Cellular stress respons - Cellular stress response
Cellular stress respons er det brede spekteret av molekylære endringer som celler gjennomgår som respons på miljøstressorer , inkludert ekstreme temperaturer, eksponering for giftstoffer og mekanisk skade. Cellular stress respons kan også være forårsaket av noen virusinfeksjoner. De forskjellige prosessene som er involvert i cellulære stressresponser tjener det adaptive formålet med å beskytte en celle mot ugunstige miljøforhold, både gjennom kortsiktige mekanismer som minimerer akutt skade på cellens totale integritet, og gjennom langsiktige mekanismer som gir cellen et mål på elastisitet mot lignende ugunstige forhold.
Generelle egenskaper
Cellular stressrespons medieres primært gjennom det som er klassifisert som stressproteiner . Stressproteiner er ofte delt inn i to generelle kategorier: de som bare aktiveres av stress, eller de som er involvert både i stressresponser og i normal cellulær funksjon. Den essensielle karakteren til disse stressproteinene for å fremme overlevelse av celler har bidratt til at de er bemerkelsesverdig godt konservert på tvers av phyla, med nesten identiske stressproteiner som uttrykkes i de enkleste prokaryote celler så vel som de mest komplekse eukaryote.
Stressproteiner kan utvise vidt forskjellige funksjoner i en celle - både under normale livsprosesser og som respons på stress. For eksempel har studier i Drosophila antydet at når DNA som koder for visse stressproteiner viser mutasjonsdefekter, har de resulterende cellene svekket eller mistet evner som normal mitotisk deling og proteasommediert proteinnedbrytning. Som forventet var slike celler også veldig sårbare for stress, og opphørte å være levedyktige ved forhøyede temperaturområder.
Selv om stressresponsveier formidles på forskjellige måter avhengig av involvert stressfaktor, celletype osv., Er en generell karakteristikk for mange veier - spesielt de der varme er den viktigste stressfaktoren - at de initieres av tilstedeværelse og påvisning av denaturerte proteiner. . Fordi forhold som høye temperaturer ofte får proteiner til å denaturere, gjør denne mekanismen det mulig for celler å bestemme når de er utsatt for høy temperatur uten behov for spesialiserte termosensitive proteiner. Faktisk, hvis en celle under normale (som betyr ubelastede) forhold har denaturert proteiner kunstig injisert i den, vil den utløse en stressrespons.
Svar på varme
_CROPPED.jpg)
Varmesjokkresponsen innebærer en klasse stressproteiner som kalles varmesjokkproteiner . Disse kan bidra til å forsvare en celle mot skade ved å fungere som 'chaperons' i proteinfolding, og sikre at proteiner får den nødvendige formen og ikke blir denaturert. Denne rollen er spesielt viktig fordi forhøyet temperatur i seg selv vil øke konsentrasjonen av misdannede proteiner. Varmesjokkproteiner kan også delta i merking av misdannede proteiner for nedbrytning via ubiquitin- koder.
Svar på giftstoffer
Mange giftstoffer ender med å aktivere lignende stressproteiner til varme eller andre stressinduserte veier fordi det er ganske vanlig at noen typer giftstoffer oppnår deres effekter - i det minste delvis - ved å denaturere vitale cellulære proteiner. For eksempel kan mange tungmetaller reagere med sulfhydrylgrupper som stabiliserer proteiner, noe som resulterer i konformasjonsendringer. Andre giftstoffer som enten direkte eller indirekte fører til frigjøring av frie radikaler, kan generere feilfoldede proteiner.
applikasjoner
Tidlig forskning har antydet at celler som er bedre i stand til å syntetisere stressproteiner og gjør det til riktig tid, er bedre i stand til å tåle skader forårsaket av iskemi og reperfusjon . I tillegg har mange stressproteiner overlapper med immun proteiner. Disse likhetene har medisinske anvendelser når det gjelder å studere strukturen og funksjonene til både immunproteiner og stressproteiner, samt hvilken rolle hver spiller i bekjempelse av sykdom.