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viene innescato da quel fattore perché lo stesso segnale può avere diverse risposte a livello di

diversi tipi di cellule.

RECETTORI

Ogni ormone ha un recettore specifico. Si tratta di glicoproteine di membrana che presentano

una struttura complementare all’ormone stesso che permette di riconoscerlo quando questo

giunge a livello dell’organo. Nella maggior parte dei casi essi interagiscono con molecole

solubili oppure hanno un ligando di superficie che gli permette l’aggancio.

Cos’è?

Una proteina o glicoproteina presente sulla membrana plasmatica o addirittura può essere

intracellulare (questo se si tratta di segnali idrofobici che possono passare attraverso la

membrana plasmatica). Queste proteine sono in grado di interagire in maniera altamente

specifica con una molecola e generale una conseguente risposta cellulare mediante il

meccanismo di TRASDUZIONE DEL SEGNALE.

Funzionalmente il recettore può essere diviso in due porzioni:

DOMINI ACCETTORE: ovvero quella porzione della proteina che viene ‘attaccata’

• dal segnale e che quindi attacca la molecola segnale

DOMINI EFFETTORE: ovvero quella porzione della proteina che invece fa innescare

• il segnale e genera una serie di risposte cellulari

Un neurotrasmettitore può fare cose diverse a seconda del tipo cellulare.

Es. ACETICOLINA

Essa a livello cardiaco permette una diminuzione della contrazione cardiaca. A livello delle

ghiandole esocrine ed endocrine stimola la secrezione. A livello della muscolatura scheletrica

stimola la contrazione muscolare. Quello che cambia comunque è il tipo cellulare è il

dominio EFFETTORE e non l’accettore, cioè come il segnale viene innescato.

Perché il recettore funzioni si deve formare il complesso ORMONE – RECETTORE. E’

importante perché ciò accade:

STRUTTURA ORMONE

- CONCENTRAZIONE DELL’ORMONE NEL COMPARTO CIRCOLANTE

- SPECIFICITA’ DEL RECETTORE PER L’ORMONE

- CONCENTRAZIONE LOCALE DELL’ORMONE (cioè la quantità di ormoni deve

- essere sufficiente affinché si attacchi)

LEGAME ORMONE – RECETTORE: secondo quali criteri si forma?

SATURABILITA’ : i recettori sono saturabili perché su ogni cellula ve ne sono un

 numero finito che varia tra poche e qualche migliaia

AFFINITA’ : del legame, quanto ormone e recettore si ‘piacciono’ a vicenda

 riflettendo l’energia impiegata nella formazione del complesso ormone – recettore. E’

espressa numericamente da una costante k che indica la concentrazione di ligando

-9 -12

(ormone) che occupa la metà di recettori (10 / 10 )

SPECIFICITA’ : di un ormone al recettore, è espressione della struttura molecolare

 dell’ormone; ormoni diversi ma strutturalmente omologhi possono manifestare

specificità crociata con altri ormoni.

RECETTORI:

di superficie o di membrana: interagiscono con ormoni IDROSOLUBILI (POLARI),

A. perché non possono attraversare la membrana plasmatica e interagiscono con i

recettori

liposolubili o idrofobici: sono intracellulari e ci sono perché le molecole possono

B. passare attraverso lo strato membranoso e poi una volta entrati incontrano i recettori

intracellulari

Molti ormoni hanno delle proteine TRASPORTATRICI che forniscono il viaggio degli

ormoni nella circolazione sanguigna: queste sono le PROTEINE CARRIER e servono anche

per stabilizzarlo e regolarlo nella disponibilità degli ormoni, specialmente quelli idrofobici.

Tra i segnali LIPOSOLUBILI ricordiamo (agiscono con i recettori intracellulari):

cortisolo

• T4 tetraiiodiotironina

• Vitamina D3

Tra i segnali IDROSOLUBILI ricordiamo (agiscono con i recettori di superficie, per loro è

più semplice viaggiare nel sangue che è idrosolubile nel complesso):

Adrenalina

• Noradrenalina

• Serotonina

• Ormoni ipofisari

• Paratormone

SEGNALI LIPOSOLUBILI –> recettori intracellulari

I recettori intracellulari si distinguono in:

RECETTORI CITOPLASMATICI, che stanno nel citoplasma

- RECETTORI NUCLEARI, che stanno nel nucleo

-

I segnali liposolubili sono quelli che regolano la trascrizione genetica nel nucleo e quindi

migrano sempre lì.

Il recettore intracellulare presenta due domini fondamentali:

HORMON – BANDING SITE: dominio in cui si lega l’ormone e forma il complesso

a. ormone - recettore

BANDING – SITE: dominio in cui interagiscono con il DNA cioè con il gene che

b. deve regolare (in particolare regola il promotore, ovvero presenta la sequenza

promotrice del gene di cui deve regolare la trascrizione)

Il recettore passa da una conformazione chiusa ad una aperta, nel momento in cui si ha il

legame dell’ormone finchè se ne va via la struttura inibitoria. Questa fa sì che il DNA

banding domein si affaccia e questo fa sì che si inneschi la regolazione positiva (maggior

parte dei casi) o negativa (bloccando la trascrizione). Si ha quindi una trascrizione primaria

che comporta poi l’attuazione della trasduzione del mRNA e la produzione della proteina.

Poi questa trascrizione secondaria si può avere la produzione di una proteina che a sua volta

può fingere da fattore di trascrizione di altri geni.

SEGNALI IDROSOLUBILI –> recettori di membrana

Si distinguono in:

Collegati a CANALI IONI

1. Collegati a PROTEINE G

2. Aventi ATTIVITA’ ENZIMATICA

3. Sono recettori che fungono da canali e sono formati da diverse subunità, in particolare

1) 5, che si associano per formare un canale. Il dominio effettore è intracellulare e il

dominio accettore è extracellulare. Il legame ormone – recettore avviene all’esterno e

l’attacco comporta il passaggio di ioni mediante una modificazione del canale ionico.

2+

Es. il calcio Ca ha una maggiore concentrazione all’esterno (in particolare

nell’ordine delle millimoli) ed è fondamentale mantenere la sua concentrazione interna

bassa nel REL. In particolare il calcio intracellulare ha concentrazione nell’ordine dei

100 nanomolare circa. Si generano dunque pompe ioniche che fanno passare gli ioni

da una parte all’altra mediante un processo di trasduzione del segnale.

Struttura tipica di una proteina G, formata da tre porzioni: una porzione extracellulare

2) che interagisce con l’ormone, una porzione intracellulare a sette domini trans

membrana che attraversa la membrana stessa adempiendo a diverse funzioni e una

porzione intracellulare interna che corrisponde al dominio effettore.

PORZIONE EXTRACELLULARE: dominio accettore

♦ PORZIONE INTRACELLULARE A SETTE DOMINI

♦ PORZIONE INTRACELLULARE INTERNA: dominio effettore

Affinchè si abbia l’interazione ormone – recettore è necessaria la formazione del

secondo messaggero che permette al primo messaggero una risposta AMPLIFICATA e

la formazione di una reazione a catena. Tra i secondi messaggeri che incontreremo più

2+

spesso ci sono gli ioni Ca e cAMP (AMPciclico). Quest’ultimo si forma a partire

dall’ATP che per idrolisi perde due gruppi fosfato e ciclizza per opera di un particolare

enzima che catalizza questa reazione: ADENILATO CICLASI. La cAMP non può

rimanere così in eterno: lo cAMP fosfodiesterasi rende non funzionale l’cAMP.

Come funziona l’ cAMP come secondo messaggero?

CICLO cAMP

Le proteine G sono chiamate così perché legano il GTP quando sono inattive. Sono

formate da 3 subunità, di cui una di questa lega appunto il GTP. Quando arriva

l’ormone (segnale), esso interagisce con il recettore associato alla proteina G e ne

determina una modifica della conformazione strutturale che diffonde nelle subunità

specifiche fino alla proteina G. La subunità α della proteina G, legante in forma

inattiva il GTP, si attiva e si stacca dalla proteina G, in particolare dalle altre due

subunità β e γ. Quando si lega l’ormone avviene anche l’idrolisi del GTP in GDP con

liberazione di energia. Il GDP quindi si attacca alla proteina G e la fa attivare. Si crea

quindi con il distacco di α un’interazione tra l’ADENILATO CICLASI e la proteina G:

l’adenilato si attiva e catalizza la conversione dell’ATP in AMP, poi la ciclizza e forma

cAMP. Contemporaneamente la subunità α, avente attività ATPasica, fosforila il GDP

della proteina G e lo trasforma in GTP riportando la proteina G allo stato inattivo. Il

segnale si spegne. Questo è importante perché la proteina G non può rimanere sempre

attiva.

L’ cAMP può avere diversi effetti nell’organismo umano, in particolare può attivare le

PKA, ovvero le PROTEINE CHINASI A, in particolare serin/treoinin chinasi e

tirosin chinasi. (le chinasi sono proteine che trasportano gruppi fosfati mediante il

processo di fosforilazione).

Una proteina chinasi A è formata da quattro subunità: due sono REGOLATORIE a cui

si lega l’ormone e quando ciò avviene esse si staccano dalle altre due, mentre due sono

CATALITICHE che vengono attivate successivamente perché si staccano le

regolatorie.

SEGNALI OFF – SEGNALI DI SPEGNIMENTO

SERINA / TREONINA FOSFOPROTEINA FOSFATASI

► FOSFATASI I/IIA/IIB/IIC (rimuovono gruppi fosfato)

► FOSFODIESTERASI (inibiscono cAMP)

Altro secondo messaggero importante è il calcio. Meccanismi di regolazione della

concentrazione del calcio grazio al cAMP esistono grazie alla coesistenza di antiporto con il

+

sodio Na (all’interno di una cellula il sodio entra e il calcio esce). Questi sono comunque

meccanismi che richiedono energia in quantità seppur limitata perché le cariche si

+ 2+

eguagliano (2Na VS 1Ca ). Il calcio all’interno del citoplasma è immagazzinato nel REL o

nei mitocondri (matrice).

Esistono segnali recettoriali che hanno come secondo messaggero il calcio. Es. una molecola

INOSITOLO TRIFOSFATO IP interagisce con il recettore associato ad una proteina G e

3

permette l’attivazione di FOSFOLIPASI C che scinde IP in PIP e DAG (diacilglicerolo). Il

3 2

2+

PIP mobilizza Ca e ne aumenta la concentrazione intracellulare, ovvero fa in modo che il

2

calcio venga rilasciato dal REL. Il calcio liberato si lega alla proteina CALMODULINA e


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AUTORE

Atreyu

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Citologia, istologia ed embriologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Teti Anna Maria.

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