Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.2. Молекулярно-генетический и клеточный уровни организации жизни

1.2.2. Структурно-химическая и функциональная организация клеток еукаріотичних

1.2.2.4. Рецепторы клеток

Для регуляции деления, роста, развития, организации и обмена информацией, координации функций клетки взаимодействуют между собой. Это происходит путем выделения химических веществ и образование щелевидных контактов. Кроме этого, на плазматических мембранах клетки расположены сигнальные молекулы - белки, которые получили название рецепторы. Рецепторы связывают молекулу и инициируют ответ. Они представлены трансмембранными белками, которые имеют специальный участок для связывания физиологически активных молекул: гормонов и нейромедиаторов. Много рецепторных белков в ответ на связывание определенных молекул меняют транспортные свойства мембран. Вследствие этого может меняться полярность мембран, генерироваться нервный импульс или меняться обмен веществ.

Различают внутриклеточные рецепторы и рецепторы, располагающиеся на поверхности клетки в плазматической мембране. Среди них выделяют рецепторы двух типов - связанные с каналами клетки и не связаны с каналами. Они различаются между собой по скорости и избирательностью воздействия сигнала на определенные мишени. Рецепторы, связанные с каналами, после взаимодействия с химическими веществами (гормон, нейромедиатор) способствуют образованию в мембране открытого канала, в результате чего сразу же меняется ее проницаемость. Рецепторы, не связанные с каналами, также взаимодействуют с химическими веществами, но другой природы, в основном это ферменты. Здесь эффект опосредованное, относительно замедленный, но более длительный. Функция этих рецепторов лежит в основе обучения и памяти.

Большинство клеток багатоклітинного организма специализированная на выполнении одной главной функции, и все они наделены характерным набором рецепторов. Это позволяет соответственно реагировать на химические сигналы, которые запускают или модулируют данную функцию. Многие из сигнальных молекул действуют в очень низких концентрациях (обычно не более 10^-8М), и рецепторы, которые с ними связываются, имеют также высокое сродство (константа сродства около 10⁸ л/моль).

Одна и та же сигнальная молекула в клетках - мишенях может вызвать различные эффекты. Так, ацетилхолин стимулирует сокращение волокон скелетных мышц, но одновременно уменьшает частоту и силу сокращений мышцы сердца. Такие разные эффекты обусловлены различиями рецепторов. Число рецепторов к определенной вещества (лиганда) может колебаться в пределах от 500 до 100000 на клетку и они располагаются на мембране случайно или сконцентрированы в определенных ее участках.

Рецепторы клеточной поверхности составляют не более 0,1 % всей массы белка плазматической мембраны и поэтому их трудно выделить в чистом виде. Эта преграда преодолевается применением методов клонирование последовательностей ДНК, кодирующих поверхностные рецепторы.