ЦЕЛЕВИ КЛЕТКИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕР - БИОЛОГИЯ - 2025

А целева клетка или клетка-мишена е всяка клетка, в която хормон признава неговия рецептор. С други думи, таргетната клетка има специфични рецептори, където хормоните могат да свързват и да упражняват ефекта си.

Можем да използваме аналогията на разговор с друг човек. Когато искаме да общуваме с някого, нашата цел е да предадем ефективно съобщение. Същото може да се екстраполира на клетки.

Източник: Arturo González Laguna, от Wikimedia Commons

Когато хормон циркулира в кръвообращението, той среща няколко клетки по време на пътуването си. Само прицелните клетки могат да "чуят" съобщението и да го интерпретират. Благодарение на специфичните си рецептори, целевата клетка може да отговори на съобщението

Определение на целевите клетки

В клона на ендокринологията целева клетка се дефинира като всеки тип клетки, който има специфични рецептори за разпознаване и интерпретиране на посланието на хормоните.

Хормоните са химични послания, които се синтезират от жлезите, отделят се в кръвта и предизвикват някакъв специфичен отговор. Хормоните са изключително важни молекули, тъй като те играят решаваща роля за регулирането на метаболитните реакции.

В зависимост от естеството на хормона начинът за предаване на съобщението е различен. Тези от протеинов характер не са в състояние да проникнат в клетката, поради което те се свързват със специфични рецептори на мембраната на целевата клетка.

За разлика от тях, хормоните от липиден тип могат да преминават през мембраната и да упражняват действието си вътре в клетката, върху генетичния материал.

Характеристики на взаимодействието

Молекулата, която действа като химически пратеник, се прикрепя към своя рецептор по същия начин, както ензим прави към субстрата си, следвайки модела на ключа и ключалката.

Сигналната молекула наподобява лиганд по това, че се свързва с друга молекула, която по принцип е по-голяма.

В повечето случаи свързването на лиганда причинява известна конформационна промяна в рецепторния протеин, която директно активира рецептора. От своя страна тази промяна позволява взаимодействие с други молекули. При други сценарии реакцията е незабавна.

Повечето от сигналните рецептори са разположени на нивото на плазмената мембрана на целевата клетка, въпреки че има и други, които се намират вътре в клетките.

Клетъчна сигнализация

Целевите клетки са ключов елемент в процесите на клетъчна сигнализация, тъй като те отговарят за откриването на молекулата на пратеника. Този процес е изяснен от граф Съдърланд и неговите изследвания са носители на Нобелова награда през 1971 г.

Тази група изследователи успяха да определят трите етапа, участващи в клетъчната комуникация: прием, трансдукция и отговор.

Рецепция

По време на първия етап настъпва откриването на целевата клетка на сигналната молекула, която идва извън клетката. По този начин химичният сигнал се открива, когато се свърже химичният пратеник с рецепторния протеин, или на повърхността на клетката, или вътре в нея.

Трансдукция

Свързването на пратеника и рецепторния протеин променя конфигурацията на последния, инициира процеса на трансдукция. На този етап сигналът се преобразува във форма, която е в състояние да предизвика отговор.

Той може да съдържа един етап или да обхваща последователност от реакции, наречени път на преобразуване на сигнала. По подобен начин молекулите, които участват в пътя, са известни като молекули на предаватели.

Отговор

Последният етап на клетъчната сигнализация се състои в произхода на отговора, благодарение на преобразувания сигнал. Отговорът може да бъде от всякакъв вид, включително ензимна катализа, организация на цитоскелета или активиране на определени гени.

Фактори, които влияят върху реакцията на клетките

Има няколко фактора, които влияят върху реакцията на клетките към присъствието на хормона. Логично един от аспектите е свързан с хормона сам по себе си.

Секрецията на хормона, количеството, в което се секретира и колко близо е до целевата клетка, са фактори, които модулират отговора.

Освен това, броят, нивото на насищане и активността на рецепторите също влияят върху отговора.

пример

По принцип сигналната молекула упражнява своето действие, като се свързва с рецепторен протеин и го принуждава да промени формата си. За да дадем пример за ролята на целевите клетки, ще използваме примера на изследванията на Съдърланд и неговите колеги от университета Вандербилт.

Разграждане на епинефрин и гликоген

Тези изследователи се опитаха да разберат механизма, по който епинефринът на животинския хормон насърчава разграждането на гликоген (полизахарид, чиято функция е съхранение) в чернодробните клетки и клетките на скелетните мускулни тъкани.

В този контекст разграждането на гликоген освобождава глюкоза 1-фосфат, който след това се преобразува от клетката в друг метаболит, глюкозен 6-фосфат. Впоследствие някои клетки (да речем, една в черния дроб) са в състояние да използват съединението, което е междинно съединение в гликолитичния път.

В допълнение, фосфатът може да бъде отстранен от съединението и глюкозата може да изпълнява ролята си на клетъчно гориво. Едно от ефектите на епинефрина е мобилизирането на запасите от гориво, когато той се отделя от надбъбречната жлеза по време на физически или умствени натоварвания на тялото.

Епинефринът успява да активира разграждането на гликоген, тъй като активира ензим, намиращ се в цитозолното отделение в целевата клетка: гликоген фосфорилаза.

Механизъм на действие

Експериментите на Съдърланд стигнаха до два много важни заключения относно споменатия по-горе процес. Първо, епинефринът не взаимодейства само с ензима, отговорен за разграждането, има и други механизми или посреднически стъпки, участващи в клетката.

Второ, плазмената мембрана играе роля в предаването на сигнал. По този начин процесът се осъществява в трите етапа на сигнализиране: приемане, преобразуване и реакция.

Свързването на епинефрин с рецепторен протеин върху плазмената мембрана на чернодробната клетка води до активиране на ензима.

Препратки

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Въведение в клетъчната биология. Panamerican Medical Ed.
2. Кембъл, НС (2001). Биология: Понятия и взаимоотношения. Pearson Education.
3. Пархам, П. (2006). Имунология. Panamerican Medical Ed.
4. Садава, D., & Purves, WH (2009). Живот: Науката за биологията. Panamerican Medical Ed.
5. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Основи на биохимията. John Wiley & Sons.