Ćelijska komunikacija
Ćelijska komunikacijadio je složenog sistema komunicirtanja koji upravlja osnovnim ćelijskim aktivnostima i koordinira djelovanja ćelije. Sposobnost ćelija da percipiraju i pravilno reaguju na svoja mikrosredinu osnova je razvoja, popravljanja tkiva iimunosti,kao ihomeostazenormalnog tkiva. Greške u obradi ćelijskih informacija odgovorne su za bolesti kao što sukancer,autoimunostidiabetes melitus.
Tradicijske aktivnosti u biologiji fokusirane su na proučavanje pojedinih dijelova sekvenci ćelijske komunikacije. Istraživanje ustrukturnoj biologijipomaže da shvatimo osnovnu strukturu ćelijskih komunikacionih mreža i kako promjene u tim mrežama mogu uticati na prijenos i protok informacija. Takve mreže susloženi sistemiu svojoj organizaciji i mogu pokazivati veliki brojemergentnih svojstava,uključujućibistabilnosti ultrasenzibilnost. Dugi dometalosterne regulaciječesto je značajna komponenta ćelijske komunikacije.
Pregled
[uredi|uredi izvor]
Ćelije prenose i primaju signale stečene od drugih ćelija ili od okoline koja ih okružuje. Signali se prenose kroz ćelijumembranu,kako bi se podstaknuo odgovor. Signal može preći samu membranu ili može stupiti u interakciju sareceptorskim proteinimakoji kontaktiraju i unutrašnjost i spoljašnost ćelije. Da bi mogao reagirati na signal, na površini ćelija mora biti prisutan ispravan receptor. Kada signal koji ulazi u ćeliju putuje kroz ćelijsku membranu, signali prelaze s proteina na protein. Signal nastavlja put do svog odredišta, bilo da je toćelijsko jedroili bilo koja druga struktura iliorganelau ćeliji.
Kada se ovi signali prenose između proteina, oni se modificiraju, stvarajući signalni put koji može dovesti do određenog dijela ćelijee ili se razgranati i poslati signal na više dijelova ćelije. Kako se signal kreće od svakog receptora u proteinima, može se pojačati, mijenjajući mali signal u veliki odgovor, dijeljenjem i pojačavanjem signala. Signalni put je sličan načinu na koji štafetni trkači rade zajedno. Signal se prenosi s receptora jednog proteina na receptor drugog, na isti način na koji prvi trkač predaje štafetu drugom, a ovaj slijedećem.[1]
Kada dosegnu odredište, proteini izravnim ćelijskim odgovorom počinju mijenjati ponašanje ćelije. Ćelijaa može reagirati na niz načina, ovisno o molekulama uključenim u signalizaciju. Signal aktiviraenzimkoji razgrađuje veću molekulu. Signal također može usmjeriti vezikulu da se stopi s plazemskom membranom i oslobađa njen sadržaj na vanjskoj strani ćelije. Još jedan odgovor koji ćelija može imati je signal koji usmjerava molekuleaktinada se slože u filament, omogućavajući ćeliji promjenu oblika. Protein-nosač daje signal jedarnoj pori gdje može ući u jedro i uključiti ili isključitigen.Ćelije mogu asimilirati višestruke signale i svaka prikuplja značniju kombinaciju signala, na koje sve treba ćelija reagirati istovremeno, prenoseći različite signale kroz različite signalne puteve. Ćelija asimilira podatke od signala do više signalnih puteva, kako bi dobila pravi odgovor.[2]
Tipovi ćelijske komunikacije
[uredi|uredi izvor]Perineumskotijelo(ilicentralna tetiva perineuma) je piramidna fibromuskularna masa u srednjoj linijiperineuma,na spoju izmeđutrougaourogenitalnogianalnusnog trougla.Ima ga i kod muškaraca i kod žena. Kod muškaraca se nalazi izmeđupenisnog bulbusaianusa;kod žena se nalazi izmeđuvaginei anusa na oko 1,25
Jedan od načina na koji ćelije mogu međusobno komunicirati kroz proces koji se naziva ćelijski spoj.Ćelijski spojevimogu se dogoditi u mnogim oblicima, ali tri glavna su pukotinske (lat. nexus; eng. gap junction),, tijesne veze idezmosomi.[4]
Pukotinski spojevi
[uredi|uredi izvor]Pukotinski ili gep spojeviimaju vrlo važnu ulogu u stvaranju cijevi između dvije ćelije što omogućava transport iona i vode. Spojne cijevi pomažu ćelijama da šire elektrokemijske signale od ćelije do ćelije. Elektrohemijski signali su proizvodakcijskih potencijala,koji se javljaju u neuronima i srčanim ćelijama. Bez spojeva između gepova ne bismo mogli imati srce koje kuca ilinervni sistemkoji funkcionira.
Signali kroz tijesne veze
[uredi|uredi izvor]„Tijesni “signali približno su ono što znači njihov radni naziv. Dvije ćelije su stisnute jedna uz drugu, izravno povezujući dvije ćelijske membrane, ali sadržaj ćelije nije povezan jer između njih nema cijevi. Ova vrsta ćelijske veze odvija se tamo gdje određene tečnosti moraju biti sadržane u datim dijelovima tijela poput crijeva, bubrega i mjehura. Ovaj spoj formira vodonepropusnu brtvu koja zabranjuje da tekućine sadržane u tim organima slobodno cirkuliraju tijelom.
Dezmozomski ćelijski spojevi
[uredi|uredi izvor]Dezmosomskićelijski spojevi fizički drže ćelije na okupu, ali im ne dopuštaju da prolaze između sebe kao u spoju. Dezmozomski spojevi povezuju ćelije supstancom poput niti koje se također povezuju scitoskeletom,pomažući u strukturnoj potpori ćelije. Ovi tipovi spojeva nalaze se u dijelovima tijela koji su podvrgnuti velikom stresu, zahtijevaju veliku fleksibilnost i pomjeranje, poput epiderme i crijeva. Dezmosomi sadrže molekule kadherina koji su ujedno i receptori signala. Kadherin jedne ćelije djeluje kao receptor za kadherin u susjednoj i ima ulogu u inhibiciji.[5]
Kada ćelije imaju prekid komunikacije
[uredi|uredi izvor]Prekid ćelijske komunikacije rezultira mnogim oblicima bolesti, a različite vrste tih prekida uzrokuju različite bolesti.Multipla skleroza(MS) je nastaje kada se signal izgubi i ne dosegne cilj. Kod MS zaštitno omotavanje nervnih ćelija koje se nalazi u mozgu i kičmenoj moždini uništava se, što uziče na nervne ćelije tako da više ne mogu slati signale iz jednog dijela mozga u drugi, što rezultira gubitkom funkcija poput kretanja. Kada ciljni receptor u potpunosti ignorira signal, na kraju izaziva bolesti tipa 1 i tip 2diabetes mellitus.Kod dijabetesa tipa 1 ne može se proizvesti signalinsulina,dok sau kod dijabetesa tipa 2 ćelije izgubile sposobnost reagiranja na signale, što rezultira abnormalno visokim i opasnim razinama šećera u krvi.[6]Moždani udar rezultira stvaranjem previše signala, pri čemu umiruće moždane ćelijee oslobađaju veliku količinuglutamata,ubijajući zdrave moždane ćelije, što dovodi do širenja oštećenja mozga. Glutamat je molekula koja je odgovorna za mnoge funkcije u mozgu, kada se proizvodi u niskim koncentracijama, ali kada se proizvodi prekomjerno, izuzetno je toksičan.Ekscitotoksitacijaje širenje visoko koncentriranog glutamina koji ubija zdrave moždane ćelije koje nisu pogođene moždanim udarom. Višestruki kvarovi u ćelijskoj komunikaciji rezultiraju nekontroliranim rastom ćelija. Kada se dogodi jedan prekid, ćelija dobija sposobnost rasta i dijeljenja, bez signala koji je upućuje da to čini. Ćelija ima sposobnost da aktivira sekvencu samorazgradnje (RNAi) za kontrolu nereguliranog rasta ćelije, ali kada se dogodi višestruki kvar, ćelija gubi sposobnost samouništenja i dijeli sse nekontrolisano mutira i stvara tumor. Daljnja ćelijska komunikacija uzrokuje rast krvnih ćelija unutar tumora, što ga čini većim, dok jače signaliziranje omogućavakancerskimćelijama da se šire tijelom.[7]
Interferencija RNK
[uredi|uredi izvor]U ćelijama je DNK smještena u jedru, odakle nikad ne izlazi. Unutar jedra transkribira genetičku informaciju, a transkript postajeiRNK.RNK (ribonukleinska kiselina) napušta jedro da slobodno pluta pocitoplazmii sadrži uputstva DNK koja su vitalna za kodiranje, dekodiranje, regulaciju iekspresiju gena.Ribosomitada preuzimaju RNK poruku i pretvaraju je u proteine koji grade ćelije. Kada u ćeliju uđe virus i ubaci svoj DNK kôd u jedro, on se transkribira i oslobađa u ćeliju da bi se u ribosomu stvorio protein po njegovom kodu. Tako se javljaju virusne infekcije. Tada ćelija eksplodira prekomjernom proizvodnjomvirusa,puštajući ih u tijelo da zaraze i sve ostale ćelije koje pronađu. Teoretizira se da su kroz evoluciju ćelije razvile odbrambeni sistem nazvaninterferencija RNK(RNKi), kako bi zaustavile proizvodnju proteina koji imaju sumnjive virusne poruke RNK. Oni ne uništavaju samo sumnjive, nego i ispravne poruke, kako bi zaustavili svu proizvodnju na bazi te poruke. Ovo je mehanizam samouništenja ćelije i svaka od njih, biljna i životinjska imaju RNKi: način da se isključi proizvodnja određenog gena unutar proteina.[8]
Terapija pomoću RNKi
[uredi|uredi izvor]RNKi terapijasada se testira u liječenjukarcinoma.Naučnici pokušavaju iskoristiti sposobnost RNKi da uništigenetički kodkoji se izražava kao ćelija kancera.[9]
Komunikacija kod raka
[uredi|uredi izvor]Kancerskećelije će komunicirati većinom kroz uske veze, a proteini koji tvore te spojeve poznati su kaokoneksini.Pokazalo se da ovi koneksini potiskuju ćelije raka, ali ovo suzbijanje nije jedino što koneksini olakšavaju. Koneksini mogu također pospješiti napredovanje tumora; stoga ih ovo čini samo uslovnim supresorima tumora.[10]Međutim, ovaj odnos koji povezuje ćelije omogućava širenje lijekova mnogo učinkovitijim sistemom, jer male molekule mogu proći kroz spojeve i brže i efikasnije šire lijek. Ideja da se povećanjem ćelijska komunikacija, ili preciznije, koneksina, za suzbijanje tumora izazvala je duge, trajne rasprave[11]koje potkrepljuju činjenicu da u mnogim gtipovima karcinoma, uključujući rak jetre, nedostaje ćelijska komunikacija koja karakterizira normalne ćelije.
Reference
[uredi|uredi izvor]- ^"The Inside Story of Cell Communication".learn.genetics.utah.edu.Pristupljeno 12. 11. 2018.
- ^"Cell communication I".projects.ncsu.edu.Arhivirano soriginala,28. 7. 2020.Pristupljeno 12. 11. 2018.
- ^Inter-Bacterial Communication
- ^Cell Junctions(jezik: engleski),pristupljeno 12. 11. 2018
- ^Cell Biology by Pollard et al
- ^"Big Picture".Big Picture.Arhivirano soriginala,22. 4. 2019.Pristupljeno 12. 11. 2018.
- ^"When Cell Communication Goes Wrong".learn.genetics.utah.edu.Pristupljeno 12. 11. 2018.
- ^FloatingJetsam (27. 6. 2013),Nova: RNAi,pristupljeno 12. 11. 2018
- ^Mansoori B, Sandoghchian Shotorbani S, Baradaran B (decembar 2014)."RNA interference and its role in cancer therapy".Advanced Pharmaceutical Bulletin.4(4): 313–21.doi:10.5681/apb.2014.046.PMC4137419.PMID25436185.
- ^Naus CC, Laird DW (juni 2010). "Implications and challenges of connexin connections to cancer".Nature Reviews. Cancer.10(6): 435–41.doi:10.1038/nrc2841.PMID20495577.
- ^Loewenstein WR, Kanno Y (mart 1966). "Intercellular communication and the control of tissue growth: lack of communication between cancer cells".Nature.209(5029): 1248–9.doi:10.1038/2091248a0.PMID5956321.
Dopunska literatura
[uredi|uredi izvor]- "The Inside Story of Cell Communication".learn.genetics.utah.edu.Retrieved 2018-10-20.
- "When Cell Communication Goes Wrong".learn.genetics.utah.edu.Retrieved 2018-10-24.
Vanjski linkovi
[uredi|uredi izvor]