Пример за пътища за сигнална трансдукция

В предишните видеа за междуклетъчна сигнализация говорихме за идеята, че ако имаме клетка и тя има някакъв вид рецептор, не е задължително да е върху клетъчната мембрана, но ще го сложа там засега, той може да се свърже с лиганд. Когато лигандът се свърже с рецептора, лигандът обикновено е специфичен за рецептора и обратно. Щом лигандът се свърже за рецептора, може да отключи цяла каскада от събития. Ще нарисувам лиганда, свързан с рецептора – щом лигандът се свърже с рецептора, може това да е сигнал, който казва на клетката да направи нещо. Може да активира определени гени, може да промени метаболизма на клетката. Този сигнал се предава от рецептора към клетката, за да накара клетката да функционира по определен начин, това се нарича сигнална трансдукция. Нарича се сигнална трансдукция – предаване на сигнала. В предното видео не обърнах достатъчно внимание и може да си се питал/а: "Как сигналът влиза в клетката?", "Как се движи през клетката и как кара нещата да се случват?". В това видео няма да отговарям с подробности на тези въпроси, а ще дам един пример за това как протича сигналната трансдукция на практика. Надявам се, че това ще ти покаже колко сложни са биологичните системи, влючително аз, ти и дори всяка една от отделните ни клетки. Този сигнален път, който виждаме тук, виждаш, че всъщност има няколко пътеки, които работят заедно и се припокриват що се отнася до ензимите и белтъците, които участват в тях. Както показва диаграмата, това е класическият MАР-киназен път. Ако се чудиш какво означава МАР киназа, хората често я наричат МАРК, означава митоген-активирана протеинкиназа (mitogen-activated protein kinase). Сега може би се чудиш какво означава митоген. Митоген е вещество, което кара клетките да навлязат в митоза и да се разделят. Какво е митоген-активирана? Това означава, че този път може да се активира от митоген. Митоген-активирана протеинкиназа. Виждали сме кинази много пъти. Те участват в много, много, много биологични механизми. Киназа е общ термин за ензими, които взимат връзки, съхраняващи голямо количество енергия, като връзка с фосфатна група в АТФ или ГТФ, и ги прехвърлят на други молекули. Прехвърлят ги на други молекули. Тази енергия може да се използва за подпомагането на различни механизми. Както казах, няма да навлизам в големи подробности. Това тук е доста сложно, но искам да обясня основните принципи. Ще говорим за няколко белтъка и няколко ензима, които всъщност са доста важни за модерните биологични проучвания. Да видим какво имаме тук – ще започна с тази молекула тук. Това е лигандът. Това е лигандът, който ще бъде отделен от друга част на биологичната система, от някоя друга клетка. Това е EGF, което означава епидермален растежен фактор. Нобеловата награда за медицина през 1986 г. е присъдена за откриването на EGF – на епидермалния растежен фактор. Това ще е лигандът, когато той се свърже с рецептор, ще предизвика сигнална трансдукция. Трансдукцията ще е насочена към клетката. Можеш да си представиш как лигандът ще се свърже с този мембранен рецептор. EGFR означава рецептор за епидермален растежен фактор. Той е част от протеинов комплекс, така че когато това се свърже, EGFR може да помогне с активирането на Ras. Ras е още един пример за интересното възникване на всички тези имена. Ras произлиза от "саркома при плъх" (rat sarcoma). Саркомата е рак на определни тъкани в тялото. В началото Ras бил свързван с определени видове рак. Лабораторните плъхове, които имали определени видове саркома, имали и мутации в гените, които отговарят за синтеза на белтъка Ras. Заради тези мутации в гените, кодиращи Ras, ензимите, свързани с него, били в активираната си форма. Тъй като били в активирана форма, този механизъм бил свръхактивен. Никои от стоп-сигналите не се задействали. Можеш да си представиш, че ако един механизъм, който е свързан с диференцирането на клетката, ако този механизъм продължи, в крайна сметка, той ще даде сигнал на някои части от ДНК, особено частите от ДНК, свързани с репликация, с клетъчното делене и митозата. Те ще полудеят. Точно това се случва при раковите заболявания. Този път е много важен за рака. Тук можеш да видиш МАР киназата, първоначално била наричана ERK, което означава киназа, регулирана от извънклетъчни сигнали (extracellular signal regulated kinase). Това е изключително важен път за учените, които изучават рака. Те активно търсят различни видове лекарства, различни видове молекули, които да регулират този път. Целта на това видео не са детайлите на МАР-киназния път, целта е да разбереш колко сложна е сигналната трансдукция. Имаме тази каскада от реакции, която предава сигнал за това, че фосфатни групи са пренесени от ГТФ към Ras, този сигнал се предава, докато не стигне до ДНК или докато не активира механизми, при които ДНК започва да се реплицира. Тогава цялата клетка ще се раздели и диференцира. Това трябва да се случва в почти всяка клетка от тялото ни. Има и всякакви фактори, които помагат на този път да не полудее. Но ако имаме мутация в гена за Ras, генът, който кодира белтъка Ras, тогава получаваме ракова клетка. Надявам се, че това видео ти разясни донякъде как протича сигналната трансдукция.