Hydrofiiliset hormonit eivät pysty tunkeutumaan solukalvon läpi ja siksi signaalin välitys tapahtuu kalvoreseptoriproteiinien kautta.

Näitä reseptoreita on kolme tyyppiä.

Ensimmäinen tyyppi ovat proteiineja, joissa on yksi transmembraaninen polypeptidiketju.

Hormonit, kuten somatotrooppinen hormoni, prolaktiini, insuliini ja monet hormonin kaltaiset aineet - kasvutekijät - ovat yhteydessä tämän tyyppisiin reseptoreihin. Kun hormoni liitetään tämän tyyppiseen reseptoriin, tämän reseptorin sytoplasminen osa fosforyloituu, mikä johtaa väliproteiinien (lähettiläisten) aktivoitumiseen. entsymaattinen aktiivisuus. Tämä ominaisuus mahdollistaa lähettiproteiinin tunkeutumisen solun tumaan ja aktivoi tumaproteiinit, jotka osallistuvat vastaavien geenien ja mRNA:n transkriptioon. Lopulta solu alkaa syntetisoida tiettyjä proteiineja, jotka muuttavat sen aineenvaihduntaa. Tätä mekanismia kuvaava kaavio on esitetty kuvassa. 10.

Riisi. 10. Hydrofiilisten hormonien vaikutusmekanismi kohdesoluun,

tyypin 1 reseptoreiden kanssa

Toisen tyyppiset reseptorit, jotka havaitsevat hydrofiilisten hormonien vaikutuksen kohdesoluihin, ovat niin sanotut "reseptorit - ionikanavat". Tämän tyyppiset reseptorit ovat proteiineja, joissa on neljä transmembraanista fragmenttia. Hormonimolekyylin yhdistäminen tällaiseen reseptoriin johtaa transmembraanisten ionikanavien avautumiseen, minkä seurauksena elektrolyytti-ionit voivat päästä solun protoplasmaan pitoisuusgradienttia pitkin. Toisaalta tämä voi johtaa depolarisaatioon solukalvo(esimerkiksi se tapahtuu solujen postsynaptisen kalvon kanssa luurankolihas siirrettäessä signaalia motorisesta hermokuidusta lihakseen), ja toisaalta elektrolyytti-ionit (esim. Ca ++) voivat aktivoida seriini-tyrosiinikinaaseja ja entsymaattisen vaikutuksensa vuoksi solunsisäisiin proteiineihin aiheuttaa muutoksia. solujen aineenvaihdunnassa.

Tätä mekanismia kuvaava kaavio on esitetty kuvassa. yksitoista.

Riisi. 11. Hydrofiilisten hormonien vaikutusmekanismi kohdesoluun,

joilla on tyypin 2 reseptoreita

Kolmas reseptorityyppi, joka havaitsee hydrofiilisten hormonien vaikutuksen kohdesoluihin, määritellään "G-proteiiniin kytketyiksi reseptoreiksi" (lyhennettynä GPCR - "G-proteiiniin kytketyt reseptorit").

G-reseptorien avulla välittäjäaineiden ja välittäjäaineiden (adrenaliini, norepinefriini, asetyylikoliini, serotoniini, histamiini jne.), hormonien ja opioidien (adrenokortikotropiini, somatostatiini, vasopressiini, angiotensiini, gonadotropiini, jotkut neuropeptidit) kiihottamat signaalit ovat kasvutekijöitä ja neuropeptidejä. siirretään toimeenpanevaan solukkolaitteeseen. ja jne.). Lisäksi G-reseptorit välittävät maku- ja hajureseptorien havaitsemia kemiallisia signaaleja.

G-reseptorit, kuten useimmat kalvoreseptorit, koostuvat kolmesta osasta: solunulkoisesta osasta, osasta reseptoria upotettuna solukalvoon ja solunsisäisestä osasta, joka on kosketuksessa G-proteiinin kanssa. Tässä tapauksessa reseptorin kalvonsisäinen osa on polypeptidiketju, joka läpäisee kalvon seitsemän kertaa.

G-proteiinien tehtävänä on ionikanavien avaaminen (eli elektrolyytti-ionien pitoisuuden muutos kohdesolujen protoplasmassa) ja väliproteiinien (sellunsisäisten lähettiläiden) aktivointi. Tämän seurauksena toisaalta solun vastaavat entsyymijärjestelmät (proteiinikinaasit, proteiinifosfataasit, fosfolipaasit) aktivoituvat, ja toisaalta fosforyloidut proteiinit, joilla on voimakas entsymaattinen aktiivisuus, saavat kyvyn tunkeutua solun tumaan ja siellä fosforyloi ja aktivoi proteiineja, jotka osallistuvat geenien ja mRNA:n transkriptioon. Viime kädessä solujen aineenvaihdunta muuttuu sekä solunsisäisten proteiinien entsymaattisten transformaatioiden että uusien proteiinien biosynteesin vuoksi. Kaavio, joka havainnollistaa hormonimolekyylin vuorovaikutuksen mekanismeja kohdesolun G-reseptorin kanssa, on esitetty kuvassa. 12.

Hormonit vaikuttavat kohdesoluihin.

kohdesoluja- Nämä ovat soluja, jotka ovat spesifisesti vuorovaikutuksessa hormonien kanssa käyttämällä erityisiä reseptoriproteiineja. Nämä reseptoriproteiinit sijaitsevat solun ulkokalvolla tai sytoplasmassa tai tuman kalvolla ja muilla solun organelleilla.

Biokemialliset mekanismit signaalin välittämiseksi hormonista kohdesoluun.

Mikä tahansa reseptoriproteiini koostuu vähintään kahdesta domeenista (alueesta), jotka tarjoavat kaksi tehtävää:

hormonien tunnistaminen;

vastaanotetun signaalin muuntaminen ja lähettäminen soluun.

Kuinka reseptoriproteiini tunnistaa hormonimolekyylin, jonka kanssa se voi olla vuorovaikutuksessa?

Yksi reseptoriproteiinin domeeneista sisältää alueen, joka on komplementaarinen jollekin signaalimolekyylin osalle. Reseptorin sitoutumisprosessi signaalimolekyyliin on samanlainen kuin entsyymi-substraattikompleksin muodostusprosessi, ja se voidaan määrittää affiniteettivakion arvolla.

Suurin osa reseptoreista ei ole hyvin ymmärretty, koska niiden eristäminen ja puhdistaminen ovat erittäin vaikeita, ja kunkin reseptorityypin pitoisuus soluissa on hyvin alhainen. Mutta tiedetään, että hormonit ovat vuorovaikutuksessa reseptoriensa kanssa fysikaalis-kemiallisella tavalla. Hormonimolekyylin ja reseptorin välille muodostuu sähköstaattisia ja hydrofobisia vuorovaikutuksia. Kun reseptori sitoutuu hormoniin, reseptoriproteiinissa tapahtuu konformaatiomuutoksia ja signaalimolekyylin kompleksi reseptoriproteiinin kanssa aktivoituu. Aktiivisessa tilassa se voi aiheuttaa spesifisiä solunsisäisiä reaktioita vasteena vastaanotettuun signaaliin. Jos reseptoriproteiinien synteesi tai kyky sitoutua signaalimolekyyleihin on heikentynyt, ilmaantuu sairauksia - hormonaalisia häiriöitä.

Tällaisia ​​sairauksia on kolmenlaisia.

Liittyy riittämättömään reseptoriproteiinien synteesiin.

Liittyy reseptorin rakenteen muutokseen - geneettisiin virheisiin.

Liittyy reseptoriproteiinien salpaamiseen vasta-aineilla.

Hormonien vaikutusmekanismit kohdesoluihin.

Hormonin rakenteesta riippuen on olemassa kahdenlaisia ​​vuorovaikutuksia. Jos hormonimolekyyli on lipofiilinen (esimerkiksi steroidihormonit), se voi tunkeutua kohdesolujen ulkokalvon lipidikerrokseen. Jos molekyylissä on isot koot tai on polaarinen, niin sen tunkeutuminen soluun on mahdotonta. Siksi lipofiilisten hormonien reseptorit sijaitsevat kohdesolujen sisällä, kun taas hydrofiilisten hormonien reseptorit sijaitsevat ulkokalvossa.

Hydrofiilisten molekyylien tapauksessa solunsisäinen signaalinsiirtomekanismi toimii saadakseen soluvasteen hormonaaliseen signaaliin. Tämä tapahtuu aineiden osallistuessa, joita kutsutaan toisiksi välittäjiksi. Hormonimolekyylit ovat muodoltaan hyvin erilaisia, mutta "toiset sanansaattajat" eivät ole.

Signaalinsiirron luotettavuus tarjoaa hormonille erittäin korkean affiniteetin sen reseptoriproteiiniin.

Mitkä ovat välittäjät, jotka osallistuvat humoraalisten signaalien solunsisäiseen välittämiseen?

Näitä ovat sykliset nukleotidit (cAMP ja cGMP), inositolitrifosfaatti, kalsiumia sitova proteiini - kalmoduliini, kalsiumionit, entsyymit, jotka osallistuvat syklisten nukleotidien synteesiin, sekä proteiinikinaasit - proteiinin fosforylaatioentsyymit. Kaikki nämä aineet osallistuvat kohdesolujen yksittäisten entsyymijärjestelmien toiminnan säätelyyn.

Analysoidaan yksityiskohtaisemmin hormonien ja solunsisäisten välittäjien toimintamekanismeja.

On kaksi päätapaa lähettää signaali kohdesoluihin signalointimolekyyleistä, joilla on kalvon toimintamekanismi:

adenylaattisyklaasi (tai guanylaattisyklaasi) -järjestelmät;

fosfoinositidimekanismi.

adenylaattisyklaasijärjestelmä.

Pääkomponentit: kalvoproteiinireseptori, G-proteiini, adenylaattisyklaasientsyymi, guanosiinitrifosfaatti, proteiinikinaasit.

Lisäksi ATP:tä tarvitaan adenylaattisyklaasijärjestelmän normaaliin toimintaan.

Reseptoriproteiini, G-proteiini, jonka vieressä GTP ja entsyymi (adenylaattisyklaasi) sijaitsevat, on rakennettu solukalvoon.

Hormonin vaikutushetkeen asti nämä komponentit ovat dissosioituneessa tilassa, ja signaalimolekyylin kompleksin muodostumisen jälkeen reseptoriproteiinin kanssa tapahtuu muutoksia G-proteiinin konformaatiossa. Tämän seurauksena yksi G-proteiinin alayksiköistä saa kyvyn sitoutua GTP:hen.

G-proteiini-GTP-kompleksi aktivoi adenylaattisyklaasia. Adenylaattisyklaasi alkaa aktiivisesti muuntaa ATP-molekyylejä cAMP:ksi.

cAMP:llä on kyky aktivoida erityisiä entsyymejä - proteiinikinaaseja, jotka katalysoivat eri proteiinien fosforylaatioreaktioita ATP:n osallistuessa. Samaan aikaan fosforihappojäännökset sisältyvät proteiinimolekyylien koostumukseen. Tämän fosforylaatioprosessin pääasiallinen tulos on muutos fosforyloidun proteiinin aktiivisuudessa. Eri solutyypeissä proteiinit, joilla on erilainen toiminnallinen aktiivisuus, fosforyloituvat adenylaattisyklaasijärjestelmän aktivoitumisen seurauksena. Nämä voivat olla esimerkiksi entsyymejä, ydinproteiineja, kalvoproteiineja. Fosforylaatioreaktion seurauksena proteiinit voivat muuttua toiminnallisesti aktiivisiksi tai inaktiivisiksi.

Tällaiset prosessit johtavat muutoksiin biokemiallisten prosessien nopeudessa kohdesolussa.

Adenylaattisyklaasijärjestelmän aktivointi kestää hyvin lyhyt aika, koska G-proteiini alkaa adenylaattisyklaasiin sitoutumisen jälkeen osoittaa GTPaasiaktiivisuutta. GTP:n hydrolyysin jälkeen G-proteiini palauttaa konformaationsa ja lakkaa aktivoimasta adenylaattisyklaasia. Tämän seurauksena cAMP-muodostusreaktio pysähtyy.

Adenylaattisyklaasijärjestelmään osallistuvien lisäksi joissakin kohdesoluissa on G-proteiineihin liittyviä reseptoriproteiineja, jotka johtavat adenylaattisyklaasin estämiseen. Samaan aikaan GTP-G-proteiinikompleksi estää adenylaattisyklaasia.

Kun cAMP:n muodostuminen pysähtyy, fosforylaatioreaktiot solussa eivät lopu välittömästi: niin kauan kuin cAMP-molekyylejä on olemassa, proteiinikinaasin aktivaatioprosessi jatkuu. CAMP:n toiminnan pysäyttämiseksi soluissa on erityinen entsyymi - fosfodiesteraasi, joka katalysoi 3',5'-syklo-AMP:n hydrolyysireaktiota AMP:ksi.

Jotkut fosfodiesteraasia estävät aineet (esim. alkaloidit kofeiini, teofylliini) auttavat ylläpitämään ja lisäämään syklo-AMP-pitoisuutta solussa. Näiden aineiden vaikutuksen alaisena kehossa adenylaattisyklaasijärjestelmän aktivoitumisaika pitenee, eli hormonin vaikutus lisääntyy.

Adenylaattisyklaasi- tai guanylaattisyklaasijärjestelmien lisäksi kohdesolun sisällä on myös mekanismi tiedonsiirtoon kalsiumionien ja inositolitrifosfaatin osallistuessa.

Inositolitrifosfaatti on aine, joka on monimutkaisen lipidi-inositolifosfatidin johdannainen. Se muodostuu erityisen entsyymin - fosfolipaasi "C" - vaikutuksesta, joka aktivoituu membraanireseptoriproteiinin solunsisäisen domeenin konformaatiomuutosten seurauksena.

Tämä entsyymi hydrolysoi fosfoesterisidoksen fosfatidyyli-inositoli-4,5-bisfosfaattimolekyylissä, mikä johtaa diasyyliglyserolin ja inositolitrifosfaatin muodostumiseen.

Tiedetään, että diasyyliglyserolin ja inositolitrifosfaatin muodostuminen johtaa ionisoidun kalsiumin pitoisuuden kasvuun solun sisällä. Tämä johtaa monien kalsiumista riippuvien proteiinien aktivoitumiseen solun sisällä, mukaan lukien erilaisten proteiinikinaasien aktivoituminen. Ja täällä, kuten adenylaattisyklaasijärjestelmän aktivoinnin tapauksessa, yksi signaalinsiirron vaiheista solun sisällä on proteiinin fosforylaatio, joka johtaa solun fysiologiseen vasteeseen hormonin toimintaan.

Erityinen kalsiumia sitova proteiini, kalmoduliini, osallistuu kohdesolun fosfoinositidin signalointimekanismin työhön. Tämä on pienimolekyylipainoinen proteiini (17 kDa), joka koostuu 30 % negatiivisesti varautuneista aminohapoista (Glu, Asp) ja kykenee siksi aktiivisesti sitomaan Ca + 2:ta. Yhdessä kalmoduliinimolekyylissä on 4 kalsiumia sitovaa kohtaa. Vuorovaikutuksen jälkeen Ca + 2:n kanssa kalmoduliinimolekyylissä tapahtuu konformaatiomuutoksia ja Ca + 2-kalmoduliinikompleksi pystyy säätelemään (allosteerisesti inhiboimaan tai aktivoimaan) monien entsyymien - adenylaattisyklaasin, fosfodiesteraasin, Ca + 2:n, Mg + 2:n - aktiivisuutta. -ATPaasi ja erilaiset proteiinikinaasit.

Eri soluissa, kun Ca+2-kalmoduliinikompleksi altistuu saman entsyymin isoentsyymeille (esimerkiksi adenylaattisyklaasille eri tyyppiä) joissakin tapauksissa havaitaan aktivaatiota ja toisissa cAMP-muodostusreaktion estymistä. Tällaisia ​​erilaisia ​​vaikutuksia esiintyy, koska isoentsyymien allosteeriset keskukset voivat sisältää erilaisia ​​aminohapporadikaaleja ja niiden vaste Ca+2-kalmoduliinikompleksin toimintaan on erilainen.

Siten "toisten sanansaattajien" rooli hormonien signaalien välittämisessä kohdesoluissa voi olla:

sykliset nukleotidit (c-AMP ja c-GMP);

1. kompleksi "Sa-kalmoduliini";

   diasyyliglyseroli;

   inositolitrifosfaatti.

Kohdesolujen sisällä olevien hormonien tiedonsiirtomekanismeissa yllä olevien välittäjien avulla on yhteisiä piirteitä:

yksi signaalinsiirron vaiheista on proteiinin fosforylaatio;

aktivoinnin päättyminen tapahtuu erityisten mekanismien seurauksena, jotka osallistujat itse prosessiin käynnistävät - on olemassa negatiivisen palautteen mekanismeja.

Hormonit ovat pääasia humoraaliset säätelyaineet elimistön fysiologiset toiminnot ja niiden ominaisuudet, biosynteettiset prosessit ja vaikutusmekanismit tunnetaan nykyään hyvin.

Ominaisuudet, joilla hormonit eroavat muista signalointimolekyyleistä, ovat seuraavat.

Hormonien synteesi tapahtuu erityisissä soluissa endokriiniset järjestelmät. Hormonien synteesi on hormonisolujen päätehtävä.

Hormonit erittyvät vereen, useammin laskimoon, joskus imusolmukkeeseen. Muut signalointimolekyylit voivat saavuttaa kohdesolut erittymättä kiertäviin nesteisiin.

Telekriininen vaikutus (tai etätoiminta)- hormonit vaikuttavat kohdesoluihin suurella etäisyydellä synteesipaikasta.

Hormonit ovat erittäin spesifisiä aineita kohdesolujen suhteen ja niillä on erittäin korkea biologinen aktiivisuus.

Hormonien loppuvaikutuksia solutasolla voivat olla muutokset aineenvaihdunnassa, kalvon läpäisevyys eri aineille (ionit, glukoosi jne.), solujen kasvu-, erilaistumis- ja jakautumisprosessit, supistumis- tai eritysaktiivisuus jne. vaikutukset alkavat hormonin sitoutumisesta spesifisiin solureseptoriproteiineihin: kalvo tai solunsisäinen (sytoplasminen ja tuma). Hormonien toiminnan vaikutus kalvoreseptorien kautta ilmenee suhteellisen nopeasti (muutamassa minuutissa) ja solunsisäisten reseptorien kautta - hitaasti (puolesta tunnista tai kauemmin).

Toiminta kalvoreseptorien kautta on tyypillistä proteiini-peptidihormoneille ja aminohappojohdannaisille. Nämä hormonit (kilpirauhashormoneja lukuun ottamatta) ovat hydrofiilisiä eivätkä voi tunkeutua plasmalemman sappikalvon läpi. Siksi hormonaalinen signaali välittyy soluun suhteellisen pitkää ketjua pitkin, joka yleensä näyttää tältä: hormoni -> kalvoreseptori -> kalvoentsyymi -> toinen lähetti -> proteiinikinaasi -> solunsisäiset toiminnalliset proteiinit -> fysiologiset vaikutus.

Näin ollen hormonin toiminta kalvoreseptorien kautta toteutuu useissa vaiheissa:

1) hormonin vuorovaikutus kalvoreseptorin kanssa johtaa muutokseen reseptorin konformaatiossa ja sen aktivaatiossa;

2) reseptori aktivoi (harvoin inhiboi) siihen liittyvän kalvoentsyymin;

3) entsyymi muuttaa yhden tai toisen matalan molekyylipainon aineen - sekundaarisen lähettiaineen - pitoisuutta sytoplasmassa,

4) sekundaarinen lähetti aktivoi tietyn sytoplasmisen proteiinikinaasin - entsyymin, joka katalysoi fosforylaatiota ja muutoksia proteiinien toiminnallisissa ominaisuuksissa;

5) proteiinikinaasi muuttaa solunsisäisten funktionaalisten proteiinien, jotka säätelevät solunsisäisiä prosesseja (entsyymit, ionikanavat, supistusproteiinit jne.) aktiivisuutta, mikä johtaa hormonin johonkin toiseen loppuvaikutukseen, esimerkiksi kiihdyttäen glykogeenin synteesiä tai hajoamista, lihasten supistumisen alkaminen jne.

Tällä hetkellä tunnetaan neljän tyyppisiä entsyymejä, jotka liittyvät kalvohormonireseptoreihin ja viisi pääasiallista toissijaista lähettiä (kuvio 1, taulukko 1).

Riisi. 1. Hormonaalisen signaalin transmembraanivälityksen tärkeimmät järjestelmät.

Nimitykset: G - hormonit; R - kalvoreseptorit; G - G-proteiinit; F - tyrosiini-

kinaasi; GC - guanylaattisyklaasi; A-adenylaattisyklaasi; F.P C - fosfolipaasi C; fl - kalvofosfolipidit; ITP - inositolitrifosfaatti, DAT - diasyyliglyseroli; EPR - endoplasminen verkkokalvo; PC - erilaiset proteiinikinaasit.

pöytä 1

Kalvoentsyymit ja toissijaiset sanansaattajat välittävät hormonien toimintaa kalvoreseptorien kautta

Riippuen siitä, kuinka reseptorin ja kalvoentsyymin välinen yhteys suoritetaan, erotetaan kahden tyyppisiä reseptoreita: 1) katalyyttiset reseptorit; 2) G-proteiineihin kytketyt reseptorit.

Katalyyttiset reseptorit: reseptori ja entsyymi liittyvät suoraan toisiinsa (voi olla yksi molekyyli, jossa on kaksi toiminnallista kohtaa). Kalvoentsyymit näissä reseptoreissa voivat olla:

tyrosiinikinaasi (eräänlainen proteiinikinaasi); hormonien toiminta tyrosiinikinaasireseptorien kautta ei vaadi sekundääristen lähettimien läsnäoloa;

Guanylaattisyklaasi katalysoi syklisen GMP:n toisen lähettimen (cGMP) muodostumista GTP:stä.

G-proteiiniin kytketyt reseptorit: signaali reseptorimolekyylistä välittyy ensin tiettyyn kalvon G-proteiiniin1, joka sitten aktivoi tai estää tietyn kalvoentsyymin, joka voi olla:

Adenylaattisyklaasi - katalysoi syklisen AMP:n (cAMP) sekundaarisen lähettiaineen muodostumista ATP:stä;

Fosfolipaasi C katalysoi kahden sekundaarisen lähettiaineen muodostumista kalvon fosfolipideistä: inositolitrifosfaatin (ITP) ja diasyyliglyserolin (DAG). DAG stimuloi proteiinikinaasia ja on myös prostaglandiinien ja vastaavien biologisesti aktiivisten aineiden esiaste. ITP:n päävaikutus on lisätä sytoplasman toisen sekundaarisen lähettiaineen - Ca 2+ -ionien pitoisuutta, jotka tulevat sytosoliin plasmakalvon ionikanavien kautta (sellulaarisesta ympäristöstä) tai solunsisäisten Ca 2 + -varastojen (endoplasminen retikulumi ja mitokondriot) kautta. . Ca2+-ionit suorittavat fysiologisen vaikutuksensa pääsääntöisesti yhdessä kalmoduliiniproteiinin kanssa.

Solunsisäisten reseptorien kautta tapahtuva vaikutus on tyypillistä steroidi- ja kilpirauhashormoneille, jotka rasvaliukoisuutensa ansiosta pystyvät tunkeutumaan solukalvojen läpi soluun ja sen tumaan (kuva 2).

Vuorovaikutuksessa ydinreseptorien kanssa nämä hormonit vaikuttavat solujen jakautumisprosesseihin ja geneettisen tiedon toteuttamiseen (geeniekspressio), erityisesti säätelevät toiminnallisten soluproteiinien - entsyymien, reseptorien, peptidihormonien - biosynteesin nopeutta.

Hormonien sytoplasmisiin reseptoreihin kohdistuvan vaikutuksen seurauksena soluelinten aktiivisuus muuttuu, esimerkiksi biologisen hapettumisen intensiteetti mitokondrioissa tai proteiinisynteesi ribosomeissa.

Yhdessä sytoplasmisten reseptorien kanssa hormonit voivat tunkeutua ytimeen, toimien samalla tavalla kuin tumareseptorien kautta.

Kuva 2. Hormonien intrasellulaarisen toiminnan mekanismit.

Nimitykset: G - hormonit; Rh - tumareseptorit; Rif - sytoplasmiset reseptorit.

Steroidihormonit ovat suhteellisen yksinkertaisia orgaaniset yhdisteet jolla on pieni molekyylipaino. Niiden vaikutusmekanismista tiedetään enemmän kuin muiden hormonien toiminnasta. Steroidihormonien luuranko muodostuu neljästä hiilivetyrenkaasta, ja kaikki monimuotoisuus saavutetaan sivuryhmien – metyylin, hydroksyylin jne. – ansiosta. Vaikka nykyään tunnetaan kymmeniä steroidihormoneja ja niiden aktiivisia analogeja, kokonaismäärä Näiden yhdisteiden määrä, joita periaatteessa voi olla, on enintään kaksisataa. Siitä huolimatta tämä selkärankaisten lukumäärä sisältää hormoneja, joilla on täysin erilaiset toiminnot - miessukupuolihormonit (androsteronit), naissukupuolihormonit (estrogeenit) sekä lisämunuaisten ei-sukupuoliset steroidihormonit - kortikosteroidit.

Selkärankaisten sukupuolisteroidihormonit syntetisoituvat sukurauhasissa ja niiden synteesi stimuloituu gonadotrooppiset hormonit aivolisäke. Hyönteisten toukissa steroidi hormoni molting - ekdysonia (ekdysteronia) syntetisoivat sivurintarauhaset.

Hyvä malli naaraspuolisten steroidihormonien (esimerkiksi estradiolin) vaikutukselle on munasolujen keltuaisen proteiinin synteesi - kanojen maksassa vitellogeniini tai kanojen munanjohtimessa ovalbumiini. Kukkoa tai urossammakkoa käytetään usein tutkimaan vitellogeniinin synteesin alkamista. Heillä ei normaalisti ole estrogeenia, vitellogeniiniä ei syntetisoida ja sitä koodaava geeni on ilmeisesti täysin inaktiivinen. Kun estradioli otetaan käyttöön, tämän proteiinin synteesi alkaa myös miesten maksassa. Vitellogeniinigeenien lisäksi aktivoituu myös ribosomaalisen RNA:n transkriptio ja uusien ribosomien muodostuminen, kun taas muiden geenien aktiivisuus vähenee. Uusissa mRNA:issa ja uusissa ribosomeissa vitellogeniini syntetisoituu intensiivisesti ja vapautuu nopeasti verenkiertoon. Koska miehillä ei kuitenkaan ole munasoluja, tämä proteiini pitkä aika jää veriplasmaan.

Estradiolin tuominen nuorille kanoille ja jopa kanoihin stimuloi solujen erilaistumista munanjohtimissa. Osa munanjohtimen epiteelisoluista erilaistuu estradiolin vaikutuksesta rauhassoluiksi, joissa ovalbumiinigeenit aktivoituvat. Muutaman päivän kuluttua itse ovalbumiinin synteesi alkaa.

SISÄÄN sylkirauhaset Drosophila-toukat tai Chironomus-hyttynen (sen toukat ovat verimatoja, elävää ravintoa akvaariokaloille), sulavan steroidihormonin, ekdysonin, vaikutus geenien toimintaan voidaan nähdä suoraan mikroskoopin alla. Polyteenikromosomit ovat paljon pidempiä ja paksumpia kuin normaalit, ja niiden aktiiviset geenit näyttävät kromosomin paksuuntumiselta. Niitä kutsutaan puffeiksi. Jo 5–10 minuuttia ekdysonin antamisen jälkeen toukille voi havaita useita uusia tuulahduksia (yksi Chironomuksessa, kaksi Drosophilassa). Mutta vain muutaman tunnin kuluttua ne kehittävät useita kymmeniä uusia tuulahduksia, joiden esiintyminen on tyypillistä muodonmuutokseen joutuneelle toukalle. Voidaan olettaa, että ensimmäiset puhallukset ovat seurausta suoraa toimintaa ekdysoni. Äskettäin radioaktiivisen ekdysonin käyttöönoton myötä osoitettiin, että se on keskittynyt ensimmäisiin aktivoituihin puhalluksiin. Jäljellä olevien geenien myöhempi aktivoituminen ei enää vaadi ekdysonin suoraa vaikutusta, ja sitä säätelevät todennäköisesti ne geenit, jotka ekdysoni aktivoivat ensimmäisten minuuttien aikana. "Geeni geeniin" -vaikutusmekanismi on käytännössä tuntematon, vaikka sellaiset vaikutukset sopivat hyvin moniin geenisäätelysuunnitelmiin. RNA-synteesin inhibiittorit estävät toisen rivin uusien pullistumien liittymistä, mutta eivät estä ensimmäisten täplien ilmaantumista.

Steroidihormonien toimintamekanismit tunnetaan nyt hyvin. Nämä hormonit pääsevät soluihin. Kohdesolujen sytoplasmassa on spesifinen reseptoriproteiini, joka "tunnistaa" hormonin, johon solu on pätevä, sitoutuu siihen ja muodostaa hormoni-reseptori-kompleksin. Tällaiset kompleksit siirtyvät ytimeen ja sitoutuvat odotetusti niihin kromosomien osiin, joissa hormonin näissä soluissa aktivoimat geenit sijaitsevat. sama steroidihormoni erilaisia ​​tyyppejä solut aktivoivat erilaisia ​​geenejä, esimerkiksi estradioli aktivoi vitellogeniinigeenejä maksassa ja ovalbumiinigeenejä munanjohtimessa. Siksi näiden solujen täytyy erota joko reseptoreistaan ​​tai kromosomiensa tilasta. Nyt vallitsee mielipide, että erityyppisten solujen reseptorit ovat samat. Jos näin on, kromosomit ovat erilaisia. Oletetaan, että vastaavien geenien kohdesolujen ytimissä on erityisiä proteiineja - akseptoreita, joiden kanssa hormoni-reseptorikompleksi voi sitoa ja aktivoida tämän geenin jollain (vielä epäselvällä) tavalla.