Хроматин

Огромная длина молекул ДНК эукариот предопределила появление специальных механизмов хранения, репликации и реализации генетического материала. Хроматином называют молекулы хромосомной ДНК в комплексе со специфическими белками, необходимыми для осуществления этих процессов.

Ядерная оболочка, ядерная ламина и ядерные поры (кариолемма)

От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой, образованной за счёт расширения и слияния друг с другом цистерн эндоплазматической сети таким образом, что у ядра образовались двойные стенки за счёт окружающих его узких компартментов. Полость ядерной оболочки называется люменом или перинуклеарным пространством. Внутренняя поверхность ядерной оболочки подстилается ядерной ламиной, жёсткой белковой структурой, образованной белками-ламинами, к которой прикреплены нити хромосомной ДНК. Ламины прикрепляются к внутренней мембране ядерной оболочки при помощи заякоренных в ней трансмембранных белков — рецепторов ламинов.

Ядрышко

Ядрышко находится внутри ядра, и не имеет собственной мембранной оболочки, однако хорошо различимо под световым и электронным микроскопом. Основной функцией ядрышка является синтез рибосом.

13. Хроматин представляет собой вещество, хорошо воспринимающее краситель (хромос), откуда и произошло его название. Хроматин состоит из хроматиновых фибрилл, толщиной 20-25 нм, которые могут располагаться в ядре рыхло или компактно. На этом основании различают два вида хроматина:

• эухроматин - рыхлый или деконденсированный хроматин, слабо окрашивается основными красителями;

• гетерохроматин - компактный или конденсированный хроматин, хорошо окрашивается этими же красителями.

При подготовке клетки к делению в ядре происходит спирализация хроматиновых фибрилл и превращение хроматина в хромосомы. После деления в ядрах дочерних клеток происходит деспирализация хроматиновых фибрилл и хромосомы снова преобразуются в хроматин. Следовательно, хроматин и хромосомы представляют собой различные фазы одного и того же вещества.

По химическому строению хроматин состоит из:

• дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) 40 %;

• белков около 60 %;

• рибонуклеиновой кислоты (РНК) 1 %.

Основную массу хроматина составляют белки гистоны. Гистоны являются компонентом нуклеосом, — надмолекулярных структур, участвующих в упаковке хромосом. Нуклеосомы располагаются довольно регулярно, так что образующаяся структура напоминает бусы. Нуклеосома состоит из белков четырех типов: H2A, H2B, H3 и H4. В одну нуклеосому входят по два белка каждого типа — всего восемь белков. Гистон H1, более крупный, чем другие гистоны, связывается с ДНК в месте её входа на нуклеосому.

Нить ДНК с нуклеосомами образует нерегулярную соленоид подобную структуру толщиной около 30 нанометров, так называемую 30 нм фибриллу. Дальнейшая упаковка этой фибриллы может иметь различную плотность. Если хроматин упакован плотно его называют конденсированным или гетерохроматином, он хорошо видим под микроскопом. ДНК, находящаяся в гетерохроматине не транскрибируется, обычно это состояние характерно для незначащих или молчащих участков. В интерфазе гетерохроматин обычно располагается по периферии ядра. Полная конденсация хромосом происходит перед делением клетки.

Если хроматин упакован неплотно, его называют эу- или интерхроматином. Этот вид хроматина гораздо менее плотный при наблюдении под микроскопом и обычно характеризуется наличием транскрипционной активности. Плотность упаковки хроматина во многом определяется модификациями гистонов — ацетилированием и фосфорилированием

Считается, что в ядре существуют так называемые функциональные домены хроматина (ДНК одного домена содержит приблизительно 30 тысяч пар оснований), то есть каждый участок хромосомы имеет собственную «территорию». Вопрос пространственного распределения хроматина в ядре изучен пока недостаточно. Известно, что теломерные (концевые) ицентромерные (отвечающие за связывание сестринских хроматид в митозе) участки хромосом закреплены на белках ядерной ламины.

14. Нуклеосома — это структурная часть хромосомы, образованная совместной упаковкой нити ДНК сгистоновыми белками H2А, H2B, H3 и H4. Последовательность нуклеосом, соединенная гистоновым белком H1, формирует нуклеофиламент (nucleofilament), или иначе нуклеосомную нить.

Вокруг нуклеосомного ядра, представленного гистонным октамером, ДНК делает 1,67 оборота (147 п.н.). Участок ДНК, между нуклеосомами, называется линкерной ДНК и составляет 10—100 п.н.

Сборка нуклеосомы происходит на ДНК. При репликации ДНК материнские гистоны распределяются случайным образом по дочерним цепям. Гистоновые шаперонывременно экранируют заряд гистонов, обеспечивая правильную сборку нуклеосомы. Шаперон CAF1 связан сPCNA, сидит в репликационной вилке, связывая «старые» димеры H3H4, начинает пострепликационную сборку нуклеосом с посадки этого димера.

Несмотря на то, что нуклеосома связывает ДНК независимо от последовательности, различные последовательности ДНК могут в 1000 раз отличаться по потенциалу связывать нуклеосому. Если подряд следуют последовательности, изгибающие ДНК в одну сторону (например, ТАТА), связывание нуклеосомы будет неустойчиво.

В геноме присутствуют:

• участки, свободные от нуклеосом (открытый хроматин: сайты связывания транскрипционных акторов, регуляторных белков);

• участки, где положение нуклеосомы строго фиксировано (например, старт транскрипции многих генов);

• участки, в которых нуклеосомная укладка подвержена регуляции белками АТФ-зависимого ремоделинга хроматина.

Генетическая информация в ядре находится в 2ух состояниях:  Эухроматин - неконденсированный хроматин, с которого происходит синтез белка.  Гетерохроматин - конденсированный хроматин, с которого белок не синтезируется.  Классификация хромосом:  Хромосомы различают по расположению центромеры относительно плеч:  -акроцентрические - верхние плечи почти не выражены в отличие от нижних.  -метацентрические - и верхние, и нижние плечи расположены относительно центромеры одинаково.  -субметацентрические - верхние плечи несколько короче нижних. 

15.

Хромосомы чётко различимы в световом микроскопе только в период митотического илимейотического деления клетки. Набор всех хромосом клетки, называемый кариотипом, является видоспецифичным признаком, для которого характерен относительно низкий уровень индивидуальной изменчивости^[1]. Хромосомы животных и растений представляют собой палочковидные структуры разной длины с довольно постоянной толщиной, у большей части хромосом удается легко найти зону первичной перетяжки, которая делит хромосому на два плеча. В области первичной перетяжки находитсяцентромера, где расположен кинетохор. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку.

В конце интерфазы каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Каждая из них, в свою очередь, состоит из двух половинок – полухроматид или хромонем. Хромонемы содержат уплотненные участки – хромомеры, которые в световом микроскопе имеют вид темноокрашенных гранул. Их число, положение и величина в обеих хроматидах одинаковы и для каждой хромосомы относиельно постоянны. Расстояния между хромомерами называются межхромомерными участками.

Когда говорят о морфологии хромосом, то принимают во внимание следующие признаки: длину плеч, положение центромеры, наличие вторичной перетяжки или спутника. Спутники разных хромосом отличаются по форме, величине и длине нити, соединятющей их с основным телом.

Спутник – это хромосомный сегмент, чаще всего гетерохроматический, расположенный дистально от вторичной перетяжки. По классическим определениям спутник – сферическое тельце с диаметром, равным диаметру хромосомы или меньше его, которое связано с хромосомой тонкой нитью. Выделяют следующие 5 типов спутников:

1. микроспутники – сфероидальной формы, маленькие спутники с диаметром вдвое или еще меньше диаметра хромосомы;

2. макроспутники – довольно крупные формы спутников с диаметром, превышающим половину диаметра хромосомы;

3. линейные С. - спутники, имеющие форму длинного хромосомного сегмента. Вторичная перетяжка значительно удалена от терминального конца;

4. терминальные С. – спутники, локализованные на конце хромосомы;

5. интеркалярные С. – спутники, локализованные между двумя вторичными перетяжками.

Половой хроматин — особые хроматиновые тельца клеточных ядер особей женского пола у человека и других млекопитающих. Располагаются у ядерной оболочки, на препаратах имеют обычно треугольную или овальную   форму;   размер 0,7—1,2 мк  (рис. 1). Половой хроматин образован одной из Х-хромосом женского кариотипа и может быть выявлен в любой ткани человека (в клетках слизистых оболочек, кожи, крови, биопсированной ткани), Наиболее простым исследованием полового хроматина является исследование его в клетках эпителия слизистой оболочки полости рта. Взятый шпателем соскоб со слизистой оболочки щеки помещают на предметное стекло, окрашивают ацетоорсеином и анализируют под микроскопом 100 светлоокрашенных клеточных ядер, подсчитывая, сколько из них содержат половой хроматин. В норме он встречается в среднем в 30—40% ядер у женщин и не обнаруживается у мужчин . Ядрышко - сферическое образование (1-5 мкм в диаметре) хорошо воспринимающее основные красители и располагающееся среди хроматина. В одном ядре может содержаться от 1 до 4-х и даже более ядрышек. В молодых и часто делящихся клетках размер ядрышек и их количество увеличены. Ядрышко не является самостоятельной структурой. Оно формируется только в интерфазе в определенных участках некоторых хромосом - ядрышковых организаторах, в которых содержатся гены, кодирующие молекулу рибосомальной РНК. В области ядрышкового анализатора осуществляется транскрипция с ДНК рибосомальной РНК. В ядрышке происходит соединение рибосомальной РНК с белком и образование субъединиц рибосом.

Микроскопически в ядрышке различают:

• фибриллярный компонент - локализуется в центральной части ядрышка и представляет собой нити рибонуклеопротеида (РНП);

• гранулярный компонент - локализуется в периферической части ядрышка и представляет скопление субъединиц рибосом.

В профазе митоза, когда происходит спирализация хроматиновых фибрилл и образование хромосом, процессы транскрипции РНК и синтеза субъединиц рибосом прекращаются и ядрышко исчезает. По окончании митоза в ядрах вновь образованных клеток происходит деконденсация хромосом и появляется ядрышко.

Кариоплазма (нуклеоплазма) или ядерный сок состоит из воды, белков и белковых комплексов (нуклеопротеидов, гликопротеидов), аминокислот, нуклеотидов, сахаров. Под световым микроскопом кариоплазма бесструктурна, но при электронной микроскопии в ней определяются гранулы (15 нм), состоящие из рибонуклеопротеидов. Белки кариоплазмы являются в основном белками-ферментами, в том числе ферментами гликолиза, осуществляющих расщепление углеводов и образование АТФ. Негистоновые (кислые) белки образуют в ядре структурную сеть (ядерный белковый матрикс), которая вместе с ядерной оболочкой принимает участие в создание внутреннего порядка, прежде всего в определенной локализации хроматина. При участии кариоплазмы осуществляется обмен веществ в ядре, взаимодействие ядра и цитоплазмы.

Кариолемма (нуклеолемма) - ядерная оболочка отделяет содержимое ядра от цитоплазмы (барьерная функция), в то же время обеспечивает регулируемый обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядерная оболочка принимает участие в фиксации хроматина.

Кариолемма состоит из двух билипидных мембран - внешней и внутренней ядерной мембраны, разделенных перинуклеарным пространством, шириной от 25 до 100 нм. В кариолемме имеются поры, диаметром 80-90 нм. В области пор внешняя и внутренняя ядерные мембраны переходят друг в друга, а перинуклеарное пространство оказывается замкнутым. Просвет поры закрыт особым структурным образованием - комплексом поры, который состоит из фибриллярного и гранулярного компонента. Гранулярный компонент представлен белковыми гранулами диаметром 25 нм, располагающимися по краю поры в три ряда. От каждой гранулы отходят фибриллы и соединяются в центральной грануле, располагающейся в центре поры. Комплекс поры играет роль диафрагмы, регулирующей ее проницаемость. Размеры пор стабильны для данного типа клеток, но число пор может изменяться в процессе дифференцировки клетки. В ядрах сперматозоидов ядерные поры отсутствуют. На наружной ядерной мембране могут локализоваться прикрепленные рибосомы. Кроме того, наружная ядерная мембрана может продолжаться в канальцы эндоплазматической сети.

16. Структура, ограничивающая параметр клеточного ядра, — ядерная оболочка, характерна для эукариотических клеток. Она разделяет два внутриклеточных компартмента друг от друга — цитоплазму от ядра. Значение такого разделения структур в пространстве очень важно: это приводит к обособлению процессов синтеза белка и процессов синтеза нуклеиновых кислот, что создает дополнительные, по сравнению с прокариотами, возможности для регуляции генной активности и ее реализации в виде синтеза специфических белков. Активная регуляция транспорта из цитоплазмы в ядро и из ядра в цитоплазму через специальные комплексы пор создает систему избирательного транспорта веществ, делая ядерную оболочку «генными воротами» со специальными «привратниками» (контрольными пунктами), регулирующими потоки ядерного импорта и экспорта. Кроме того, как уже упоминалось, ядерная оболочка играет большую роль в организации трехмерной структуры интерфазного ядра, элементы ядерной оболочки являются частью ядерного белкового матрикса.

Ядерная оболочка состоит из двух мембран — внешней и внутренней, между которыми располагается перинуклеарное пространство (рис. 106). Внутренняя мембрана ядерной оболочки структурно связана с ламиной — фиброзным периферическим слоем ядерного белкового матрикса. В общем виде ядерная оболочка может быть представлена как двухслойный мешок, отделяющий содержимое ядра от цитоплазмы. Однако ядерная оболочка имеет характерную особенность, отличающую ее от других двухмембранных структур клетки (митохондрий и пластид). Это наличие особых ядерных пор, которые образуются за счет многочисленных зон слияния двух ядерных мембран и представляют собой как бы округлые, сквозные перфорации всей ядерной оболочки.

2) в области соединения наружной и внутренней ядерных мембран формируются ядерные поры, обеспечивающие избирательный транспорт веществ в ядро и из ядра  3) ядерная оболочка отграничивает содержимое ядра от цитоплазмы

Через ядерные поры из цитоплазмы в ядро транспортируются крупные молекулы белков

17.

Внешние воздействия клетка испытывает практически постоянно. Факторы, воздействующие на нее, могут быть химического, физического или биогенного характера. Реактивные свойства клеток - это их способность реагировать на внешние воздействия. При этом изменяется структура и функция клеток. Глубина изменений зависит от состояния клетки и характера воздействия (его природы, силы и продолжительности). В организме имеются стволовые, начавшие дифференцироваться (молодые), специализированные (зрелые) и старые клетки. Естественно их реакция на внешние воздействия неодинакова.У стволовых клеток в состоянии покоя низкий уровень обменных процессов и они наиболее устойчивы к внешним воздействиям. Ферменты поступают в гладкую эндоплазматическую сеть или гиалоплаз-му, где участвуют в синтезе углеводов или липидов. Эти вещества направляются в аппарат Гольджи, где включаются в состав гранул. Большая роль в целенапрвленном перемещении веществ принадлежит цитоскелету и подразделению цитоплазмы клетки на отсеки (компартменты). Энергия для осуществления синтетических процессов (и белков, и небелковых веществ) образуется в митохондриях в виде АТФ. В обоих случаях прослеживается тесная функциональная взаимосвязь внутриклеточных структур. Реактивные свойства клеток, их медико-биологическое значение, представления о компенсации и декомпенсации на клеточном и субклеточном уровнях. Изменения клеток при воздействии ионизирующей радиации. Значение цитологии для медицины. Внешние воздействия клетка испытывает практически постоянно. Факторы, воздействующие на нее, могут быть химического, физического или биогенного характера. Реактивные свойства клеток - это их способность реагировать на внешние воздействия. При этом изменяется структура и функция клеток. Глубина изменений зависит от состояния клетки и характера воздействия (его природы, силы и продолжительности). В организме имеются стволовые, начавшие дифференцироваться (молодые), специализированные (зрелые) и старые клетки. Естественно их реакция на внешние воздействия неодинакова. У стволовых клеток в состоянии покоя низкий уровень обменных процессов и они наиболее устойчивы к внешним воздействиям.

Катаболизм преимущественно идёт в митохондриях. Анаболизм - на мембранах эндоплазматического ретикулума.

Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, компонентов клетки и других структур органов и тканей. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также непрерывный ресинтез макроэргических соединений и их накопление. Катаболизм — это совокупность процессов расщепления сложных молекул, компонентов клеток, органов и тканей до простых веществ (с использованием части из них в качестве предшественников биосинтеза) и до конечных продуктов метаболизма (с образованием макроэргических и восстановленных соединений).

18. Секреторным циклом называется периодическое изме­нение состояния секреторной клетки, обусловленное образованием, накоплением, выделением секрета и восстановлением ее дальнейшей секреции. В секреторном цикле выделяют несколько фаз: поступление в клетку исходных веществ (ведущее значение в этом имеют диффу­зия, активный транспорт и эндоцитоз), синтез и транспорт исходного секреторного продукта, формирование секреторных гранул, выделе­ние секрета из клетки — экзоцитоз. Из клетки выделяются и негра-нулированные продукты секреции. Существуют клетки с разными ти­пами внутриклеточных процессов и видами выделения секретов. В за­висимости от типа выделения секрета секрецию делят на голокри­новую, апокриновую (макро- и микро-) и мерокриновую двух видов в зависимости от механизма выхода секрета через апикальную мембра­ну: секрет покидает гландулоцит через отверстия, образующиеся при контакте с ней секреторной гранулы в апикальной мембране, или че­рез мембрану, не меняющую свою структуру.

19. Внутриклеточная регенерация      Регенерация — свойство всех живых организмов со временем восстанавливать поврежденные ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией называется восстановление организмом утраченных частей на той или иной стадии жизненного цикла.       Различают физиологическую и репаративную регенерацию.      Регенерация, происходящая в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или части организма, называется репаративной. Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической.      В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими. Такие процессы носят название физиологической регенерации.      Репаративной называют регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела. Выделяют типичную и атипичную репаративную регенерацию.      При типичной регенерации утраченная часть замещается путем развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага.      При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна.          У человека хорошо регенерирует эпидермис, к регенерации способны также такие его производные, как волосы и ногти. Способностью к регенерации обладают также костная ткань (кости срастаются после переломов). С утратой части печени (до 25 %), щитовидной или поджелудочной железы клетки оставшихся фрагментов начинают усиленно делиться и восстанавливают первоначальные размеры органа. Нервные клетки такой способностью не обладают, за исключением периферических нервов. При определенных условиях могут регенерировать кончики пальцев. Так же, в связи с обнаружением на регенерирующих тканях слабых электрических напряжений, можно предположить, что слабые электрофорезные токи ускоряют регенерацию.

20. Межклеточные взаимодействия подразделяются на два класса - формообразующие (формирующие тканевые и органные структуры, или структурирующие) и информационные. Межклеточные взаимодействия того и другого класса происходят при помощи растворимых молекул (или ионов), посредством макромолекул внеклеточного матрикса и путём формирования специализированных межклеточных контактов.

МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Клетки, воспринимая и трансформируя различные сигналы, реагируют на изменения окружающей их среды, являясь местом приложения физических (например, кванты света в фоторецепторах), химических (например, вкусовые и обонятельные молекулы, рН), механических (например, давление или растяжение в механорецепторах) раздражителей внешней и внутренней среды организма и сигналов информационного характера (например, гормоны и нейромедиаторы) из внутренней среды организма. Все виды информационных межклеточных взаимодействий реализуются в рамках концепции «сигнал-ответ», основы которой заложил Пауль Эрлих. Информационные межклеточные взаимодействия укладываются в схему, предусматривающую следующую очерёдность событий:

сигнал - рецептор - (посредник) - ответ.

Сигналы

Передачу сигналов от клетки к клетке осуществляют сигнальные молекулы (первый посредник), вырабатываемые в одних клетках и специфически воздействующие на другие клетки - клетки-мишени. Специфичность воздействия сигнальных молекул (лиганд) определяют имеющиеся в клетках-мишенях рецепторы, которые связывают только собственные лиганды. Все сигнальные молекулы в зависимости от их физико-химической природы под- разделяются на полярные (точнее - гидрофильные) и аполярные (точнее - жирорастворимые). Гидрофильные молекулы (например, нейромедиаторы, цитокины, пептидные гормоны, антигены) не проникают через плазматическую мембрану и связываются с рецепторами плазмолеммы (мембранные рецепторы). Жирорастворимые молекулы (например, стероидные гормоны) проникают сквозь плазмолемму и связываются с рецепторами внутри клетки (ядерные рецепторы).

Рецепторы

Рецепторы в клетке-мишени - белки (в ряде случаев гликоили липопротеины), в каждой клетке-мишени их насчитываются тысячи и десятки тысяч. Количество рецепторов в клеткахмишенях не остаётся постоянным: рецепторы инактивируются или разрушаются в процессе их функционирования, реактивируются и постоянно синтезируются в клетках-мишенях. Лиганд, взаимодействуя с его рецептором, образуетлигандрецепторный комплекс, что самым серьёзным образом изменяет функциональные возможности рецептора и является толчком к проявлению физиологического эффекта. Рецепторы (в зависимости от их расположения в клетке-мишени) подразделяются на мембранные (встроенные в плазматическую мембрану) и внутриклеточные - цитозольные и ядерные (обычно их называют ядерными). Некоторые рецепторы встроены в мембраны внутриклеточных органоидов (например, в мембранах эндоплазматической сети находятся рецепторы рианодина и инозитолтрифосфата - ИТФ).

•  Позитивная регуляция. Недостаток химического посредника приводит к увеличению количества активных рецепторов.

•  Негативная регуляция наблюдается при избыточном количестве гормона или нейромедиатора, при этом количество действующих рецепторов или их чувствительность к лигандам уменьшается.

•  Десенситизация рецепторов - вариант негативной регуляции - процесс, вызывающий значительное уменьшение чувствительности рецепторов к их лигандам. Классический пример такой десенситизации - β-адренергические рецепторы.

Ядерные рецепторы

Ядерные рецепторы - белки-рецепторы стероидных гормонов (минерало- и глюкокортикоиды, эстрогены, прогестины, тестостерон), ретиноидов, тиреоидных гормонов, желчных кислот, витамина D₃. Каждый рецептор имеет область связывания лиганда и участок, взаимодействующий со специфическими последовательностями ДНК. Другими словами, ядерные рецепторы - активируемые лигандом факторы транскрипции. В геноме человека имеется

более 30 ядерных рецепторов, лиганды которых находятся в стадии идентификации (сиротские рецепторы).

Вторые посредники

Внутриклеточные сигнальные молекулы (вторые посредники) передают сигнал от мембранных рецепторов на эффекторы (ис- полнительные молекулы), опосредующие ответ клетки на сигнал. Ко вторым (внутриклеточным) посредникам относятся циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), ИТФ, диацилглицерол, Ca²+, а также продукты окисления арахидоновой кислоты.

•  Циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ). Цепь реакций, ключевым звеном в которой служит цАМФ, выглядит так: гормон - рецептор - активатор (G_s ) аденилатциклазы - активность аденилатциклазы - [цАМФ]Т - активация цАМФ-зависимой протеинкиназы A - фосфорилирование различных белков (преимущественно ферментов) - каскад ферментативного реакций - физиологический ответ клетки. Фундаментальное свойство этой и других систем вторых посредников заключается в том, что сигнал многократно усиливается (феномен мультипликации). Например, достаточно нескольких молекул аденилатциклазы, чтобы активировать многие молекулы других ферментов и пустить в ход нарастающий каскад ферментных реакций. Таким путём даже небольшое количество молекул лиганда может вызвать мощный физиологический ответ клетки-мишени.

•  Инозитолтрифосфат и диацилглицерол (рис. 4-9). G-белок активирует фосфолипазу C, что приводит к отщеплению от фосфоинозитолбифосфата фосфолипидов клеточной мембраны двух вторых посредников - цитозольного ИТФ и мембранного диацилглицерола.

•  Ионы Ca²+ - распространённый второй посредник, регулирующий множество процессов (рассмотрены в разных главах учебника). Функционирование ионов Ca²+ в качестве вторых посредников возможно лишь при поддержании нормальной [Ca²+] в цитозоле в крайне низких пределах (<100 нмоль/л), что поддерживается Ca²⁺-АТФазами плазмолеммы и внутриклеточных депо кальция (например, эндоплазматический ре-

Образование комплекса лиганда с рецептором стимулирует G-белок, который активирует фосфолипазу С. Фосфолипаза С катализирует расщепление инозитол-4,5-бифосфата (PIP₂) на инозитол-1,4,5-трифосфат (IP₃) и диацилглицерол (DAG). Инозитол- трифосфат (IP₃) вызывает освобождение Ca²+ из внутриклеточных депо. Ca²⁺-зависимая протеинкиназа С, активированная диацилглицеролом (DAG), фосфорилирует белки клетки.

• тикулум). Рецепторы ионов Ca²+ - Ca²+-связывающие белки (например, тропонин C, кальмодулин и др.). Производные арахидоновой кислотырассмотрены в главе 18 (раздел «Химия гормонов»).

Ответы клеток-мишеней. Ответы клеток-мишеней выполняются на разных уровнях реализации генетической информации (например, транскрипция, посттрансляционная модификация) и крайне разнообразны (изменения режима функционирования клетки, стимуляция или подавление активности ферментов, перепрограммирование синтеза белков и т.д.).