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

Ismerd meg a kémiai üzenetek és a célsejtjeik közti kölcsönhatást ebben a hormonhatásról szóló videóban! Készítette: Ryan Patton.

Biológia a Khan Academyn: https://hu.khanacademy.org/science/biology

Az élet szép! A biológia az atomokból kiindulva a sejtekig, a génektől kezdve a fehérjékig, és a populációktól az ökoszisztémákig tanulmányozza azt a lenyűgöző és bonyolult rendszert, amely lehetővé teszi az életet. Mélyüljünk el a biológia különböző területein, tudjuk meg, miért olyan izgalmas és fontos tudomány! Az érintett témakörök a középiskolai és a bevezető egyetemi kurzusok tananyagát fedik le.

Mi a Khan Academy? A Khan Academy gyakorló feladatokat, oktatóvideókat és személyre szabott tanulási összesítő táblát kínál, ami lehetővé teszi, hogy a tanulók a saját tempójukban tanuljanak az iskolában és az iskolán kívül is. Matematikát, természettudományokat, programozást, történelmet, művészettörténetet, közgazdaságtant és még más tárgyakat is tanulhatsz nálunk. Matematikai mesterszint rendszerünk végigvezeti a diákokat az általános iskola első osztályától egészen a differenciál- és integrálszámításig modern, adaptív technológia segítségével, mely felméri az erősségeket és a hiányosságokat.

Küldetésünk, hogy bárki, bárhol világszínvonalú oktatásban részesülhessen.

A magyar fordítás az Akadémia Határok Nélkül Alapítvány (akademiahataroknelkul.hu) csapatának munkája.

Iratkozz fel a Khan Academy magyar csatornájára:
https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=khanacademymagyar

Kövess minket a Facebook-on: https://www.facebook.com/khanacademymagyar/

Miután a hormon bejárta
a szervezetünk vérereit,

találkozik egy receptorral,

amit kifejezetten ezen hormon
felismerésére készített az a célsejt,

amire a hormon hat.

A kapcsolódásuk kétféle,
nagyon különböző módon mehet végbe.

Szeretném bemutatni,
hogy ez miképpen történik.

Az első fajta hormonális hatásmechanizmus

a másodlagos hírvivőkön át megy végbe.

Azért kezdjük a másodlagos hírvivőkkel,

mert ez a bonyolultabb út.

Lényegében úgy kezdődik,

hogy a hormon hozzákötődik
a sejten egy receptorhoz.

Rajzolok is egy sejtet egy receptorral,

és egy hozzá kötődő hormont is.

A megkötődés nem csak
egyszerű serkentést jelent,

hanem egy láncreakciót indít el,

amely másodlagos hírvivők

felszabadulásához vezet a sejtben.

Felrajzolom ezeket is.

Tehát felszabadulnak
a másodlagos hírvivők,

és valójában ezek váltják ki
a kívánt hatást,

legyen az akár inzulin elválasztása,

glükóz felvétele a sejtbe,

vagy bármi a sokféle dolog közül,

amit a szervezetünkben
hormonok szabályoznak.

Hogy szemléltessem,
hogy is működik ez a sejtben,

előre megrajzoltam néhány ábrát.

Íme, itt is vannak.

Fontos tudni, hogy a rajz
nem méretarányos,

de így tudom a legjobban
elmagyarázni a folyamatot,

mert mindez atomi szinten történik,

és az atomok nagyon aprók.

Mindenesetre az ábrán
egy receptor látható.

Ezt pirossal(!) rajzoltam,

és a sejthártyában helyezkedik el.

Ez a sejthártya foszfolipid kettősrétege.

Ez a sejt belseje, ez pedig a külseje.

Szintén a sejthártyában

van egy G-protein, ezt zölddel rajzoltam.

Azért hívják G-proteinnek,

mert guanin nukleotidot tartalmazó
molekulákat köt meg.

Ugyanez a G szerepel
a DNS bázisai között.

Onnan is ismerős lehet,

itt viszont egy guanozin-difoszfát nevű
molekulához kötődik.

Majd látni fogjuk,
hogy ezzel mi történik.

Van egy adenilát-cikláz enzim is
a sejthártyában.

Ne feledjük, az enzimek
elősegítik a reakciókat.

Látjuk majd, miként segít elő
az adenilát-cikláz egy reakciót.

Az egész a folyamatot az indítja el,

hogy a hormon hozzákötődik a receptorhoz.

Ez így történik.

A hormon megkötődött a receptoron.

Ahogy a hormon hozzákötődik a receptorhoz,

annak megváltozik az alakja.

Ez teszi lehetővé,
hogy kapcsolódjon a G-proteinnel.

Ez pedig így történik.

Figyeld meg, hogy miközben
a G-protein hozzákapcsolódik

a hormon-komplexben lévő receptorhoz,

kicseréli a hozzá kapcsolódó GDP-t,

a guanozin-difoszfátot GTP-re.

Kicseréli a guanozint,
amely két foszfáthoz kapcsolódott,

egy olyanra,
amely három foszfáthoz kapcsolódik.

Ez lehetővé teszi,

hogy a G-protein a sejthártyában mozogva

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 jelentése:
ciklikus adenozin-monofoszfát.

Tehát az ATP-ből,
az adenozin-trifoszfátból

ciklikus adenozin-monofoszfát
jött létre,

és felszabadult két foszfát
(PPᵢ, azaz pirofoszfát).

A cAMP molekula az, ami aktiválja

azt a fehérjét a sejtben,

aminek a működése
a hormon célja volt eredetileg.

Végül minden visszaalakul,

de addigra sok adenilát-cikláz enzim
aktiválódott,

ezáltal rengeteg cAMP termelődött.

Ezt nevezzük jelerősítésnek.

A jelerősítés lényege, hogy elméletileg

csak egyetlen hormonmolekula
kötődik meg egy receptoron,

de ez elindít egy láncreakciót,

ami rengeteg cAMP termelődéséhez vezet.

Ez azt jelenti,
hogy kevés hormon is elegendő

a fehérje aktiválásához,
vagy a kívánt hatás eléréséhez.

Tehát a másodlagos hírvivők biztosítják
az egyik lehetőséget arra,

hogy a hormon kifejtse hatását a sejtre.

Őszintén megvallva,

ez sok sejtben másképp zajlik.

A másodlagos hírvivők hatásának

nem minden részletét ismerjük.

És persze rengeteg egyéb
másodlagos hírvivő is van

a cAMP mellett.

A lényeg, hogy a szervezeted
legtöbb hormonja esetében

a sejtfelszínhez való kötődésük

aktivál egy reakciósorozatot,

ami elindítja a sejten belüli választ.

Ez nagyon hasonlít
a telefonos szolgáltatókhoz.

Mi, emberek
– ide is rajzolom magunkat –

néha nem tudunk
közvetlenül beszélni másokkal,

– a távolság, a kényelem,
vagy a tökéletlen eszközeink miatt –

ezért egy szolgáltatót
használunk ahhoz,

hogy közvetítse a hangunkat
egy telefonbeszélgetésen keresztül.

A telefonbeszélgetésen át

azokhoz juttatjuk el a hangunkat,
akikkel beszélgetni szeretnénk.

Akár szöveges üzenetet is küldhetünk.

A szöveges üzenet is eljuttatja
az üzenetünket azokhoz,

akikkel valamiért
nem tudunk közvetlenül beszélni.

Ez nagyon hasonló ahhoz,

ahogy a másodlagos hírvivők
segítenek a hormonoknak,

amik nem tudnak kommunikálni

közvetlenül egy sejten belüli receptorral.

A peptidhormonok és a katekolaminok,

amik nem képesek átjutni a sejthártyán,

másodlagos hírvivők útján kommunikálnak.

A második jelátviteli mód az,

hogy a hormon elsődleges hírvivőként
fejti ki a hatását.

Egyes hormonok, mint a szteroidok

és a pajzsmirigyhormonok,

át tudnak jutni a sejthártyán.

Így nincs szükség
arra a közvetítői rendszerre,

amit felvázoltunk.

Iderajzoltam egy másik sejthártyát.

A hormon átjut a sejthártyán,

és olyan receptorhoz kötődik,

ami a sejtplazmában
vagy a sejtmagban található.

Legyen ez a sejtmag,

benne a DNS.

Amikor a hormon
hozzákötődik a receptorhoz,

a sejtplazmában vagy a sejtmagban,

a kötődési folyamat közvetlenül hat

arra a transzkripcióra a sejtmagban,

vagy arra a transzlációra
a sejtplazmában,

amiben az aktiválandó fehérje keletkezik.

Ebben a folyamatban
jóval kevesebb szereplő van,

mint a másodlagos hírvivő
rendszerben volt.

Ennek az az oka,

hogy ezek szteroid-
vagy pajzsmirigyhormonok,

amik jellemzően zsíroldékonyak,

és képesek önállóan
átjutni a sejthártyán.

Így nincs szükségük ehhez
külön gépezetre.

Mindenesetre,
ezek az elsődleges hírvivők

és a másodlagos hírvivők.

És ez az a két fő folyamat,

amivel a hormonok
a célsejtjeikre hatnak.