Войти
Реакция клеточного стресса - это широкий спектр молекулярных изменений, которые клетки подвергаться воздействию окружающей среды стрессорам, включая экстремальные температуры, воздействие токсинов и механические повреждения. Различные процессы, задействованные в клеточных стрессовых ответах, служат адаптивной цели защиты клетки от неблагоприятных условий окружающей среды, как с помощью краткосрочных механизмов, которые минимизируют острое повреждение общей целостности клетки, так и с помощью долгосрочных механизмов, которые обеспечивают ячейка - показатель устойчивости к аналогичным неблагоприятным условиям.
Реакции клеток на стресс в основном опосредуются тем, что классифицируется как стрессовые белки. Стрессовые белки часто подразделяются на две общие категории: те, которые активируются только стрессом, или те, которые участвуют как в стрессовых реакциях, так и в нормальном функционировании клеток. Существенный характер этих стрессовых белков, способствующих выживанию клеток, способствовал тому, что они были замечательно хорошо консервативны во всех типах, при этом почти идентичные стрессовые белки экспрессируются как в простейших прокариотических клетках, так и в самых сложных эукариотических клетках..
Стрессовые белки могут выполнять самые разные функции внутри клетки - как во время нормальных жизненных процессов, так и в ответ на стресс. Например, исследования Drosophila показали, что когда ДНК, кодирующая определенные стрессовые белки, обнаруживает мутационные дефекты, полученные клетки имеют нарушенные или утраченные способности, такие как нормальное митотическое деление и протеасомы -опосредованная деградация белка. Как и ожидалось, такие клетки также были очень уязвимы к стрессу и перестали быть жизнеспособными при повышенных температурах.
Хотя пути реакции на стресс опосредуются по-разному в зависимости от задействованного стрессора, типа клеток и т. Д., Общая характеристика многих путей, особенно тех, где тепло является главным стрессором, заключается в том, что они инициируются присутствием и обнаружением денатурированных белков. Поскольку такие условия, как высокие температуры, часто вызывают денатурирование белков, этот механизм позволяет клеткам определять, когда они подвергаются воздействию высокой температуры, без необходимости использования специальных термочувствительных белков. В самом деле, если в клетке в нормальных (то есть без стресса) условиях искусственно введены денатурированные белки, это вызовет стрессовую реакцию.
Клетки, подвергшиеся тепловому шоку. Клетки на слайде «е» демонстрируют дисморфические ядра в результате такого воздействия стресса, однако через 24 часа клетки в значительной степени восстановились, как показано на слайде «f». Реакция на тепловой шок включает класс стрессовых белков, называемых белки теплового шока. Они могут помочь защитить клетку от повреждения, действуя как «шапероны» в сворачивании белков, чтобы гарантировать, что белки принимают свою необходимую форму и не денатурируются и, следовательно, бесполезны для клетки. Эта роль особенно важна, так как повышенная температура сама по себе увеличивает концентрацию искаженных белков. Белки теплового шока также могут участвовать в маркировке деформированных белков для деградации с помощью тегов убиквитина.
Многие токсины в конечном итоге активируют аналогичные стрессовые белки для воздействия тепла или других вызванных стрессом путей, потому что некоторые типы токсинов довольно часто достигают своего эффекта - по крайней мере, частично - денатурируя жизненно важные клеточные белки. Например, многие тяжелые металлы могут реагировать с сульфгидрильными группами стабилизирующими белками, что приводит к конформационным изменениям. Другие токсины, которые прямо или косвенно приводят к высвобождению свободных радикалов, могут генерировать неправильно свернутые белки.
Ранние исследования показали, что клетки, которые лучше способны синтезировать стрессовые белки и делают это при соответствующее время лучше выдерживает повреждения, вызванные ишемией и реперфузией. Кроме того, многие стрессовые белки перекрываются с иммунными белками. Это сходство имеет медицинское применение с точки зрения изучения структуры и функций как иммунных белков, так и стрессовых белков, а также роли, которую каждый играет в борьбе с болезнью.
