Статья: Цитоскелет сигнализирует
Полученные
результаты становятся совсем уже интригующими в свете последних открытий, связанных
с изучением особых трансмембранных белков интегринов. Как правило, эти
клеточные рецепторы состоят из двух цепей – альфа и бета, причем существует 15
вариантов первой и 98 вариантов второй. Собираясь в разных комбинациях, они
образуют как минимум 20 различных типов интегринов, некоторые из которых
способны связываться с белками внеклеточного матрикса, например, ламинином и
фибронектином. При этом происходит активация уже знакомых нам протоонкогенов
Ras и Cdc42!
Каким
же образом полученный интегринами сигнал поступает в ядро? Сами интегрины не
обладают фосфатазной активностью, т.е. не способны активировать белки с помощью
присоединения к ним фосфатных групп. Зато торчащую внутрь клетки часть молекулы
интегрина окружает целый комплекс белков, таких, например, как таллин, винкулин,
паксиллин, а также фермент FAC-киназа, связанный с фокальными контактами –
своеобразными «пуантами», на которых клетка передвигается по субстрату. От
этого белкового ансамбля внутрь клетки отходят актиновые нити, которые
совместно с микротрубочками и промежуточными филаментами могут доходить от
мембранной периферии клетки до ее ядра. Полагают, что так передается сигнал в
ядро клетки.
Это
предположение подтверждается данными экспериментов, проведенных с искусственно
выращиваемыми мышиными фибробластами, трансформированными онкогеном Ras. В этих
опытах было показано, что в ответ на внешний сигнал – эпидермальный фактор
роста – клетка синтезирует белок – фактор транскрипции NFkb, который участвует
в самой первой стадии синтеза белка – считывании (транскрипции) РНК с ДНК, находящейся
в ядре. Фактор транскрипции находится в цитоплазме и связан непосредственно с
элементами цитоскелета, а именно со стрессфибриллами и фокальными контактами.
Это означает, что соединение, играющее существенную роль в регуляции работы
ядерных генов, буквально вплетено в цитоскелетную сеть!
Возвращаясь
к загадкам вторичных мессенджеров, можно предположить, что цитоскелет принимает
активное участие в проведении внутриклеточных сигналов, за счет образования
пространственных комплексов между рецепторами, соответствующими протеинкиназами
и активируемыми ими белками. Аналогичную роль цитоскелет может играть и в
ситуации с кальмодулином, поскольку определенное его количество в клетке
связано с пучками актиновых филаментов и промежуточных филаментов. Функции
цитоскелета в активации ядерных генов менее ясны, но указания на такую
возможность уже получены.
Кто в клетке король?
На
этом можно было бы и закончить рассказ о возможной роли цитоскелета во
внутриклеточной сигнализации, если бы не еще одно любопытное соображение. Дело
в том, что в ядре клетки содержится информация о первичной структуре всех
белков, включая белки цитоскелета, но нет абсолютно никаких указаний на их
взаимное расположение. Если образованные белками пространственные структуры
чрезвычайно стабильны, можно говорить о самосборке, которая действительно
происходит, например, в случае образования белковых оболочек вирусов или при
формировании прямо в пробирке тубулиновых микротрубочек. Однако когда дело
касается таких лабильных и способных к сложным перестройкам структур, как
цитоскелет, только к самосборке их образование не свести. Что же определяет ту
или иную конфигурацию цитоскелета?
Явно
не ядро – как не определяет состояние общества накопленная в библиотеках
информация. Ее можно почерпнуть оттуда, но что и когда будет востребовано
определяется самим обществом. Вероятно, так же действует и клетка, достаточно
автономно от ядра формируя свою пространственную структуру.
Известно,
что миниатюрные безъядерные фрагменты фибробластов живут часами, активно ползая
и приобретая различные формы. Живущие неделями в кровяном русле тромбоциты
также лишены ядра, что не мешает им принимать активное участие в таком важном
процессе, как свертывание крови при травмах сосудов. Пространственная структура
клетки может самовоспроизводиться и даже оказывать воздействие на ее внешние
реакции. Интегрины, например, обладают уникальной для трансмембранных (т.е.
пронизывающих мембрану насквозь) рецепторов способностью реагировать на
внутренние клеточные сигналы, изменяя при этом свое сродство к тем или иным
внешним лигандам. Известно также, что именно цитоскелет определяет ориентацию
белков внеклеточного матрикса и тем самым оказывает влияние на соседние клетки.
Таким
образом, ответ на вопрос о том, что же есть жизнь, во многом зависит от
понимания того, каким образом длительно существуют во времени и
самовоспроизводятся сложные пространственные ансамбли макромолекул, прекрасным
примером которых является цитоскелет
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bio.1september.ru
|