CILJNE CELICE: ZNAČILNOSTI IN PRIMER - BIOLOGIJA - 2026

Tarčno celico ali ciljna celica koli celica, pri kateri hormon prepozna njegov receptor. Z drugimi besedami, ciljna celica ima posebne receptorje, na katere lahko hormoni vežejo in izvajajo svoj učinek.

Lahko uporabimo analogijo pogovora z drugo osebo. Kadar želimo komunicirati z nekom, je naš cilj učinkovito posredovanje sporočila. Enako se lahko ekstrapolira na celice.

Vir: Arturo González Laguna, iz Wikimedia Commons

Ko hormon kroži v krvnem obtoku, na poti naleti na več celic. Vendar lahko le ciljne celice sporočilo "slišijo" in ga razlagajo. Zahvaljujoč svojim specifičnim receptorjem lahko ciljna celica odgovori na sporočilo

Opredelitev ciljnih celic

V veji endokrinologije je ciljna celica definirana kot vsaka vrsta celic, ki ima posebne receptorje za prepoznavanje in razlago sporočil hormonov.

Hormoni so kemična sporočila, ki jih sintetizirajo žleze, se sproščajo v krvni obtok in povzročajo nekaj specifičnega odziva. Hormoni so izredno pomembne molekule, saj igrajo ključno vlogo pri uravnavanju presnovnih reakcij.

Način pošiljanja sporočila je odvisen od narave hormona. Tisti proteinske narave niso sposobni prodreti v celico, zato se vežejo na specifične receptorje na membrani ciljne celice.

V nasprotju s tem lahko lipidni hormoni preidejo skozi membrano in izvajajo svoje delovanje znotraj celice, na genskem materialu.

Značilnosti interakcije

Molekula, ki deluje kot kemični sel, se na svoj receptor pritrdi tako, kot to počne encim na njegov substrat, po vzorcu ključa in ključavnice.

Signalna molekula je podobna ligandu, saj se veže na drugo molekulo, ki je na splošno večja.

V večini primerov vezava liganda povzroči nekatere konformacijske spremembe receptorskega proteina, ki neposredno aktivirajo receptor. Ta sprememba pa omogoča interakcijo z drugimi molekulami. V drugih scenarijih je odziv takojšen.

Večina signalnih receptorjev se nahaja na ravni plazemske membrane ciljne celice, čeprav obstajajo tudi drugi, ki jih najdemo znotraj celic.

Celična signalizacija

Ciljne celice so ključni element v procesih celične signalizacije, saj so zadolžene za zaznavanje molekule messengerja. Ta postopek je razjasnil Earl Sutherland, njegovo raziskovanje pa je leta 1971 prejelo Nobelovo nagrado.

Ta skupina raziskovalcev je uspela določiti tri faze celične komunikacije: sprejem, transdukcijo in odziv.

Sprejem

Med prvo fazo pride do zaznavanja ciljne celice signalne molekule, ki prihaja izven celice. Tako se kemijski signal zazna, ko pride do vezave kemičnega glasnika na receptorski protein, bodisi na površini celice bodisi znotraj nje.

Transdukcija

Vezava glasnika in receptorskega proteina spremeni konfiguracijo slednjega in sproži postopek transdukcije. Na tej stopnji se signal pretvori v obliko, ki lahko sproži odziv.

Vsebuje lahko en korak ali zajema zaporedje reakcij, imenovano pot pretvorbe signala. Podobno so molekule, ki sodelujejo na poti, znane kot molekule oddajnika.

Odgovori

Zadnja stopnja signalizacije celice je sestavljena iz izvora odziva, zahvaljujoč transduciranemu signalu. Odgovor je lahko kakršen koli, vključno z encimsko katalizo, organizacijo citoskeleta ali aktiviranjem nekaterih genov.

Dejavniki, ki vplivajo na odziv celic

Obstaja več dejavnikov, ki vplivajo na odziv celic na prisotnost hormona. Logično je, da je eden od vidikov sam po sebi povezan s hormonom.

Izločanje hormona, količina, v kateri se izloča, in kako blizu je ciljni celici, so dejavniki, ki modulirajo odziv.

Poleg tega na odziv vplivajo tudi število, stopnja nasičenosti in aktivnost receptorjev.

Primer

Na splošno signalna molekula izvaja svoje delovanje tako, da se veže na receptorski protein in ga prisili, da spremeni svojo obliko. Za ponazoritev vloge ciljnih celic bomo uporabili primer raziskave Sutherlanda in njegovih kolegov z univerze Vanderbilt.

Razpad epinefrina in glikogena

Ti raziskovalci so želeli razumeti mehanizem, s katerim živalski hormon epinefrin spodbuja razgradnjo glikogena (polisaharida, katerega funkcija je skladiščenje) znotraj jetrnih celic in celic skeletnih mišičnih tkiv.

V tem okviru razpad glikogena sprosti glukozni 1-fosfat, ki ga celica nato pretvori v drug presnovek, glukozni 6-fosfat. Posledično lahko neka celica (recimo ena v jetrih) uporabi spojino, ki je vmesni del glikolitične poti.

Poleg tega lahko iz spojine odstranimo fosfat in glukoza lahko izpolni svojo vlogo celičnega goriva. Eden od učinkov epinefrina je mobilizacija rezerv goriva, ko se izloča iz nadledvične žleze med fizičnimi ali duševnimi napori telesa.

Epinefrin uspe aktivirati razgradnjo glikogena, saj aktivira encim, ki ga najdemo v citosolnem delu v ciljni celici: glikogen fosforilaza.

Mehanizem delovanja

Sutherlandovi poskusi so dosegli dva zelo pomembna sklepa o zgoraj omenjenem postopku. Prvič, epinefrin ne deluje samo z encimom, ki je odgovoren za razgradnjo, znotraj celice obstajajo tudi drugi mehanizmi ali posredniški koraki.

Drugič, plazemska membrana igra vlogo pri prenosu signala. Tako postopek poteka v treh korakih signalizacije: sprejem, pretvorba in odziv.

Vezava epinefrina na receptorski protein na plazemski membrani jetrne celice vodi do aktiviranja encima.

Reference

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Uvod v celično biologijo. Panamerican Medical Ed.
2. Campbell, NA (2001). Biologija: pojmi in odnosi. Pearsonova vzgoja.
3. Parham, P. (2006). Imunologija. Panamerican Medical Ed.
4. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Življenje: Nauk o biologiji. Panamerican Medical Ed.
5. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Osnove biokemije. John Wiley & Sons.