Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Genetyka > Genetyka molekularna 
  Indeks
Genetyka
Historia odkryć . . .
Podstawy genetyki
Genetyka molekularna
Klonowanie genów
Sekwencjonowanie . .
Struktura genu i . . .
Wielkość genomu
Specjalistyczne . . .
Czynniki wpływające
na ekspresję genów
Jak koordynować . .
Jeszcze o ekspresji
Hormony
Rearanżacja DNA
Geny i ewolucja
Świat wirusów i . . .
Inżynieria genetyczna
Słowniczek
  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Język genów autorstwa Paul'a Berg'a i Maxine Singer


  Hormony
 
Hormony i inne
przekaźniki polipeptydowe
 
W typowym genie insuliny ssaka pokazano introny, sekwencje kodujące (eksony) i sekwencje regulatorowe konieczne do transkrypcji w wyspach trzustkowych. Przedstawiono transkrypt (RNA), syntezę polipeptydu z mRNA (preproinsulinę), białko po pierwszej obróbce (proinsulinę) i końcowy produkt – aktywną cząsteczkę insuliny.
I
nny rodzaj kontroli tempa syntezy insuliny może występować po translacji. Polipeptyd powstający na matrycy insulinowego mRNA (preproinsulina) jest większy niż aktywny hormon. Najpierw odpowiednie enzymy usuwają krótki odcinek na końcu aminowym i powstaje proinsulina, następnie eliminacji ulega środkowa część łańcucha polipeptydowego, zostają dwa krótkie łańcuchy polipeptydowe składające się na insulinę. Są one połączone wiązaniami chemicznymi między atomami siarki cystein w obu łańcuchach. Te dwa polipeptydy tworzą razem aktywny hormon. Obróbka nieaktywnego prekursora białka odgrywa ważną rolę w regulacji stężenia aktywnych postaci wielu hormonów.
       Poziom aktywnego białka jest często regulowany już po jego syntezie. Proces ten zachodzi wtedy, gdy nowo zsyntetyzowane białko – by przejść w stan aktywny – wymaga chemicznego zmodyfikowania. Modyfikacje szczególnie często dotyczą niezliczonych polipeptydów, które służą jako przekaźniki między różnymi komórkami organizmów wielokomórkowych. Hormony, takie jak insulina, krążą we krwi i koordynują aktywność oddalonych od siebie komórek. Inne hormony polipeptydowe działają na mniejsze odległości, wpływając na aktywność komórek sąsiadujących z komórkami wydzielniczymi. Na przykład pewne krótkie polipeptydy, takie jak endorfiny, służą jako sygnały, czyli przekaźniki między neuronami a innymi komórkami.
       Zasadniczo, wszystkie przekaźniki peptydowe działają w podobny sposób, niezależnie od tego, czy ich zasięg jest duży – jak insuliny, czy też ograniczony do małych odległości – jak przekaźników nerwowych (neurotransmiterów). Najpierw rozpoznają wysoce specyficzne receptory białkowe obecne na powierzchni poszczególnych komórek docelowych i wiążą się z nimi. Oddziaływanie to wyzwala ściśle określoną reakcję wewnątrz komórki, której natura zależy od właściwości komórki odbierającej bodziec: są to tak złożone procesy jak jej wzrost, wydzielanie innego polipeptydu, ekspresja określonego genu, wyładowanie neuronu, podjęcie pewnego wzorca zachowań i tym podobne. Zauważmy, że zjawisko to przypomina sposób, w jaki receptory powierzchniowe komórek układu odpornościowego wpływają na procesy zachodzące we wnętrzu komórek po związaniu antygenu. Do dzisiaj jednakże nie rozumiemy w pełni, w jaki sposób związanie peptydu lub innej cząsteczki z receptorem na powierzchni komórki wywołuje odpowiedź wewnątrzkomórkową, a nawet transkrypcję określonych genów.
       Jakkolwiek do wszystkich komórek dociera wiele różnych przekaźników peptydowych, każdy typ komórki może odpowiadać tylko na te przekaźniki, dla których ma specyficzne receptory. Określony przekaźnik peptydowy może jednak wywoływać różne typy odpowiedzi, jeśli receptory dla niego znajdują się na różnych typach komórek. Przypomina to sytuację domokrążcy dzwoniącego do wielu drzwi. Osoba naciskająca dzwonek jest za każdym razem ta sama, ale reakcja, jaką wywołuje on w kolejnych domach, bywa różna. Dobrym przykładem jest przekaźnik peptydowy cholecystokinina. Cholecystokinina wydzielana przez pewne komórki jelita przemieszcza się z krwią. Wiele komórek zupełnie pomija, ale w komórkach pęcherzyka żółciowego oraz w mózgu napotyka komórki z odpowiednimi receptorami. Komórki w ścianach pęcherzyka żółciowego odpowiadają poprzez zwiększone wydzielanie żółci do jelita, natomiast w mózgu cholecystokinina działa jako neurotransmiter.
       Znamy wiele różnych międzykomórkowych przekaźników peptydowych. Tak jak i przekaźniki nie będące białkami (na przykład związki drobnocząsteczkowe – acetylocholina, adrenalina, noradrenalina i prostaglandyny) koordynują one fizjologiczną aktywność układu nerwowego, układu krążenia, układu pokarmowego i innych.
       Geny wielu typów polipeptydowych przekaźników międzykomórkowych kodują zwykle białka o długości kilkuset aminokwasów. Jednakże sam polipeptydowy przekaźnik może być krótki i zawierać zaledwie pięć aminokwasów. Na przykład dwie enkefaliny, które działają jako naturalne opioidy w mózgu oraz regulują skurcze jelita, mają następujące sekwencje aminokwasowe:

Tyr–Gly–Gly–Phe–Met (metenkefalina)
Tyr–Gly–Gly–Phe–Leu (leuenkefalina)

Bardzo długie polipeptydy wstępnie syntetyzowane dzięki ekspresji genów enkefalinowych są skracane w złożonej serii reakcji zachodzących w wewnątrzkomórkowych ciałkach wydzielających enkefaliny. Często związki te ulegają dodatkowym modyfikacjom chemicznym. Na końcu prekursor polipeptydu jest rozcinany i powstaje jeden aktywny przekaźnik polipeptydowy lub więcej. Na przykład polipeptyd o długości 263 aminokwasów, zakodowany w jednym genie ssaka, daje sześć cząsteczek metenkefaliny i jedną leuenkefaliny.
       Opisane wyżej charakterystyczne dla ssaków właściwości genów kodujących przekaźniki międzykomórkowe powstały na wczesnych etapach ewolucji. Zgodnie z tą samą zasadą kodowane i syntetyzowane są małe peptydy zwane feromonami, które pozwalają poszczególnym komórkom drożdży na zmianę typu płciowego. W podobny sposób wytwarzane są małe poli-peptydy wywołujące i koordynujące pewne wzorce zachowań u bezkręgowców, takich jak ślimaki morskie. U tych ślimaków, podobnie jak u ssaków, zestaw przekaźników polipeptydowych pozwala wielu różnym typom komórek komunikować się ze sobą, tak że zwierzę może koordynować swe zachowanie.
góra strony
poprzedni esej następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach