ФЭНДОМ


Постановка проблемы Править

О нейромедиаторах пишут следующие:

"Нейромедиаторы характеризуются способностью реагировать со специфическими белковыми рецепторами клеточной мембраны, инициируя цепь биохимических реакций"

Но информации о таких белковых рецепторах найти не могу, есть ли их список, чтобы найти соответствующий им ген, и его ДНК-последовательность. Кто в этом разбирается - помогите ...

Задача как раз и состоит в прослеживании гомологии, а исходя из этого эволюционирование нервной системы. Т.е. мне как специалисту по ИИ важно знать какие механизмы в нервной системы важны как минимум, а какие есть ли дополнение у высших организмов. Теперь могу конкретизировать несколько вопросов:

  1. Правильно ли я понимаю, что нервная система (а соответственно, обсуждаемые белковые рецепторы нейромедиаторов) есть только у эукариот и только у многоклеточных (т.е. у простейших отсутствуют), более того эти многоклеточные должны относиться к классу животных.
  2. Как мне известно белки с большим кол-вом доменов эволюционно появляются позже. Поэтому меня интересуют наиболее простые формы белков, где домены еще отсутствуют (есть ли такие ?) или их не более 2-3 шт.
  3. Есть ли иследования, которые показывают прородителей белковых рецепторов, имеющиеся у простейших, или даже у бактерий.
  4. И наконец, как я понимаю Губки есть наипростейший представитель животных, но у них отсутствует нервная система. Следующий представитель как я понимаю Гидра, так вот правильно ли его брать за основу ? И если да, то меня интересует какие нейромедиаторы используются этим организмом, список я надеюсь будет значительно меньше чем у высших животных, и тогда меня по прежнему интересует список соответствующих белковых рецепторов нейромедиаторов ....

Комментарии Править

Кое-что я нашел сайт: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez поиск Receptors, G-Protein-Coupled, Saccharomyces cerevisiae дает 16 результатов

Объясните мне теперь, что это делает G-Protein у дрожей, как это понимать в смысле зачатков нервной системы ?

можно оказывается спуститься еще ниже поиск: Receptors, G-Protein-Coupled, Bacteria

какую роль он играет у бактерий (связь с нервной системой) ?

Ratte у бактерий G-Protein, вероятно, делает примерно то же, что и у других организмов - выполняет финкцию внутриклеточного мессенджера, участвует в процессах фосфорилирования...

VladimirKox У одноклеточных есть рецепторы к репелентам и антрактантам, с большой натяжкой прообразы рецепторов к нейромедиаторам.

Ratte ну что присутствие G-белка в дрожжах может означать? - наверное нужен он им (дрожжам), этот G-белок, используют они его для внутриклеточной сигнализации... G-protein-coupled receptors - это ж не обязательно рецепторы к нейротрансмиттерам... я ведь Вам уже написал, G-белки - это так называемые "вторичные посредники" (second messengers), составляющая часть внунтриклеточной сигнальной системы... внутриклеточная сигнализация, разумеется, существует как у одно-, так и у многоклеточных организмов (правда, именно G-protein-coupled receptors существуют только у эукариот, если верно помню)... насколько понимаю, аналоги рецепторов к нейротрансмиттерам появились намного раньше, чем нервная система, так что "по рецепторам" чёткую границу, наверное, будет трудно провести (разве что формально)... тот же глутамат, например, и в сигнальной системе растений есть (а первые глутаматные рецепторы вообще существовали ещё до обособления царств растений и животных)... правда, структура рецепторов у растений и животных отличается, но их гены из одной семьи, кажется... ГАМК есть и у бактерий... с чем от там вяжется до сих пор неясно, вроде бы, но возможно, что это что-то, похожее на рецепторы ГАМК у животных... домен Cache (Саlcium channels and chemotaxis receptors) найден и у прокариот, и у эукариот (в том числе, в царстве животных)... правда, это лишь отдельный домен... наверняка есть - как уже говорил, вещества, выполняющие роль нейромедиаторов у животных, встречаются и в других царствах (соответственно, и рецепторы к ним)... надо искать в PubMed или Google Scholar (ну, или ждать - вдруг, кто придёт и даст готовый ответ... опять же, эволюционные генетики на такое ответят скорее, чем нейрофизиологи) правильно ли брать за основу именно гидру - не знаю (не уверен, что термины правильно/неправильно сюда вообще применимы)... если исходить из наличия нервных клеток, то тут гидра, пожалуй, подойдёт, как основа... но и у губок есть рецепторы к серотонину, глутамату, ГАМК (это только из того, что я могу с ходу сказать)... про нейромедиаторы гидры - полного списка не знаю, глутамат, ГАМК, глицин, норадреналин, серотонин и дофамин у неё есть - опять же, подробнее можно поискать в PubMed на Hydra neurotransmitter, Hydra neurotransmission

Касательно, гидры может знаете секвенирован ли организм - если да, то где его скачать ... на ftp NCBI - не нашел, есть только геном митохондрии гидры, закончен только что ;) 03/01/2008

asenic http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=genomeprj&cmd=Search&dopt=DocSum&term=txid6085%5BOrganism%3Anoexp%5D Начат в 2004, текущее состояние: in progress. Наблюдать за ним (прогрессом) можно по циферкам справа.

Таким образом, получается что G-protein-coupled receptors может выполнять различные функции ? Остается понять справедливо ли это в пределах одного организма, а именно, может ли он выступать и в роли рецептора к нейротрансмиттерам, и как внутриклеточная сигнализация ? Или же это нужно понимать только в эволюционном плане как смену внутриклеточной сигнализации на роль рецептора к нейромедиаторам ?

Отсюда вопрос существуют ли специфические рецепторы ТОЛЬКО к нейромедиаторам ? Какие они и чем отличаются от не специфических ?

И главное, что собое представляет внутриклеточная сигнализация не вообще, а имена та которую выполняет группа из G-белков. О чем таком она сигнализирует в дрожжах?

Ratte термин "нейромедиатор" присваивается веществу лишь постольку, поскольку оно присутствует в нейронах, воздействует на нейроны и используется нейронами для передачи сигналов и/или модуляции состояния других нейронов/клеток (впрочем, последнее можно тоже приписать к сигналам) - тогда про вещество говорят, мол, "выполняет роль нейромедиатора"... это же вещество может выделяться и другими клетками, и в другой роли уже не быть нейромедиатором... соответственно, и "рецептор к нейромедиатору" - термин скорее функциональный, а не структурный ссылки: Клеточный рецептор (Wiki) -> G-белки (Wiki) -> G-БЕЛКИ БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ РЕЦЕПТОРЫ (РЕЦЕПТОРНЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ БЕЛКИ) Вторичные мессенджеры: общие сведения

"термин скорее функциональный, а не структурный"

Скорее получается наоборот - структурный, т.к. нейромедиатором обзывают уже только за то, что вещество находится "рядом" с нейронами, а вот касательно функций этого вещества похоже до лампочки какие они для того, чтобы назвать вещество нейромедиатором, ведь оно же в другом месте играет роль совсем не нейро..., а так некого сигнала ... Таким образом, для нейро.. механизма интересны только те который специфичны для нервной системы. Выделенны ли такие нейромедиаторы в отдельную группу ?

Ratte ну, я то имел ввиду, что дело не в структуре самой молекулы, а в том, какую функцию эта молекула выполняет... разумеется, функция во многом определяется тем, где молекула находится можно сказать, что нейротрансмиттеры выделяют в отдельную группу - примерно по тем признакам, что уже упоминал: - присутствует в нейронах, - воздействует на нейроны, - используется нейронами для передачи сигналов но точно такое же вещество может синтезироваться и другими тканями организма для других целей (вообще, надо подумать - может, какое строго специфичное для нервной системы вещество и найдётся - но кажется нет такого)

Вот тут я читаю, предоставленные Вами ссылки ... Поясните, пожалуйсто, как я начинаю понимать G-белки не являются рецепторами, а только с ними взаимодействуют уже внутри клетки, с целью определеным образом воздействовать на экспресию генов, и последующим транскрипцией белков. Так ?

Ratte да, всё почти так... G-белок - не рецептор, а внутриклеточная молекула, ассоциированная с определённым подтипом рецепторов (такие рецепторы и называют G-protein-coupled receptors... собственно, это целая "надсемья", включающая в себя несколько семейств рецепторов)... только помимо экспрессии генов с последующей транскрипцией, существует множество других вариантов развития событий... собственно, G-белок представляет собой просто начальное звено одного из каскадов внутриклеточной сигнализации, и более-менее предсказуемым результатом этого каскада является фосфорилирование белков (если верно помню, фосфорилируются сериновые и/или треониновые остатки)... фосфорилирование влияет на активность белков, а вот как это отразится на клетке, уже зависит от того, в образовании какой клеточной структуры участвует фосфорилированый белок - может экспрессия генов произойти, может чувствительность мембранных рецепторов измениться, или ионные каналы откроются (и в результате возникнет ПД и сигнал пойдёт распространяться по волокнам)... а может и экспрессия, и изменения в рецепторах, и возбуждение нерва, и ещё какиe-то процессы произойдут параллельно

Распределение нейромедиаторов по синаптическим щелям Править

у нейрона вроде как один аксон, который затем ветвится, а следовательно, соединяется с целым множеством синаптических щелей. Теперь, например, началось возбуждение, и по этому аксону "бегут" скажем три (для простоты) вида нейромедиаторов, скажем 10 единиц первого, 20 второго и 30 третьего. Вопрос: как распределятся эти нейромедиаторы по синаптическим щелям ? (если вопрос не корректен, то поправьте меня, где я ошибаюсь)

VladimirKox При реакции нейрона бегут вдоль аксона не нейромедиаторы, а потенциалы действия. Когда (ЕСЛИ) потенциалы действия достигли синапса, то из везикул высвобождается нейромедиатор. Может ли в разных синапсах нейрона быть разной концентрация разных нейромедиаторов? Как это достигается? Это вопросы еще ТЕ, и ответа на них - я не знаю. А вот немного ереси: Известно, что при применении психотропных веществ, в ЦНС происходят компенсаторные изменения снижающие эффект применения этих веществ (формирование устойчивости). Выходит формирование аксо-аксональных синапсов и есть суть компенсаторных изменений , но тогда постсинаптическая потенциация отходит на второй план , а аксональная блокада является основным механизмом стабилизации активности нейронной сети. Или же дендриты ищут слишком активные аксоны , на что косвенно указывает слабое ветвление аксона.

Тогда уточняю вопрос: Везикулы, находятся на разных ответвлениях аксона. Так ? Наверняка, вероятно, что они там в разных количествах ... соответственною, потенциал действия, высвобождает в синаптические щели связанные с аксоном нейрона, разное количество нейромедиаторов. Так ?

И дополнительный вопрос: Высвободившиеся медиаторы, все ли связываются с рецепторами на постсинаптическом нейроне, или связываются те кто успел (или кому хватило места), а затем нейромедиаторы уничтожаются ... Кстати, действительно, как долго нейромедиаторы находятся в щели и как они от туда исчезают ?

CopperKettle Насколько я понимаю, существуют разнообразнейшие транспортеры медиаторов - белки, которые способствуют перемещению медиатора из синаптической щели обратно в нейрон, белки, которые способствуют перемещению в везикулы перед выбросом и т.п. Neurotransmitter transporters

Ratte да, примерно так вообще, "количество везикул в пресинапсе" и "количество везикул, готовых высвободить медиатор в щель в единицу времени", меняется, в зависимости от разных факторов насколько понимаю, связываются те, кто успел, и те, кому хватило места... параллельно медиатор диффундирует из щели в межклеточное пространство... разрушается... захватывается обратно в пресинапс... насколько быстр этот процесс - не знаю... вероятно, по-разному, в зависимости от конкретного синапса и вида медиатора... может, кто и исследовал динамику процесса (кстати, действительно интересно было бы почитать)

Число визикул и молекул в нем Править

В ацетилхолиновом синапсе 1500 везикул. Диаметр везикул (синаптических пузырьков) обычно варьирует от 10 до 80 нм. Хотя размеры отдельных везикул могут достигать 200 нм и более. Обычно средний диаметр соответствует ширине синаптической щели. Толщина мембраны везикулы 5 нм. Количество нейромедиатора в везикуле, встречаются цифры, от 2000 до 100000 молекул. Например, в везикуле диаметром 80 нм примерно 40000 молекул ацетилхолина. Для инициации потенциала действия необходимо высвобождение содержимого сотни и более везикул ("квантов"). Несколько ссылок [1], [2], [3]


См. также Править