• Неорганические (оксид азота – NO)

По физико-химическим свойствам

• липофобные

• липофильные

Биологическая классификация

• Гормоны

• Факторы роста и цитокины

• Нейромедиаторы

Выделяют основные этапы действия сигнальных молекул.

(СЛАЙД 12)

Общие этапы действия сигнальных молекул:

I. Распознавание сигнала рецептором клетки-мишени;

II. Передача сигнала (трансдукция) и его усиление;

III. Изменение биохимических процессов и клеточной активности;

IV. Элиминация сигнала.

Сигнальные молекулы, в зависимости от физико-химических свойств отличаются механизмом действия.

(СЛАЙД 13)

Особенности механизма действия органических липофильных сигнальных молекул:

1. взаимодействие с внутриклеточным рецептором;

Регуляторный эффект вызван изменением

Экспрессии генов и, следовательно,

4. количества ферментов;

Биологическое действие продолжительное,

Развивается медленно (часы).

(СЛАЙД 14)

Факторы, необходимые для действия

липофильных органических СМ:

• СМ;

• Воспринимающий внутриклеточный рецептор, связанный с шапероном.;

• Энхансер или сайленсер - участки ДНК, регулирующие транскрипцию определенных генов;

• Белково-синтетический аппарат клетки.

(СЛАЙД 15)

Этапы действия органических липофильных СМ:

• Проникновение СМ внутрь клетки.

• Связывание СМ с внутриклеточным рецептором.

• Освобождение шаперона (запуск таймера действия).

• Взаимодействие комплекса СМ-рецептор с энхансером или сайленсером вызывает изменение биосинтеза определенных белков (ферментов).

• Изменение метаболизма и клеточных функций.

(СЛАЙД 16)

(СЛАЙД 17)