Musíme zdůraznit, že i když široká škála proteinových drah v buňce zajišťuje životní funkce, pouze mít tyto cesty ne generovat život. Život je závislý na přesné koordinaci a regulaci proteinových drah buňky. Mozek a podpůrný nervový systém představují regulační mechanismus, který koordinuje všechny tyto cesty zajišťující život.
Tak . . . kde je mozek buňky? No, na rozdíl od toho, co asi víte, to není v genech. Pokud si vzpomenete na středoškolskou nebo vysokoškolskou biologii, pravděpodobně si vzpomenete, že největší organela buňky, jádro, je popisováno jako řídicí centrum nebo mozek buňky. Protože se předpokládalo, že geny řídí život a že geny jsou uloženy v jádře, nebylo jasné, že tato organela představuje buněčný mozek. Ve světle neblaze proslulé povahy předpokladů však musíme pochybovat o přesnosti tohoto přesvědčení.
Pozorování z experimentů zveřejněných před 80 lety zpochybňují předpoklad, že geny jsou mozky operace. Když člověk odebere mozek živému jedinci – navzdory tomu kuře s uříznutou hlavou – tento jedinec zemře. Pokud je ale z buňky odstraněno jádro, proces tzv enukleace, buňka přežije a mnozí mohou žít dva nebo více měsíců bez svých genů! Ve skutečnosti budou enukleované buňky normálně fungovat, dokud nebudou muset nahradit proteinové části životně důležité pro jejich přežití.
Geny jsou jednoduše plány používané k výrobě proteinových částí. Eukleované buňky nakonec umírají, ne kvůli okamžité nepřítomnosti genů, ale proto, že nemohou nahradit své opotřebované proteinové části a v důsledku toho se nevyhnutelně začínají rozpadat. Zatímco tradiční myšlení nás naučilo věřit, že jádro je mozek buňky, ve skutečnosti je jádro funkčním ekvivalentem buněčných pohlavních žláz, jejího reprodukčního systému.
Toto zkreslení je pochopitelné. V celé historii byla věda převážně „klubem starých chlapců“. Protože muži údajně myslí svými pohlavními žlázami, je matoucí jádro buňky s mozkem ve světle této předpojatosti pochopitelná chyba.
Pokud tedy geny nejsou mozek, co je? Mozek je ve skutečnosti buněčná membrána, ekvivalent buněčné kůže. V membráně jsou zabudovány proteinové spínače, které reagují na signály okolního prostředí přenosem svých informací do vnitřních proteinových drah. Pro téměř každý signál prostředí, který buňka rozpoznává, existuje jiný membránový spínač. Některé spínače reagují na estrogen, některé na adrenalin, některé na vápník, některé na světelné vlny a tak dále.
Ačkoli může být v membráně buňky sto tisíc spínačů, nemusíme zkoumat každý z nich samostatně, protože všechny sdílejí stejnou základní strukturu a funkci. Následuje koncepční ilustrace genetického membránového spínače.
Obrázek A: Každá buňka má receptorové proteiny a efektorové proteiny, které procházejí buněčnou membránou a spojují její cytoplazmu s okolním prostředím.
Metaforicky tyto proteiny slouží jako spínače
které uvedly do pohybu motor a převody buňky.
Obrázek B: Když receptorový protein přijme a
signál z okolí, upravuje jeho
tvaruje a spojuje se s efektorovým proteinem.
Každý membránový spínač je jednotkou vnímání, která se skládá ze dvou základních částí, a receptorový protein aefektorový protein. Receptorový protein, jak jeho název napovídá, přijímá nebo snímá signály z okolí. Po přijetí svého primárního komplementárního signálu (primární signál na obrázku B) se nyní aktivovaný receptor přesune k efektorovému proteinu přepínače a je tedy schopen se na něj vázat.
Na obrázku vpravo to vypadá, jako by si receptorový protein a efektorový protein potřásaly rukama (šipka na obrázku B). Je to toto spojení, které umožňuje přenášení informací z vnějšku buňky do buňky, kde se používá k zapojení do chování.
Když je aktivován receptor, efektorový protein vysílá sekundární signál (sekundární signál na obrázku B) přes cytoplazmu uvnitř buňky, která řídí specifické proteinové funkce a dráhy. Koordinovaná aktivita membránových spínačů umožňuje buňce udržovat svůj život řízením metabolismu a fyziologie v reakci na neustále se měnící prostředí.
Receptorové proteiny poskytují buňce povědomí o prvcích prostředí, zatímco efektorové proteiny přepínače generují signály, což jsou fyzické vjemy, které regulují specifické buněčné funkce. Společně tyto spínače umístěné v buněčné membráně poskytují „uvědomění si prvků prostředí prostřednictvím fyzického vjemu.
Právě tato fráze nabízí klíč k odemknutí tajemství života. Jsi připraven?
Tato slova jsou slovníkovou definicí vnímání, slovo s latinskými kořeny znamená „porozumění“ nebo doslova „přijetí“. V důsledku toho proteinové spínače v buněčné membráně představují základní molekulární jednotky vnímání. Protože tyto spínače řídí molekulární dráhy buňky a specifické biologické funkce, můžeme s jistotou učinit závěr vjemy řídí chování!
Také, vážení čtenáři – skutečnost, že vjemy řídí chování na buněčné i lidské úrovni – je pravda skutečnýtajemství života!
Závěr biologie New-Edge # 3
Spínače vnímání proteinů v buněčné membráně reagují na signály prostředí regulací buněčných funkcí a chování.