Молекулярная биология сердечно-сосудистых заболеваний. Клетка млекопитающих и трансдукция сигнала
Молекулярная биология и генетика и настоящее время служат прочным фундаментом научных и клинических исследований в области сердечно-сосудистых заболеваний. За последние 20 лет молекулярная биология и генетика были внедрены во все области медицины. Основные принципы этих научных дисциплин служат краеугольным камнем преподавания в высших медицинских учреждениях.
В клинико-исследовательских лабораториях молекулярно-генетические методы уже стали рутинными, их используют для тестирования гипотез относительно патогенеза ССЗ. Клиницисты получили доступ к огромному арсеналу молекулярно-генетических инструментов для диагностики заболеваний и лечения больных. В производстве многих лекарственных препаратов применяют технологии с использованием рекомбинантной дезоксирибонуклеиновой кислоты.
Столь же впечатляющим стал прорыв в понимании генетических основ ССЗ. Расшифровка механизмов, согласно которым отдельные гены вызывают развитие заболевания, даже очень редкого, привела к пониманию патогенеза более распространенных ССЗ. После завершения расшифровки генома человека открытия в области геномики ССЗ появляются с невероятной скоростью.
Каким образом эти открытия можно будет использовать при лечении больных ССЗ, предсказать пока трудно. В данной статье описаны основные принципы молекулярной биологии и генетики. Статья представляет собой одновременно краткий обзор и источник литературных данных и предназначена для подготовки читателя к обсуждению специфических вопросов по применению достижений этих наук в области ССЗ, изложенных в других главах книги и в соответствующей литературе. Цитируемая литература охватывает тему в целом, а также позволяет более глубоко ознакомиться с каждым отдельным направлением.
Клетка млекопитающих и трансдукция сигнала
Все живые организмы состоят из клеток, которые, в свою очередь, образуются из клеток-предшественников. Характерной особенностью клеток является пространственная организация отдельных процессов, или компартментализация. Прокариоты, например бактерии, состоят из одного клеточного компартмента, окруженного мембраной или мембранами.
Для клеток эукариот, включая млекопитающих, характерно наличие ядра, содержащего генетический материал, и цитоплазмы, которая окружена плазматической мембраной, ограничивающей клетку и определяющей ее внешние границы. В цитоплазме содержатся и другие обособленные компартменты, также окруженные мембранами. Чтобы объяснить, как клетка выполняет свои генетически запрограммированные функции, необходимо понять природу различных компартментов и выяснить, как они образуют структуры, обладающие различными свойствами.
Клетки млекопитающих — это структуры с высокой степенью компартментализации. Наружная клеточная мембрана, называемая плазматической мембраной, представляет собой липидный бислой, который препятствует контактированию внутриклеточного содержимого с водной средой, в т.ч. с внеклеточной жидкостью. Плазматическая мембрана усеяна специфическими трансмембранными белками, называемыми рецепторами. У рецептора есть связывающий центр, который распознает определенный лиганд с наружной стороны мембраны.
Связывание лиганда обычно индуцирует изменения белковой молекулы, которые передаются в цитоплазму засчет конформационных изменений рецептора или путем перемещения всей молекулы лиганда внутрь клетки. Эти изменения, в свою очередь, вызывают другие изменения, но внутри клетки и таким образом обеспечивают ответ клетки на внешние раздражители. Такой тип взаимодействия называют трансдукцией сигнала.
