» » Почему тепло убивает клетки?

Почему тепло убивает клетки?

Почему тепло убивает клетки?
Если температура возвысится возвышеннее найденного порога, клетка коллапсирует и умрет. Одно из самых простых объяснений этого дефекта теплостойкости состоит в том, что белки, необходимые для жизни, — те, какие извлекают энергию из шамовки или солнечного света, бьются с вторженцами, уничтожают отходы и настолько дальше — гуще итого имеют невообразимо точную форму. Они начинаются с длинных цепочек, затем сворачиваются в спирали и иные конфигурации, продиктованные последовательностью их компонентов. Эти формы играют важную роль в том, что они делают. Однако когда все начинает нагреваться, связи, поддерживающие структуры белков, разрушаются: сперва самые легкие, а затем, когда температура вздымается, и большие. Очевидно, разрушение белковой структуры надлежит быть летальным, однако до недавних пор аккуратные детали того, будто или почему это убивает перегретые клетки, были неизвестны.

И вот биофизики из Политехнического университета в Цюрихе, Швейцария, изучили поведение всякого белка в клетках четырех разных организмов по мере увеличения тепла. Это изыскание и его денежный настоящими поле, недавно опубликованные в Science, показали, что при температуре смерти клетки — будь то клетка человека или клетка кишечной палочки — распадаются всего несколько важнейших белков. Более того, изобилие белка в клетке, по-видимому, показывает интригующую связь со стабильностью белка. Эти изыскания предлагают взглянуть на основные правила, какие определяют распорядок и бедлам белков — правила, какие, по мнению исследователей, будут иметь последствия, выходящие вдалеке за рамки безыскусный смерти клеток.
Паола Пикотти, биофизик, возглавлявший изысканием, вбил, что эти эксперименты вышли из ветхого, тернистого спроса: почему кое-какие клетки выживают при высоких температурах, а иные умирают. Микроб Thermus thermophilus безоблачно живет в горячих источниках и даже бытовых водонагревателях, в то времена будто E. coli распадается уже при 40 градусах Цельсия. Есть большие доказательства в пользу того, что важны собственно несходства в стабильности белков всякого организма. Однако изучать поведение белка, когда он еще будет в живой клетке, — это идеальный способ понять его, и это очень непросто. Выделение белка в пробирке дает лишь частичные ответы, потому что внутри организма белки соединяются вкупе, меняя химию дружок дружка или удерживая дружок дружка в надобной фигуре. Чтобы понять, что распадается и почему, надобно изучать белки, доколе они влияют дружок на дружка.
Почему тепло убивает клетки?
Чтобы решить эту проблему, команда ученых разработала томительный автоматизированный пролетарий процесс, в каком они разделяют разинутые клетки и нагревают их содержимое поэтапно, выбрасывая разрезающие белки ферменты в смеси поэтапно. Эти ферменты необычно важнецки при нарезке развернутых белков, поэтому исследователи смогли определить, при какой температуре отказывал всякий фрагмент белков. Таковским образом, они изображают неразвернутую, или денатурирующую, кривую для всякого из тысяч изучаемых ими белков, демонстрируя, будто эти дуги переходят из интактных структур при комфортных температурах в состояние распада с повышением температуры. Чтобы увидеть, будто эти кривые отличаются у обликов, ученые избрали четыре облика — людей, E. coli, T. thermophilus и дрожжи.
«Это великолепное исследование», говорит Аллан Драммонд, биолог Чикагского университета, помечая масштаб и деликатность процесса.
Одно из самых очевидных наблюдений заключалось в том, что у всякого облика белки не разворачивались массово при повышении температуры. Вместо этого первыми коллапсировали белки очень небольшого подмножества, говорит Пикотти, и это были величественнейшие белки. Гуще итого эти белки были узко связаны, то есть воздействовали на бездна процессов в клетке. «Без них клетка не может функционировать, — говорит Пикотти. — Когда они уходят, развалиться может круглая сеть». И, очевидно, жизнь клетки.
Этот парадокс — что кое-какие из самых важных белков оказываются самыми деликатными — может отражать, будто эволюция сформировала их для их работы. Если у белка бессчетно ролей, он может получить выгоду из нестабильности, оказавшись маневренным к фолдингу и анфолдингу, то есть к свертыванию и развертыванию, потому что это позволит ему принимать бессчетно разных конфигураций в подвластности от мишени. Многие из важных белков обладают повышенной гибкостью, что делает их более нестабильными, однако при этом гибкими и способными связываться с самыми неодинаковыми целевыми молекулами в клетке, объясняет Пикотти. Образцово настолько они способны выполнять свои функции — это своего рода компромисс.
При кратчайшем рассмотрении E. coli, настоящие коей были самыми безукоризненными, ученые также вскрыли взаимосвязь между изобилием белка — того, сколько снимок его плавает вкруг клетки — и его стабильностью. Чем вяще снимок делает клетка, тем вяще тепла требуется, чтобы разбить белок. Стоит также отметить, что изобилие не век коррелирует с житейской важностью: кое-какие жидкие белки тоже важны. Эта связь между изобилием и устойчивостью была представлена Драммондом на уровне идеи еще десять лет назад, когда он поставил под сомнение тенденцию клеточной машины делать случайные оплошки. Ляпсус всегдашне дестабилизирует белок. Если этот белок разблаговещен и производится сотнями или тысячами в клетке каждодневно, тогда ложно раскатанные копии в больших количествах могли бы стать фатальными для клетки. Организму было бы впопад создавать версии обычных белков с добавочной стабильностью, и настоящие команды Пикотти это отражают.
Чтобы исследовать, какие качества обеспечивают белок термический устойчивостью, ученые соотнесли настоящие с E. coli и T. thermophilus. Белки E. coli начинают распадаться при 40 градусах Цельсия и по большей части распадаются к 70 градусам. Однако при этой температуре белкам T. termophilus только-только становится неуютно: кое-какие из них сохраняют свою форму до 90 градусов Цельсия. Ученые вскрыли, что белки T. termophilus, будто правило, краткие, а кое-какие виды конфигураций и компонентов показывают гуще в самых стабильных белках.
Эти результаты могут помочь исследователям разработать белки с устойчивостью, скрупулезно настроенной на их надобности. Во многих промышленных процессах, какие включают бактерии, повышение температуры увеличивает урожай — но до тех пор, доколе бактерии не умирают от тепла. Было бы занимательно узнать, можем ли мы стабилизировать бактерии, создав несколько белков, какие будут более устойчивы к повышению температуры, говорит Пикотти.
Помимо всех этих наблюдений, обилие информации о том, будто разворачивается всякий белок, приводит биологов в восхищение. Стабильность белка изображает прямым показателем того, как вероятно он образует белковые агрегаты: скопления развернутых белков, какие липнут дружок к другу. Агрегаты, зачастую изображающие кошмаром для клетки, могут ввязываться в величавые задачи. Например, их связывают с кое-какими капитальными неврологическими состояниями, таковскими будто болезнь Альцгеймера, когда бляшки денатурированных белков начиняют мозг.
Однако это не означает, что агрегация происходит всего у людей, страдающих от этой немочи. Визави, ученые понимают, что это может происходить беспрерывно, без очевидных ключей стресса, и что крепкая клетка может с этим свериться.
«Я думаю, это все гуще сознается разблаговещенным явлением», говорит Мишель Вендрусколо, биохимик из Университета Кембриджа. «Большинство белков на самом деле накапливаются в клеточной сфере. Пиккоти получила важную информацию о интервале времени, в каком найденный белок пребывает в неразвернутом состоянии. Этот интервал определяет степень, с коей он накапливается».
Кое-какие белки почитай ввек не разворачиваются и не накапливаются, иные делают это при определенных условиях, третьи делают это беспрерывно. Детальная информация в новоиспеченной работе облегчает изучение несходств в том, почему они вообще существуют и что означают. Кое-какие кривые денатурирования даже демонстрируют паттерны, какие говорят о том, что белки накапливаются после развертывания.
Алкая многие ученые заинтересованы в агрегатах из-за ущерба, какой они вызывают, иные думают об этом явлении иначе. Драммонд говорит, что стало очевидно, что кое-какие агрегаты изображают не попросту мешками с мусором, плавающим по клетке; скорее, они содержат деятельные белки, какие продолжают делать свое девало.
Представьте, что вы видаете издале дым, вздымающийся от здания. Все вкруг него — это формы, какие вы принимаете за тела, вытащенные из осколков. Однако если приблизиться, можно обнаружить, что это живые люд, какие вырвались из пламенеющего здания и ждут скорую помощь. Образцово таковое происходит при изучении агрегатов, говорит Драммонд: ученые обнаруживают, что вместо того, чтобы быть жертвами, белки в агрегатах тоже временами могут быть выжившими. Это мощная тенденция биологии в взаправдашнее времена.
В круглом эта труд предполагает, что белки изображают любопытно динамичными структурами. Вначале они похожи на жесткие машины, вкалывающие над найденными фиксированными задачами, для которых им надобна одна конкретная конфигурация. Однако на самом деле белки могут принимать неодинаковые формы в ходе своей нормальной работы. В случае надобности их формы могут меняться настолько радикально, что будет видеться, будто они умирают, алкая в реальности они укрепляются. На молекулярном уровне жизнь может быть беспрерывным распадом и обновлением.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Код: Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:

Свежие новости

16:31
Путин выразил соболезнования Си Цзиньпину после схода оползня в Китае
16:30
Вопрос продления программы маткапитала решится осенью
16:30
В Москве на воскресенье объявили жёлтый уровень опасности из-за грозы
16:30
Путин прибыл в международный детский лагерь "Артек" в Крыму
16:00
Tesla расширяет границы и построит завод Gigafactory в Китае
16:00
Транспортная сеть Hyper Chariot обеспечит скорость до 6500 км/ч
15:30
В Лондоне более четырех тысяч жителей эвакуировали из жилых домов
15:30
В КНР порядка 140 человек исчезли после схода оползня
15:00
Инструкции для ЛЕГО – прощай фантазия и деньги родителей
14:30
Поезд насмерть сбил мать с годовалым ребенком в Подмосковье
14:02
Дочь Трампа вызвали в суд по делу об обувном плагиате
14:02
В американском штате случайно приняли законопроект, разрешающий беременным убийства
14:01
На выпускном в парке Горького «бальные» красавицы сыграли в волейбол
14:01
«Алые паруса» в Петербурге прошли со спекулянтами и полицией
13:30
Китайцы научились творить чудеса со скриншотами на смартфоне
13:01
Карсдорп намерен подписать контракт с Ромой 26 июня
13:01
Руни не удается найти новый клуб
13:01
Луис Муриэль: Пока мне не поступали конкретные предложения о трансфере
13:01
НБА. Дуайт Ховард: После звонка Джордана сразу захотелось в зал
13:00
Новая Зеландия – Португалия. Онлайн-трансляция матча начнется в 18.00
13:00
Краснодар предлагает защитнику Шальке Аого контракт с зарплатой 3 млн евро в год
13:00
Алонсо потеряет 40 позиций на стартовом поле Гран-при Азербайджана
13:00
Массимо Каррера: Зенит под руководством Манчини будет жестким соперником
13:00
НХЛ. Генменеджер "Коламбуса": "Искали забивного форварда, и статистика Панарина говорит сама за себя"
13:00
Лучано Спаллетти: Квалификация в Лигу чемпионов – минимальное требование для Интера
12:31
В США полицейские вместо собаки случайно застрелили подростка
12:31
В США полицейский ранил чернокожего коллегу, спутав его с преступником
12:30
Пятый пострадавший от отравления алкоголем скончался в Сергиевом Посаде
12:00
Найдено недостающее звено эволюции между рыбами и амфибиями
12:00
SpaceX в очередной раз успешно запустила и посадила летавшую ракету
11:31
Мальорка (WTA). 1/2 финала. Гергес сыграет с Беллис, Гарсия встретится с Севастовой
11:31
Месси исполнилось 30 лет
11:31
Эрик Булье: Степень трения между Маклареном и Хондой преувеличивается прессой
11:31
Спартак интересуется защитником Црвены Звезды Петковичем
11:31
Зенит заплатит за Маноласа и Паредеса 65–70 млн евро
11:30
Переговоры Челси с Куртуа о новом контракте приостановлены
11:30
Реал просит 80 млн евро за Морату, игрок хочет уйти
11:30
НБА. Крис Пол переизбран президентом профсоюза игроков
11:30
Глава подразделения Рено в Формуле-1: Мы хотим помочь Палмеру справиться с непростым периодом в карьере  
11:30
Массимо Каррера: Это эгоистично, но мне бы хотелось, чтобы сборная России не вышла из группы
Больше новостей