11.lekcija - Šūnu komunikācija - šūnu kontakti.

Kas ir šūnu adhēzija?

Kontakti starp šūnām, kas tiek veidoti ar olbaltumvielu kompleksu palīdzību.

Šūna var mijiedarboties ar citām šūnām vai arī ar ekstracelulāro matriksu(ECM). Šūna, lai mijiedarbotos ar ECM, izmanto adhēzijas proteīnus - integrīnus.

Kas ir ekstracelulārais matrikss? Kas ir tā funkcijas?

Proteīnu un ogļhidrātu tīkls (sastatnes) starp šūnām. Šīs molekulas ekstretē pašas šūnas.

Proteīna-proteīna mijiedarbības

Proteīna ogļhidrātu kontakti

Funckijas:

• Nodrošina:

1.Audu struktūru un uzbūvi.

2.Šūnu komunikāciju

3.Šūnu migrāciju.

4.Šūnu diferenciāciju.

Kādi proteīni iesaistās ECM veidošanā?

• Kolagēns

• Elastīns

Raksturo kolagēnu!

Proteīns ar specifisku aminoskābju secību:

-x-y-Gly-x-y-Gly-

Tam piemīt otrējā struktūra, kas savijās trīskāršā spirālē un veido šķiedras vai plātnītes.

Raksturo elastīnu!

Nešķīstoši polimēri, kas veido šķiedras.

Kas ir glikozaminoglikāni?

Polisaharīdi, kas ir veidoti no disaharīdu vienībām. Savienojoties ar proteīnu serdēm, veido proteoglikānus.

Kādi glikoproteīni iesaistās ECM veidošanā?

• Fibronektīns

• Laminīni

Raksturo fibronektīnu!

Divu polipeptīdu, kas savienoti ar disulfīda saitēm, glikoproteīns. Nozīmīgs šūnu adhēzijā, migrācijā un diferenciācijā.

Raksturo laminīnus!

❗LAMINĪNI ≠ LAMĪNI❗

Glikoproteīni, kas mijiedarbojas ar šūnas virsmas receptoriem.

Saista epitēlijšūnas ar bazālo membrānu (epitēlija ECM veids).

Attēlā aplūko ECM kā kopumu!

Skaties attēlu!

Kas ir glikokalikss?

Glikoproteīnu un ogļhidrātu slānis, atskaitot proteīnus, uz šūnas membrānas ekstracelulārās virsmas.

Ietekmē sekojošās īpašības:

• Adhēziju

• Šūnu atpazīšanu

• Signalizēšanu

Kādi šūnu fiziskie kontakti pastāv?

• Blīvais kontakts (slēgjūgle)

• Spraugveida kontakts (spraugjūgle)

• Enkurojošie kontakti

Raksturo blīvo kontaktu!

Šūnu fiziskā kontakta paveids, kas pilnībā noslēdz starpšūnu telpu starp epitēlijšūnām.

Bloķē vielu transportu starp blakus esošajām šūnām.

Raksturo spraugveida kontaktu!

Šūnu fiziskā kontakta paveids, kas ļauj blakus esošajām molekulām apmainīties ar joniem, mazām molekulām.

Veido proteīnu kompleksi - konneksoni-, kas sastāv no proteīniem -konneksīniem.

Kādi enkurojošie kontakti pastāv?

• Adhezīvais

• Desmosoma

• Pusdesmosoma

Raksturo adhezīvo kontaktu!

Šūnu savienojums, kuru veido transmembranālie proteīni - kadherīni - un diski, kas membrānu citoplazmatiskajā pusē piestiprinās ar aktīna pavedieniem.

Raksturo desmosomu!

Šūnu savienojums, kuru veido transmembranālie proteīni - kadherīni - un diski, kas membrānu citoplazmatiskajā pusē piestiprinās ar starpdiedziņu pavedieniem.

Raksturo pusdesmosomu!

Šūnu savienojums starp epitēlijšūnu un bazālo membrānu.

Kas ir ekstracelulārās signālmolekulas?

Ārpusšūnas ķīmiskie savienojumi, kurus šūna parasti ekstretē, kas veic iedarbību uz citu šūnu, signalizē.

Šīs molekulas nodrošina vielmaiņas procesus, audu augšanu un diferenciāciju, proteīnu sintēzi un sekrēciju.

Kā norisinās process no signālmolekulas rašanās brīdim līdz signāla nodošanai?

1.Signālmolekula tiek sintezēta.

2.Signālmolekulas eksocitoze no šūnas.

3.Signālmolekula dodas roadtripā uz mērķšūnu.

4.Signālmolekula saistās ar receptoru uz mērķšūnas.

5.Mērķšūna atbild uz signālu.

6.Signālmolekula tiek atbrīvota.

Kādās apakšgrupās iedala ķīmiskos signālus?

• Parakrīnos

• Endokrīnos

• Autokrīnos

• Neironālos

• Jukstakrīnos

• Spraugjūgles pārvadē

Raksturo parakrīno signālu pārnesi!

Signālšūna iedarbojas uz blakus esošajām mērķšūnām. (augšanas faktori)

Raksturo endokrīno signālu pārnesi!

Signālšūna iedarbojas uz attālām mērķšūnām, signālmolekulas transportējot pa asinsriti. (hormoni, piem., insulīns)

Raksturo autokrīno signālu pārnesi!

Signālšūna = mērķšūna.

Šūna ar producētajām signālmolekulām ietekmē pati sevi. (T limfocīti, kas sintezē paši savus augšanas faktorus)

Raksturo spraugjūgles signālu pārvadi!

Signālmolekula ar spraugjūgli ietekmē blakus esošo mērķšūnu. Nav nepieciešams receptors.

Jonu un mazu molekulu pārnese starp blakus esošajām šūnām.

Raksturo neironālo signālu pārnesi!

Neirons atbrīvo signālmolekulu (neiromediatoru) attālināti no šūnas ar aksonu. Signālmolekula tiek atbrīvota telpā starpšūnu telpā - sinapsē.

Raksturo jukstakrīno signālu pārnesi!

Tiešs kontakts starp signālšūnas membrānas virsmas molekulu un mērķšūnas ekstracelulāro receptoru.

Kā var aktivēt receptoru?

1.Signālmolekulai(sekrēta, ar membrānu saistītai molekulai) saistoties ar to.

2.Izmainot vielmaiņas produktu koncentrāciju (piem., skābeklis).

3.Fizikāli (gaisma, pieskāriens, temperatūra)

Kas ir pirmējā signālmolekula?

❗LIGANDS MOL. BIOL. ≠ LIGANDS ĶĪMIJĀ❗

Ligands bioloģijā - signālmolekula, kas saistās ar receptoru specifiskā vietā - receptora domēnā.

Iedala divās klasēs:

Hidrofīlajās signālmolekulās - saistās ar šūnas virsmas receptoru.

Hidrofobajās signālmolekulās - saistās ar intracelulāro receptoru.

Kā ligands mijiedarbojas ar receptoru?

❗LIGANDS MOL. BIOL. ≠ LIGANDS ĶĪMIJĀ❗

Tas saistās repeptora saistīšanās domēnā ar vājām, nekovalentām saitēm. Tiek ierosinātas receptora konformācijas izmaiņas, kas var izraisīt tālāk esošos procesus:

1.Šūnas proteīnu saistīšanas/ aktivācijas iniciāciju.

2.Otrējās signālmolekulas producēšanu, ko veic efektors.

Iedala divu veidu receptorus:

Augstas afinitātes - zema liganda koncentrācija = lielākā daļu receptoru mijiedarbību.

Zemas afinitātes - augsta liganda koncentrācijas = lielākā daļu receptoru mijiedarbību.

Kas ir otrējā signālmolekula?

Nodod un pastiprina signālu no viena proteīna otram, no vienas lokalizācijas otrai. Darbojas citosolā vai kodolā.

Iedala trīs klasēs:

Hidrofilās - ūdenī šķistošas citosola molekulas.

Hidrofobās - ar membrānu saistītās molekulas.

Gāzveida - membrānās un citosolā,

Kā ilgstoša liganda iedarbība uz receptoru var ietekmēt mijiedarbību?

• Šūna var zaudēt jūtību pret ligandu, to pārvietojot vai saistoties ar citu šūnas proteīnu.

Jāņem vērā, ka tie paši ligandi var izraisīt dažādas atbildes dažādās šūnās, kā arī dažādi ligandi var izraisīt vienādas reakcijas.

Kādas ir šūnas atbildes reakcijas uz signālmolekulu?

• Diferenciācija

• Dalīšanās

• Augšana

• Izmaiņas formā

• Apoptoze

Izpēti bildi par šūnas membrānas ekstracelulārajiem receptoriem!

Būs jāizskaidro, ko un kā dara divi no tiem. Centies neraudāt! ;)

Kas ir ar G-proteīnu saistītie receptori(GPCRs)? Ko tie dara?

Receptori, kas var saistīties ar G-proteīniem, bet paši nav G proteīni! Tie ir veidoti no 7 transmembrenālām α spirālēm.

Raksturīgie ligandi: epinefrīns(adrenalīns), glikogēns, serotonīns, vazopresīns, adenozīns u.c.

Signālu pārnese(ko dara):

1.Ierosina otrējo signālmolekulu pārnesi, kas ir ciklisku cAMF vai citu ciklisku nokleotīdu veidošanās.

2.Jonu kanālu aktivācija

3.MAP kināzes aktivācija

Kas ir G-proteīni?

Trimēri, ko veido G α, β un γ subvienības.

Aktivēts G-proteīns:

1.Saista kālija un kalcija jonu kanālus.

2.Aktivē kināzes

3.Ietekmē otrējo signālmolekulu atbrīvošanu vai saistīšanu.

Kā notiek G-proteīnu aktivācija?

1.Ligands ekstracelulāri saistās ar GCP receptoru.

2.Receptors izmaina savu konformāciju, saistās ar G-proteīnu intracelulāri.

3.G-proteīns arī izmaina konformāciju, atbrīvo GDF (guanozīntrifosfātu).

4.GDF vietā piesaistās GTF (guanozīntrifosfāts).

5.Alfa subvienība atbrīvojas no beta un gammas subvienībām.

Kas ir kināzes?

Enzīmi, kas spēj fosforilēt citus proteīnus.

Kas ir ar enzīmiem saistītie receptori?

Piemērs: receptortirozīnkināzes(RTKs), kas veidots no vienas transmembranālas α-spirāles

Raksturīgie ligandi: insulīns, augšanas faktori, neirotropīns u.c.

Signāla pārnese(ko dara):

1.Aktivē Ras-MAP kināzi.

2.Aktivē IP3/DAG signālmolekulas.

3.Aktivē PI-3 kināzi.

Kā notiek RTK signālpārnese?

1.Ligands saistās ar receptoru.

2.Notiek receptora dimerizācija (saistīšanās ar otru tādu pašu receptoru).

3.Tirozīnkināzes citosola daļa tiek ativizēta.

4.Tirozīna astei tiek pievienotas fosfātgrupas.

Raksturo receptorus - jonu kanālus!

Veidoti no 4 vai piecām homologu segmentu subvienībām jonu kanālā.

Raksturīgie ligandi: neirotransmiteri, cGMF, fizikālie faktori.

Signāla pārnese(ko dara):

1.Ierosina membrānas elektriskā potenciāla izmaiņas.

2.Ierosina Ca2+ jonu koncentrācijas izmaiņas.

Kas ir intracelulārie receptori? Ko tie dara?

Recetori, kas neatrodas uz membrānas, bet citosolā vai kodolā. Tie satur transkripcijas aktivācijas domēnu, DNS saistītājdomēnu, liganda saistīšanas domēnu.

Raksturīgie ligandi: steroīdie hormoni, tireotropie hormoni, D vitamīns.

Kas ir hormona atbildes elements(HRE)?

DNS daļa, kura spēj saistīties ar hormona receptoru kompleksu. Strādā kā transkripcijas faktors!