Efector (biologie)

În biologia moleculară și biochimie , termenul moleculă efector sau efector este de obicei înțeles ca o moleculă mică neproteică care se leagă selectiv de anumite proteine ​​și reglează activitatea lor biologică. În acest sens, moleculele efectoare acționează ca liganzi specifici care pot crește sau scădea activitatea enzimatică , transcripția și expresia genelor , sau semnalizarea intracelulară sau intercelulară . Moleculele efectoare pot, de asemenea, regla direct activitatea unor molecule de ARNm (fie așa-numitele „riboswitches”).

În unele cazuri, moleculele proteice destul de mari (așa-numitele proteine ​​efectoare , care pot fi numite și simplu efectori) pot acționa și ca molecule efectoare , în special în cascadele de semnalizare intracelulară.

Termenul efector este folosit și în alte domenii ale biologiei și fiziologiei . Deci, în fiziologie, un organ efector este adesea numit organ executiv sau organ țintă care efectuează anumite „ordine” ale sistemului nervos central sau ale glandelor endocrine . De exemplu, în cazul unei retrageri reflexe a mâinii dintr-o sobă fierbinte, organul efector este mâna . Când ACTH este eliberat în sânge, cortexul suprarenal este organul efector . Și în cazul unei creșteri induse de stres a concentrației de adrenalină în plasma sanguină și o creștere a fluxului de impulsuri de stimulare simpatică din sistemul nervos central, organele efectoare sunt toate organele care au inervație simpatică sau au adrenoreceptori ( inima , bronhii , mușchi etc.). Capătul efector (sau terminalul efector, sinapsa efectoră) este capătul distal al axonului , prin care neuronul contactează direct organul sau țesutul pe care îl stimulează sau inhibă.

În imunologie , celulele efectoare, spre deosebire de celulele reglatoare, sunt numite celule care îndeplinesc direct sarcinile imunității , cum ar fi detectarea, recunoașterea și distrugerea celulelor maligne , bacteriilor , ciupercilor și a altor agenți patogeni.

Exemple de molecule efectoare

  1. Efectorii primari  sunt proteine ​​efectoare care inițiază cascadele de semnalizare corespunzătoare. De exemplu, în calea de semnalizare a adenilat-ciclazei , efectorul primar este adenilat-ciclaza, în calea de semnalizare a fosfolipazei ,  fosfolipaza C. Efectorii primari determină formarea de mesageri secundi și ei, la rândul lor, activează proteinele efectoare secundare.
  2. Efectorii secundari  sunt proteine ​​efectoare care sunt ținte pentru acțiunea mesagerilor secundari. De exemplu, în calea adenilat-ciclazei, protein kinaza A este principalul efector secundar , iar în calea fosfolipazei, protein kinaza C este .
  3. Efectorii terțiari  sunt proteine ​​efectoare care sunt ținte pentru acțiunea efectorilor secundari (adesea mai mult de o țintă). Efectorii cuaternari și efectorii de ordinul N se disting în continuare în mod similar, unde N este nivelul din cascada transmisiei semnalului intracelular.
  4. Efectorii alosterici  sunt molecule efectoare care se pot lega de proteinele reglatoare implicate în transcripția ARN pentru a-și schimba activitatea [1] . În special, datorită activării alosterice, proteinele activatoare devin active și se pot lega la ADN și facilitează inițierea ARN polimerazei , în timp ce proteinele represoare devin inactive și nu se pot lega de ADN și interfera cu ARN polimeraza. Ca o consecință, ARN polimeraza se poate lega de ADN și poate începe procesul de translație. Inhibarea alosterică este procesul invers.
  5. Efectorii bacterieni  sunt molecule de proteine ​​efectoare care sunt eliberate de bacterii în mediul extern și afectează activitatea vitală a celulelor organismului gazdă sau chiar injectate direct (injectate) de bacterii (de obicei patogene) în celulele organismului gazdă . Procesul de injectare (injectare) este mediat de un sistem secretor specializat de bacterii, de exemplu, în special, sistemul secretor de tip III [2] .
  6. Efectorii fungici  sunt molecule de proteine ​​efectoare care sunt secretate de ciupercile patogene în mediul extern sau direct în celulele organismului gazdă pentru a slăbi imunitatea gazdei, a facilita invazia și colonizarea [3] .

Ciupercile patogene pentru plante folosesc două sisteme de secreție diferite de molecule de proteine ​​efectoare [4] și fiecare cale de secreție este specifică pentru una sau alta familie de molecule efectoare:

  1. efectori apoplazici : proteine ​​care rămân în apoplast; se translocă și se acumulează într-un compartiment special care acoperă în siguranță hifele în creștere ale ciupercii din mediul extern și este numită „membrana invazivă externă a ciupercii”;
  2. efectori citoplasmatici : proteine ​​care sunt capabile să intre în citoplasma celulelor vegetale. Inițial, ele se acumulează într-o structură complexă care apare ca o interfață la joncțiunea unei plante și a unei ciuperci și este numită „complexul de interfață biotrofică”. Apoi se translocă din membrana exterioară invazivă a ciupercii în celulele plantei. S-a demonstrat că efectorii citoplasmatici pot depăși distanța mai multor straturi de celule vegetale. Se presupune că în acest fel pregătesc aceste straturi de celule pentru invazia ulterioară a ciupercii (extinderea spațiului ocupat de ciupercă).

Tipuri de efector

Note

  1. ↑ Anthony JF Griffiths. Introducere în analiza genetică  (nedefinită) . - 10. ed. - New York, NY: Freeman. - S. 410-411. — ISBN 1-4292-7634-7 .
  2. ↑ Cambronne ED , Roy CR Recunoașterea și livrarea proteinelor efectoare în celulele eucariote de către sistemele de secreție bacteriană.  (engleză)  // Trafic (Copenhaga, Danemarca). - 2006. - Vol. 7, nr. 8 . - P. 929-939. - doi : 10.1111/j.1600-0854.2006.00446.x . — PMID 16734660 .
  3. ↑ Steinberg, G. Hyphal growth: a tale of motors, lipides, and the spitzenkörper  //  Eukaryotic Cell : journal. - 2007. - Vol. 6 , nr. 3 . - P. 351-360 . - doi : 10.1128/EC.00381-06 . — PMID 17259546 .
  4. ↑ Giraldo MC, Dagdas YF, Gupta YK, Mentlak TA, Yi M., Martinez-Rocha AL, Saitoh H., Terauchi R., Talbot NJ & Valent B. Două sisteme de secreție distincte facilitează invazia țesuturilor de către ciuperca de blast de orez Magnaporthe oryzae  (engleză)  : jurnal. - Nat Commun, 2013. - Vol. 4 . - doi : 10.1038/ncomms2996 .