CCF20080601004

Pytanie 16-3

Rozważ strukturę cholesterolu (rys. P16-3), małej hydrofobowej cząsteczki o szkielecie sterolowym podobnym do występującego w przypadku trzech hormonów pokazanych na rys. 16-11, ale zawierającej mniej grup polarnych, takich jak -OH, -O oraz -COO". Czy cholesterol, gdyby nie występował w błonach komórki, mógłby być skutecznie użyty jako hormon, jeśli drogą ewolucji powstałby odpowiedni dla niego receptor wewnątrzkomórkowy?

Rys. P16-3

receptor działa na odrębne zespoły miejsc regulatorowych w DNA (omówi nych w rozdz. 8). Dzięki temu, iż hormony regulują różne zestawy genó uruchamiają one różne odpowiedzi fizjologiczne (patrz też tab. 16-1, s. 53

Ilustracją istotnej roli, jaką pełnią receptory hormonów steroidowyc są dramatyczne skutki braku receptora testosteronu u ludzi. Testosteron, męski hormon płciowy, u płodu kształtuje zewnętrzne narządy płciow-i wpływa na rozwój mózgu, a podczas dojrzewania uruchamia rozwój męskich drugorzędowych cech płciowych. W bardzo rzadkich przypadka osobom będącym pod względem genetycznym mężczyznami (tj. mający zarówno chromosom X, jak i chrosomom Y) brakuje — w wyniku muta odpowiedniego genu — receptora testosteronu: wytwarzają one hormon, ale ich komórki nie mogą na niego odpowiedzieć. W konsekwencji osoby te są kobietami pod względem fenotypowym. Fenotyp żeński w rozwoju płciowym i rozwoju mózgu powstałby również wtedy, gdyby nie doszło do wy tworzenia męskich lub żeńskich hormonów płciowych. Wskazuje to na kk czową rolę receptora testosteronu w rozwoju seksualnym. Co więcej, możemy zauważyć, iż receptor ten nie jest potrzebny tylko w jednym typie komórek do wywołania tylko jednego efektu, ale w wielu typach komórek, d wytworzenia całego zestawu cech różniących mężczyznę od kobiety.

Na powierzchni komórki istnieją trzy główne klasy receptorów

Odmiennie niż NO oraz hormony steroidowe i hormony tarczycy, ogrom na większość cząsteczek sygnałowych jest zbyt duża lub zbyt hydrofiln aby przeniknąć przez błonę komórkową. Cząsteczki te — białka, peptydy i inne związki dobrze rozpuszczalne w wodzie — wiążą się z białkami receptorowymi, które są białkami transbłonowymi (rys. 16-13). Takie receptory wykrywają sygnał na zewnątrz komórki i przekazują informację w nowej formie, przez błonę komórkową do wnętrza komórki.

Większość receptorów białkowych na powierzchni komórki należy do jednej z trzech dużych klas: receptory będące kanałami jonowymi (receptory jonotropowe), receptory współpracujące z białkami G (receptory metabotropowe) i receptory wykazujące aktywność enzymatyczną (receptory katalityczne)*. Te klasy receptorów różnią się charakterem

* Autor nie używa terminów podanych tu tłustym drukiem; wprowadzamy je do polskiego wydania, ponieważ są prostsze i często stosowane (przyp. tłum.).

<§{& kortyzol

Rys. 16-12. Steroidowy hormon kortyzol działa przez aktywację białek regulujących geny. Kortyzol dyfunduje wprost przez błonę komórkową i wiąże się ze swym receptorem, który jest umieszczony w cytozolu. Następnie kompleks receptora z hormonem transportowany jest do jądra poprzez pory jądrowe. Związanie kortyzolu aktywuje białko receptora nadając mu zdolność wiązania się z określoną sekwencją regulatorową w DNA i aktywowania (lub hamowania, nie pokazano) transkrypcji genów. Receptory kortyzolu i pewnych innych hormonów steroidowych znajdują się w cytozolu, natomiast receptory innych cząsteczek sygnałowych należących do tej rodziny znajdują się w jądrze, gdzie wiążą się z DNA

wewnątrzkomórkowe białko receptorowe

CYTOZOL

JĄDRO

błona komórkowa

zmiana konformacyjna aktywuje białko receptorowe

zaktywowany kompleks receptora z kortyzolem przemieszcza się do jądra

m

zaktywowany gen docelowy

DNA

zaktywowany kompleks receptora z kortyzolem wiąże się z rejonem regulatorowym docelowego genu i aktywuje transkrypcję

| TRANSKRYPCJA RNA

542

Rozdział 16: Sygnalizacja międzykomórkowa