Механизм экспрессии генов. Быстрые немедленные гены. Роль экспрессии генов в формировании долговременной памяти

Метаботропные рецепторы. Последовательность протекающих в них процессов. Вторичные посредники.

Метаботропные – канал не в молекуле рецептора. Рецептор- не 1 молекула, а система белков. При возбуждении метаботропного рецепторы происходит изменение внутриклеточного метаболизма. С внутренней стороны мембраны присоединен целый ряд других белков, выполняющих ферментативные функции и частью посреднические функции. Белки-посредники относятся к G-белкам, который под влиянием возбужденного рецептора воздействует на белок-фермент.

Принцип функционирования: медиатор действует на рецептор- меняется конфигурация белка- воздействует на G-белок- контакт с эффектором- открытие каналов изнутри.

Св-ва метаботропных рецепторов: медленные, неоднозначность эффекта (1 рец-р запускает разные каскады реакций); продолжительность действия дольше контакта с медиатором; эффективность- 1 молекула рецепторы- 10 в 3 степени каналов- усиление сигнала за счет каскада. Клетка не только открывает каналы, но и изменяет состояние внутриклеточных белков и даже генов через каскад посредников. Отсюда название метабо.

Вторичные посредники- мелкие молекулы или ионы, передающие сигнал внутри клетки. Этим они отличаются от первичных- медиаторов и гормонов, передающих информацию от клетки к клетке. цАМФ, Са, цГМФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерол, оксид азота.

Во время обучения синапсов в процессе формирования памятного следа, в нем возрастает активность белков. Раз возрастает акт-ть белков, они быстрее изнашиваются, и их чаще нужно обновлять. Поэтому экспрессия генов- активность генов, которую кодируют эти белки тоже возрастает.

Повышение активности гуламинергических синапсах. Их пресинаптического окончания обучающегося нейрона выделяется глутаминовая кислота - она воздействует на NMDA-рецепторы, но не запускает ПД- метаботропные рецепторы

Принцип образования памяти на всю жизнь - изменение работы генов, разрастается синапс, следовательно там больше рецепторов, синтезируется больше каналов и медиатора. Это изменение экспрессии генов.

7. Аминокислотные медиаторы. Функционирование NMDA – глутаминовых рецепторов.

Аминокислотные медиаторы- медиаторы, образованные из аминокислот, они переносят основную часть сенсорных, двигательных и прочих сигналов по нейронным сетям, а также осуществляют управление таким переносом. А\к реализуют быструю передачу информации. По сравнению с другими медиаторами, синтез а\к-х является наиболее простым для клетки, т.к. они просты по хим составу. Медиаторы этой группы характеризуются большой специфичностью синаптических эффектов- либо возбуждающее, либо тормозное.

К аминокислотным медиаторам относят глутаминовую кислоту, ГАМК и глицин. Главный возбуждающий медиатор ЦНС- глутаминовая кислота. Пищевой глутамат плохо преодолевает ГЭБ, что предохраняет нас от сбоев в деятельности мозга. Как медиатор синтезируется из глутамина. Рецепторы к глутамату: 3 типа ионотропных и 8 метаботропных. Ионотропные: NMDA (агонист N метил D аспартат), AMPA (агонист альфа-амино-гидрокси-метил-изоксанол-пропиловая кислота) и каинатные (агонист- каиновая кислота).

NMDA широко распространены от спинного мозга до коры больших полушарий. Больше всего их в гиппокампе, участвующие в процессах кратковременной памяти. Рецептор состоит из 4х белков-субъединиц, имеющих 2 активных центра для связывания глутаминовой кислоты а 2 активных центра для связывания глицина. Ионный канал, образованный субъединицами, высоко проницаем для K+, Na+, Ca2+ и заблокирован ионом Mg2+ потенциалзависимым способом. Деполяризация постсинаптической мембраны, вызванная активацией других глутаматных ионотропных рецепторов, устраняет «магниевый блок» и приводит к открытию канала. Этот механизм – один из способов резко повысить эффективность синаптической передачи, создать новый канал информации. Подобные процессы лежат в основе обучения и формирования памяти. Наиболее очевидный способ удаления магниевых пробок – ПД от не-NMDA рецепторов, находящихся на той же мембране. Подобного рода синапсы способны мгновенно увеличить эффективность работы. Они характерны для больших полушарий, а также для гиппокампа в процессах формирования кратковременной памяти. Входящий кальций в NMDA-рецептор может активировать не-NMDA-рецепторы. В обоих случаях изменённое состояние синапса остаётся ещё на протяжении нескольких минут-часов (кратковременная память).

Более длительные изменения происходят за счёт передачи сигнала с помощью ионов кальция на ядерную ДНК, активируя гены не-NMDA рецепторов. Вследствие этого происходит синтез белков-рецепторов и встраивание их в мембрану. Тем самым эффект держится неограниченно долго (долговременная память).

NMDA-рецепторы опосредуют возбуждающее действие глутамата, однако, оно не распространяется на все виды активации нейрона. Они не участвуют в возникновении быстрого и кратковременного возбуждения, с которым связаны физиологические реакции (например, защитный рефлекс одергивания и др.). Быстрые возбуждающие постсинаптические потенциалы, характерные для подобных реакций, формируются при участии ионотропных не-NMDA-рецепторов. Роль же NMDA-рецепторов велика в патологии нейронов, их гиперактивации и эпилептизации, так как обеспечивают усиленную и длительную активацию нейронов. Гиперактивация NMDA-рецепторов, несомненно, вносит определенный вклад в судорожную активность и связанную с ней гибель нейронов

Дата добавления: 2015-04-24