A hormonhatás sejtszintű folyamata | A sejtszintű kommunikáció és a sejtciklus | Biológia | Khan Academy

Miután bejárta a szervezetünk vérereit,

a hormon találkozik egy receptorral,

amit kifejezetten ezen hormon
felismerésére készített az a célsejt,

aminek stimulálása volt a hormon feladata.

A hormon kétféleképp
léphet kapcsolatba a receptorral.

Ma azt szeretném megmutatni,
ez hogyan történik.

A sejtben végbemenő hormonális hatás
első fő folyamata,

amivel kezdeni fogok,

az a másodlagos hírvivők témája.

Azért a másodlagos hírvivőkkel kezdek,

mert történelmileg(?)
egy kicsit zavarosabbak.

Lényegében az történik,

hogy a hormon hozzákötődik
a sejten egy receptorhoz.

Rajzolok is egy sejtet egy receptorral,

és rajzolok egy hozzá kötődő hormont is.

A kötődés folyamata nem csupán
kiváltja a hatást,

hanem elindít egy láncreakciót,

ami miatt felszabadulnak
másodlagos hírvivők a sejten belül.

Felrajzolom ezeket is.

Felszabadulnak ezek a másodlagos hírvivők,

és ezek azok, amik ténylegesen kiváltják

a kívánt hatást, legyen az akár

inzulin elválasztása,
glükóz felvétele a sejtbe,

vagy bármi más abból a rengeteg dologból,

amit a szervezetünkben
hormonok szabályoznak.

Hogy szemléltessen,
hogy is működhet ez a sejtben,

rajzoltam előre pár ábrát.

Elő is hívom őket.

Le szeretném szögezni, hogy ezek az ábrák
egyáltalán nem méretarányosak.

De ez a legjobb, amit a folyamat
elmagyarázásához nyújtani tudok,

mert mindez atomi szinten történik,

és az atomok nagyon aprók.

Mindenesetre az ábrán
egy receptor látható.

Pirossal(!) rajzoltam,

és a sejthártyáben helyezkedik el.

Ez a sejthártya foszfolipid kettősrétege,

és ez a sejt belseje,
ez pedig a külseje.

Szintén a setjhártyában

van egy G-protein, ezt zölddel rajzoltam.

Azért hívják G-proteinnek,

mert guanin nukleotid-tartalmú
molekulákat köt meg.

Ugyanez a G szerepel
a DNS bázisai között is,

onnan már ismerősebb lehet.

Jelenleg egy guanin-difoszfát nevű
molekulához kötődik.

Majd látni fogjuk, ez hogyan változik.

Van egy adenilát-cikláz enzim is
a sejthártyában.

Ne feledjük, az enzimek
reakciókat gyorsítanak.

Látjuk majd, miként gyorsít
az adenilát-cikláz egy reakciót.

Ami elindítja ezt a folyamatot,

az a hormon kötődése a receptorhoz.

Így fog kinézni.

A hormon hozzá lesz kötődve a receptorhoz.

Ahogy a hormon hozzákötődik a receptorhoz,

annak megváltozik az alakja.

Ez teszi majd lehetővé,
hogy kapcsolódjon a G-proteinnel.

Ez pedig így néz ki.

Láthattuk, hogy amint
a G-protein kapcsolódott

a hormon-komplexben lévő receptorhoz,

kicserélte a kezdeti GDP-jét,

a guanin-difoszfátot GTP-re.

Lényegében kicseréli
a két foszfáthoz kapcsolódó guanint

egy három foszfáthoz kapcsolódó guaninra.

Ez lehetővé teszi,

hogy a G-protein a sejthártyában haladva

kapcsolódjon az adenilát-ciklázzal.

Ez aktiválja az adenilát-ciklázt.

Mivel ez egy enzim,
az aktivált adenilát-cikláz

elősegíti az ATP átalakulását

– ami a sejt energiavalutája –
cAMP-vé.

A cAMP azt jelenti, hogy:
ciklikus adenozin-monofoszfát.

Tehát ATP-vel,
adenozin-trifoszfáttal indultunk,

és ciklikus adenozin-monofoszfát
jött létre.

Emellett felszabadul az extra két foszfát.

Ez a cAMP molekula az,

ami aktiválja a sejten belül
azt a fehérjét, aminek a hatása

eredetileg a hormon célja volt.

Végül a rendszer visszaáll,

de ezalatt sok
adenilát-cikláz enzim aktiválódott,

ezáltal rengeteg cAMP termelődött.

Ez jelerősítésnek nevezzük.

Jelerősítés alatt azt értem,

hogy elméletileg egy hormon
egy receptorhoz tud kötődni.

Ez a folyamat el tud indítani
egy láncreakciót,

ami rengeteg cAMP termelődéséhez vezet.

Ez azt jelenti, hogy
kevesebb hormon elegendő

a fehérje aktiválásához
vagy a kívánt hatás eléréséhez.

Tehát a másodlagos hírvivők
egy módja annak,

ahogy a hormonok hatnak a sejtekre.

De valójában, őszintén,

ez sok sejtnél máshogy zajlik.

A másodlagos hírvivők hatásának
nem minden folyamata ismert jelenleg.

És őszintén, a cAMP-n kívül rengeteg
másodlagos hírvivő van még.

A lényeg, hogy a szervezeted
legtöbb hormonja esetében

a sejtfelszínhez való kötődés

aktivál egy reakciósorozatot,

ami elindítja a sejten belül a választ.

Nagyon hasonló egy telefonszolgáltatóhoz.

Mivel mi emberek
– fel is rajzolom magunkat –

mivel néha nem tudunk
közvetlenül beszélni másokkal,

– akár a távolság, a kényelem,
vagy az egyszerűsége miatt –

egy telefonszolgáltatót használunk ahhoz,

hogy közvetítse a hangunkat feléjük
egy telefonbeszélgetésen keresztül.

A telefonbeszélgetésen keresztül

azokhoz juttatjuk a hangunkat,
akikkel beszélgetni szeretnénk.

Akár szöveges üzenetet is küldhetünk.

A szöveges üzenet is eljuttatja
az üzenetünket azokhoz,

akikkel bármilyen okból
nem vagyunk képesek közvetlenül beszélni.

Ez nagyon hasonló ahhoz,
ahogy a másodlagos hírvivők segítenek

a hormonoknak, amik nem képesek
közvetlenül beszélni

egy sejten belüli receptorral.

Így a fehérjék és katekolaminok

– amik nem képesek átjutni a sejthártyán –

másodlagos hírvivőkkel kommunikálnak.

A másik fő jelátviteli mód,

hogy a hormon elsődleges hírvivőként
fejtik ki hatását a sejten.

Egyes hormonok, mint a szteroidok
és a pajzsmirigyhormonok,

át tudnak jutni a sejthártyán.

Így nincs szükség erre az egész
jelátadós rendszerre,

amit az előbb felépítettünk.

Hozok egy másik sejthártyát.

A hormon átjut a sejthártyán,

és hozzáköt egy receptorhoz,

ami vagy a sejtplazmában,
vagy a sejtmagban található.

Legyen itt egy sejtmag,

benne pedig DNS.

Amikor a hormon hozzáköt a receptorhoz,

ami vagy a sejtplazmában,
vagy a sejtmagon belül van,

a kötődési folyamat közvetlenül
befolyásolni fogja

a transzkripcióját a sejtmagban,
vagy a transzlációját a sejtplazmában

annak a fehérjének, amit a hormon aktivál.

Ebben a folyamatban
jóval kevesebb szereplő van,

mint a másodlagos hírvivő
rendszerben volt.

Ez abból ered,

hogy ezek szteroid-
vagy pajzsmirigyhormonok,

amik jellemzően zsíroldékonyak
és képesek átjutni

maguktól a sejthártyán.

Így nincs szükségük
erre az extra gépezetre.

Mindenesetre,
ezek az elsődleges hírvivők

és a másodlagos hírvivők.

És ez a két fő folyamat,

amivel a hormonok
a célsejtjeikre hatnak.