передача Сигнала Внутри клетки
144
концентрации ионов Ca
2+
в цитоплазме могут привести к зна-
чительному снижению концентрации растворимых фосфатов,
что, в свою очередь, привело бы к нарушению как энергетиче-
ского
обмена клетки, так и ее деятельности в целом.
В определенных условиях под воздействием внешних фак-
торов провоцируется деполяризация мембраны, которая сопро-
вождается кратковременным повышением концентрации ионов
кальция. Это событие является своеобразным сигналом тревоги
для клетки, поэтому в процессе эволюции возникли регуля-
торные системы, функционирование которых непосредственно
зависит от флуктуации внутриклеточной концентрации ионов
Ca
2+
. Макромолекулы, способные
специфически связывать ионы
Ca
2+
, были приспособлены для выполнения функций внутри-
клеточных кальциевых рецепторов. Большинство Ca
2+
-регули-
руемых процессов в клетках происходит при кратковремен-
ных изменениях цитозольной концентрации ионов Ca
2+
в диа-
пазоне 10
–7
–10
–5
М.
Таким образом, эволюционно первыми возникли системы,
удаляющие ионы кальция из цитоплазмы, а cледующим этапом
было возникновение сигнальных клеточных систем,
использу-
ющих ионы Ca
2+
в качестве вторичных мессенждеров. В про-
цессе формирования кальциевой сигнальной системы, совер-
шенствовались также способы индуцированного поступления
кальция в цитоплазму.
Эффективная работа Ca
2+
-зависимого сигнального механизма
возможна в том случае, если в клетке
работают три основных
функциональных модуля.
1) Системы активного транспорта Ca
2+
, направленного из ци-
топлазмы в экстраклеточное пространство, ЭПР, митохон-
дрии и вакуоль. Энергозависимые переносчики Ca
2+
распо-
лагаются в мембранах, отделяющих цитоплазму от данных
компартментов.
2) Системы индуцированного поступления кальция в ци-
топлазму: кальциевые каналы,
через которые ионы Ca
2+
в определенных условиях проникают в цитоплазму по гра-
диенту концентраций.
3) Цитоплазматические компоненты сигнальных цепей (фер-
менты, ионные каналы, каталитически неактивные сигналь-
ионы кальция В СиСтеме передачи Сигнала
145
ные посредники, транскрипционные регуляторы и другие
функциональные молекулы), активность которых модулиру-
ется при изменении концентрации ионов Ca
2+
в цитоплазме.
Модуляция
активности Ca
2+
-транспортеров под влиянием
конкретных стимулов приводит к изменениям цитоплазмати-
ческой концентрации ионов Ca
2+
, которые следует рассматри-
вать не как односторонне направленные изменения концентра-
ции, а как
Достарыңызбен бөлісу: