G proteini

Adı altında G proteinleri guanozin difosfat (GDP) ve guanozin trifosfat (GTP) nükleotidlerini bağlayabilen homojen olmayan bir protein grubudur.

Hücre dışı sinyallerin hücreye ve hücre içine aktarılmasında ve "çevrilmesinde" çok önemli bir rol oynarlar. Membran bazlı, heterotrimerik G proteinleri, hücre dışı ve hücre içi boşluk arasındaki aracıdır ve hücrelerin sitozolünde yer alan küçük G proteinleri adı verilen proteinler, sinyallerin hücre içerisindeki iletimini sağlar.

G proteini nedir?

GTPazlar olarak da bilinen G proteinleri, hücre dışı sinyallerin hücreye ve hücre içine iletilmesinde önemli bir rol oynayan homojen olmayan bir protein grubunu temsil eder. Tüm G proteinleri, GTP ve GDP nükleotitlerini bağlayabilmeleri ile karakterize edilir.

Bunlar, zara bağlı heterotrimerik G proteinlerinin iki büyük grubuna ve sözde küçük monomerik G proteinlerine bölünebilir. Monomerik G proteinleri, hücrelerin sitozolünde bulunur ve hücre içinde sinyal iletimi için ikinci haberciler olarak görev yapar. Membrana bağlı G proteinleri Alfa, Beta ve Gama alt birimlerinden oluşur. Etkin olmayan durumda, GSYİH alfa alt birimine bağlıdır.

Hücre dışı bir uyarıcı (sinyal), GDP'nin GTP ile değiştirildiği ve aynı zamanda alfa alt birimi ve beta-gama alt birimi arasında bir ayrışmanın meydana geldiği bir süreci harekete geçirir. İki beta ve gama alt birimi, sonraki işlemlerde bile bir beta-gama alt birimi olarak aktif bir işlevsel birim olarak birlikte kalır. GSYİH'nın GTP ile değişimi, bu nedenle, etkin olmayan "KAPALI konumdan" etkinleştirilmiş "AÇIK konuma" geçmeye karşılık gelir.

İşlev, efekt ve görevler

Hayvan hücreleri gibi, insan hücreleri de büyük moleküller veya patojenik mikroplara kolayca geçirgen olmayan bir hücre zarı tarafından korunur. Bir yandan hücre zarı, iç sitozol ve hücre çekirdeği için koruma sağlarken, diğer yandan hücreler arasında, bir hücre içinde ve hücre dışı ve hücre içi boşluk arasında gerekli iletişim ve bilgi alışverişi için bir sorun olabilir.

Yaklaşık 21 farklı alfa alt biriminin bilindiği zara bağlı heterotrimerik G-proteinlerinin ana işlevi, hücre dışı boşluktan hücrenin içine sinyal aktarımından oluşur. Sinyal iletimleri, sinyallerin iletilmesi ve belirli "talimatların" hücresel metabolik süreçlere çevrilmesi için gereklidir. Önemli olan, haberci maddeler, hormonlar veya nörotransmiterler aracılığıyla hücreye dışarıdan getirilen önemli mesajları almak ve bunları hücre için "çalışma talimatları" olarak çevirmek ve hücre içindeki ikinci habercilere iletmektir, bu da sitozol içinde daha fazla taşınmasını sağlar. .

İletim süreci ayrıca görme, duyma, tat ve koku gibi belirli hassas uyaranların iletilmesinde önemli bir rol oynar. Sinyal iletimi, vücut ısısını, kan basıncını, kalp işlevini ve diğer birçok bilinçsiz parametreyi kontrol eden belirli kontrol döngülerinin işleyişi için de aynı derecede önemlidir. Basit bir ifadeyle, hücre zarına tutturulmuş heterotrimerik G-proteinleri, ikinci haberciler olarak görev yapan hücre içindeki küçük G-proteinlerine dönüştürülmüş bir biçimde aktarılan sinyal maddeleri için aktif temizleme noktasını somutlaştırır.

100'den fazla farklı formu bilinen küçük G proteinleri, hücre içinde çok çeşitli görevleri yerine getirir.Örneğin, gen ekspresyonunun düzenlenmesinde, hücre iskeletinin organizasyonunda, maddelerin çekirdek ve sitoplazma arasında taşınmasının yanı sıra lizozomlarla madde değişimi ve hücre çoğalmasında rol oynarlar.

Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler

Diğer tüm proteinlerde olduğu gibi, G proteinlerinin temel yapı taşları 23'ü bugüne kadar bilinen sözde proteinojenik amino asitlerdir. Hücre metabolizması amino asitlerin çoğunu kendi başına sentezleyebilse de, gerekli olarak tanımlanan birkaç amino asit yiyecekle birlikte alınmalıdır.

Proteinlerin bir araya getirilmesi ya amino asitleri genetik olarak belirlenmiş dizide birbirine bağlayarak ya da kısmen sökülmüş, uzun zincirli proteinlerin mevcut parçalarını birleştirerek sıfırdan gerçekleşir. Parçalar ayrıca tanıma göre 100'den az amino asitten oluşan peptidler veya polipeptidlerden oluşabilir. G proteinlerinin sentezi, her bir proteinin amino asit dizisini belirleyen, daha önce mRNA'da kopyalanan gen segmentlerine dayanan karmaşık süreçlerde her bir hücrede gerçekleşir.

Çeşitliliklerindeki G proteinleri, her bir hücrenin hemen hemen tüm kontrol ve düzenleme süreçlerinde yer aldığından ve aktive ve inaktive edilmiş durum arasındaki ilişki çok dinamik olduğundan, hücrelerdeki konsantrasyonlarının veya aktivitelerinin anlık görüntüsü mümkün değildir ve anlamlı olmayacaktır. Ağdaki tüm G proteinlerinin "normal" iş yapıp yapmadığı, yalnızca dolaylı olarak sağlık durumu aracılığıyla değerlendirilebilir.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Bir enzimin, hormonun veya diğer işlevsel birimlerin işlevsel veya aktive edici parçası olan proteinler söz konusu olduğunda, amino asit dizilerindeki bir hatanın işlevlerini kaybetmelerine ve enzim veya hormonun etkinliğinin bir kısmını kaybetme riski vardır. Çoğu "protein kusuru" durumunda, buna karşılık gelen bir genetik kusur vardır.

Bir gen segmentinin mutasyonu, amino asit sekansının yanlış spesifikasyonuna ve dolayısıyla karşılık gelen proteinin yanlış bir şekilde yapılandırılmasına yol açar. G proteinleri, plandaki bu tür genetik olarak belirlenmiş hatalardan kaçınılmaz. Bununla birlikte, hata G proteinine bağlı reseptörlerde yer alıyorsa, G proteinleri de işlevlerini kaybeder.

Her iki durumda da, sinyalleri dönüştürme yeteneğinin azalması, belirli bir hastalığı tetikler veya gelişimine katkıda bulunur. G proteinlerinin işlev bozukluğuyla ilişkili hastalıklar, örneğin, psödohipoparatiroidizm, akromegali, hiperfonksiyonel tiroid adenomu, yumurtalık tümörleri ve diğer birkaçıdır.