Биология на убежденията

Съществуват много видове ИПМ с най-различни имена, но по функционалност те могат да бъдат разделени на две подкатегории: рецепторни и ефекторни протеини. Рецепторните ИПМ са сетивните органи на клетката, еквивалент на нашите очи, уши, нос, вкусови рецептори и др.
Рецепторните протеини функционират като молекулярни „наноантени", настроени да реагират на определени външни сигнали. Някои рецептори се проточват навътре от повърхността на мембраната, за да проверяват вътрешността на клетката. Други рецепторни протеини се проточват навън, за да следят за външни сигнали.
Също както всички останали протеини, за които говорихме по-рано, и рецепторните имат пасивна и активна форма и постоянно преминават от едната в другата конфигурация при смяната на електрическия си заряд. Когато рецепторен протеин улови някакъв външен сигнал, следващата от това промяна в неговите електрически заряди кара гръбнака му да променя формата си и протеинът приема „активната" си конфигурация. Клетките притежават уникално „настроен" рецепторен протеин за всеки външен сигнал, който трябва да бъде разчетен.
Някои рецептори реагират на физически сигнали. Пример за това е рецепторът за естроген, който е специално създаден да допълва формата и разпределението на заряда на естрогенната молекула. Когато в близост до рецептора има естроген, той го прихваща така, както магнит привлича кламери. След като рецепторът и естрогенната молекула направят идеална връзка като „ключ в ключалка", електромагнитният заряд на рецептора се променя и протеинът приема активната си конфигурация. По същия начин рецепторите за хистамин допълват формата на хистаминовите молекули, а рецепторите за инсулин - на инсулиновите.
„Антените" на рецептора могат също да разчитат вибрациите на енергийните полета, като светлина, звук и радиочестоти. Антените на тези „енергийни" рецептори вибрират като камертон.
Ако някаква енергийна вибрация от околната среда резонира с антената на рецептора, тя ще промени заряда на протеина, карайки рецептора да промени формата си (Tsong 1989). Ще разгледаме това по- подробно в следващата глава, но тук ми се иска да отбележа, че тъй като рецепторите реагират на енергийните полета, идеята, че само физически фактори могат да повлияят на физиологията, звучи демоде. Биологичните изменения могат да се ръководят не само от физични молекули като пеницилина, но и от невидими сили, включително от мисълта - факт, който дава научно основание за съществуването на безлекарствената енергийна медицина.
Рецепторните протеини са забележителни, но без чужда помощ те не могат да влияят върху поведението на клетката. Независимо че рецепторът прихваща външните сигнали, клетката е тази, която трябва да реагира по подходящ, животоподдържащ начин, и тук е мястото, където се включват ефекторните протеини. Взети заедно, рецепторно-ефекторните протеини представляват механизъм за реагиране на външни стимули, който може да бъде сравнен с рефлексите, които лекарите обикновено проверяват по време на преглед.
Когато докторът чукне по коляното ви с дървеното чукче, сензорният нерв улавя сигнала. Този нерв веднага предава информацията на моторен нерв, който кара крака да ритне. Рецепторите на мембраната са еквивалентът на сензорните нерви, а ефекторните протеини съответстват на задвижващите моторни нерви. Заедно комплексът от рецептор и ефектор играе ролята на трансформатор, който превръща сигналите от околната среда в поведение на клетката.
Само през последните няколко години учените са установили колко важни в действителност са
ИПМ на мембраната. Всъщност те са толкова важни, че изучаването на начина, по който действат, се е превърнало в отделна научна област, наречена „сигнална трансдукция". Учените, работещи в тази област, са постоянно заети с класифицирането на стотиците сложни пътища на информация, които протичат между улавянето на външните сигнали от мембраната и активирането на протеините, определящи поведението на клетката. Науката сигнална трансдукция поставя мембраната на

централно място, точно както епигенетиката подчертава основната роля, която играят хромозомните протеини.
Съществуват различни видове ефекторни протеини, тъй като има много работа, която трябва да се свърши, за да функционира нормално една клетка. Транспортните протеини например са голямо семейство канални протеини, които пренасят молекули и информация от едната страна на мембранната стена до другата - което ни връща отново към червената чушка в нашия сандвич с масло и маслини. Много канални протеини имат формата на стегнато омотана сфера, подобна на маслините с пълнеж на нашите снимки. Когато електрическият заряд в протеина се промени, протеинът сменя формата си, а при тази промяна се отваря канал, който преминава през сърцевината на протеина.
Каналните протеини всъщност представляват две маслини в една, в зависимост от техния електрически заряд. Когато са активирани, структурата им наподобява маслина без пълнеж, с отворен шлюз. В състояние на покой формата на протеините прилича на маслина с пълнеж, която остава затворена за света извън клетката.
Специално внимание заслужава дейността на един конкретен вид канални протеини, натриево- калиевата АТФ-аза. Всяка клетка притежава хиляди такива каналчета, преминаващи през мембраната й. Тяхната обща активност използва почти половината от енергията на тялото всеки ден. Каналът се отваря и затваря толкова често, че прилича на въртящата се врата на универсален магазин в ден на тотална разпродажба. Всеки път, когато каналът се завърта, той пропуска три положително заредени атома натрий да излязат извън цитоплазмата, като в същото време позволява на два други калиеви атома с положителен заряд да навлязат от външната среда в цитоплазмата.
Калиево-натриевата АТФ-аза не само изразходва, но и създава енергия, подобно на батериите, които захранват електронните играчки (или поне докато децата не ги изхабят от игра). Всъщност калиево-натриевата АТФ-аза е далеч по-добра от батериите в играчките, защото тя превръща клетката в постоянно презареждаща се биологична батерия.
Ето как става този фокус. При всеки оборот на калиево-натриевата АТФ-аза клетката отделя положителен заряд, по-голям от този, който приема, а във всяка една клетка има хиляди протеини от този вид. Докато те правят стотици завъртания в секунда, вътрешността на клетката се зарежда отрицателно, а пространството извън нея - положително. Отрицателният заряд под мембраната се нарича потенциал на мембраната. Разбира се, липидите, или намаслената част на мембраната, не позволяват на заредените атоми да преминат бариерата, така че вътрешният заряд си остава отрицателен. Положителният заряд отвън и отрицателният вътре превръщат клетката в самозареждаща се батерия, чиято енергия служи да захранва биологичните процеси.
Друга разновидност на ефекторните протеини - цитоскелетните протеини, регулират формата и подвижността на клетките. Трети вид, наречен ензими, разрушава или синтезира молекули, заради което ензими се продават по магазините за здравословни храни като подпомагащи храносмилането средства. Когато са активирани, всички видове ефекторни протеини, включително каналните, цитоскелетните и ензимите или техните вторични продукти, могат да служат също и като сигнали, които активират гените. Тези ИПМ или техните производни изпращат сигнали, които контролират свързването между регулаторните протеини в хромозомата, оформящи „ръкава" около ДНК. В разрез с традиционните схващания, гените не контролират сами собствената си дейност. Вместо тях ефекторните протеини в мембраната са тези, които реагират на външните сигнали, уловени от рецепторите, които, от своя страна, контролират „разкодирането" на гените, в резултат на което износените протеини се заменят или се създават нови.

Изтегляне 1.49 Mb.

Сподели с приятели: