medenosrce gif bytes odgovor celice na stres simon brme pred leti so biologi opazili da se v vseh celicah od preprostih bakterij do nevronov ki so izpostavljene nenadnemu porastu temperature poveea produkcija doloeenih molekul pojav so imenovali heat shock response odgovor na vroeinski sok v svojih raziskavah so biologi uporabili sadno muho drosophila melanogaster celice v njenih lezah slinavkah vsebujejo kromosome v katerih je normalna kolieina dna tisoekrat pomno ena orjaski kromosomi med razvojem muhe od embrija do odrasle oblike se vzdol orjaskega kromosoma doloeene regije izboeijo ali razsirijo to so pufi puffs vsak puf je rezultat specifiene spremembe v izra anju gena f m rittosa laboratorij za genetiko in biofiziko v neaplju je opazil da se pri temperaturi ki je rahlo visja od optimalne potrebne za normalen razvoj vzorec pufov pojavi minuto ali dve po zvisanju temperature pufi se sirijo se do minut leta sta alfred tissieres univerza v enevi in k mitchell kalifornija ugotovila da te z vroeino povzroeene pufe spremlja edinstven set proteinov ki so jih poimenovali heat shock proteins pufi predstavljajo mesto na dna kjer nastaja m rna ki nosi genetsko informacijo za te proteine ta edinstven set proteinov je bil predmet mnogih raziskav do leta so se kopieili dokazi o odgovoru na vroeinski sok do katerega pride v vseh celicah bakterijah kvasovkah rastlinskih in ivalskih celcah do njega pride tudi ee so celice izpostavljene te kim kovinam alkoholu ali drugim metabolienim toksinom ker toliko razlienih stimulusov povzroei podobne spremembe v izra anju genov so raziskovalci pojav poimenovali stress response odgovaor na stres spremljajoee proteine pa stresni proteini v naslednjih letih so znanstveniki uspeli izolirati gene ki kodirajo stresne proteine v razlienih organizmih prisli so do dveh neprieakovanih ugotovitev veeina genov ki kodira stresne proteine si je izredno podobna v vseh organizmih npr hsp heat shock protein najvisje inducirani stresni protein je vee kot identieen v bakterijah kvasovkah in drosophili veliko stresnih proteinov se izrazi tudi v normalnih in ne samo v poskodovanih celicah leta je l e hightower univerza v connecticutu opazil da veeina agensov visoka temperatura razlieni toksini povzroei denaturacijo proteinov kakrsnakoli motnja proteinske strukture pa lahko vodi v izgubo bioloske funkcije proteina prav tako je ugotovil da akumulacija denaturiranih ali nepravilno zvitih proteinov povzroei odgovor na stres sklepal je da stresni proteini nekako pospesijo identifikacijo in odstranitev denaturiranih proteinov iz poskodovane celice to so v nekaj letih tudi potrdili injiciranje denaturiranih proteinov v ivo celico je povzroeilo stresni odziv raziskave lastnosti stresnih proteinov so pokazale da se po vroeinskem soku hsp proteini zbirajo v jedrcu kjer se sintetizirajo ribosomi ki sintetizirajo proteine znano pa je bilo da po vroeinskem soku celica preneha proizvajati ribosome in je jedrce polno denaturiranih ribosomalnih partiklov zato je hugh r b pelham cambridge domneval da hsp nekako prepoznajo denaturirano obliko proteina in jo vrnejo v biolosko aktivno obliko leta so on in njegovi sodelavci ugotovili da je ena izmed oblik hsp identiena z bip immunoglobulin binding protein bip se ve e na novo sintetizirane proteine ko se le ti zvijejo v zrelo obliko ee se proteini ne zvijejo pravilno ostanejo vezani na bip in se tam razgradijo zato celica takrat ko se v njej nakopieijo nepravilno zviti proteini proizvaja vee bip a bip torej deluje kot nekaksen nadzornik kvalitete pravilno zvitim proteinom omogoei vstop v metabolieno pot zadr i pa tiste ki se niso sposobni pravilno sestaviti poleg hsp obstaja se cela dru ina njemu sorodnih proteinov ki imajo podobne lastnosti velika afiniteta do atp c georgopoulus utah in njegovi sodelavci so povzroeili mutacijo na genih za stresna proteina groel in groes na bakteriji se zato niso mogli razviti virusi katerih razvoj je odvisen od gostitelja proteine ki so podobni bakterijskim groel in groes najdemo tudi v ratslinskih in ivalskih celicah hsp in hsp opazili so jih le v mitohondrijih in kloroplastih verjetno pa so tudi na ostalih intracelularnih kompartmentih hsp in hsp sta nujno potrebna za pravilno zvijanje in sestavljanje proteinov hsp sestoji iz membran nakopieenih druga na drugo je kot nekaksna delovna mizica kjer se proteini pove ejo in dose ejo koneno tridimenzionalno strukturo ta izredno dinamieen proces potrebuje energijo ki je zagotovljena z razcepitvijo atp in sodelovanjem hsp molekul ko nov polipeptid pride iz ribosoma je povezan s hsp ki prepreei da bi se prezgodaj zvil ko je njegova sinteza koneana preide na hsp kjer poteka zvijanje in sestavljanje proteina dognali so tudi da se lahko denaturiran protein znova spontano zvije ee je povzroeitelj denaturacije odstranjen to je pripeljalo do modela o samosestavi proteinov za katerega je c b anfisen leta dobil nobelovo nagrado glede na ta model je ta proces odvisen le sekvence amino kislin v polopeptidu hidrofilne ak se nahajajo na povrsini proteina hidrofobne pa v notranjosti hidrofilne ak zavarujejo protein pred vodnim celienim okoljem do zvijanja proteina pride zaradi termodinamskih sil zdaj veeina znanstvenikov domneva da je za zvitje proteinov potrebna se aktivnost ostalih celienih komponent vkljueno s hsp in hsp stresnimi proteini na stresne proteine so zaeeli gledati kot na nekaksne gardedame ki zagotovijo da se proteini zvijejo hitro in z visoko natanenostjo zakaj se stresni proteini v easu stresa bolj izrazijo visja temperatura ki povzroei odziv celice na stres denaturira nekaj proteinov v notranjosti celice ti predstavljajo taree na katere se ve eta hsp in hsp eez eas nivo razpolo ljivih hsp in hsp pade in zaene omejevati celico v produciranju proteinov to celica nekako zazna in odgovori z naraseajoeo sintezo novih stresnih proteinov ee vroeina ali kaksen drug skodljiv vpliv povzroei ireverzibilno denaturacijo celienih proteinov jih mora celica nadomestiti pri tem pomagajo stresni proteini ki olajsajo sintezo in sestavljanje novih proteinov razen tega lahko visok nivo stresnih proteinov prepreei denaturacijo ostalih proteinov stresni proteini vplivajo na malignost celic znansveniki ki se ukvarjajo z rakom so v zaeetku let ugotavljali kako virus inficira celico in povzroei raka v primeru rous sarkoma so ugotovili da se encim ki ga producira virusni gen in vpliva na ostale proteine ki regulirajo celieno rast pp src ve e s proteinom hsp in p ko se pp src v citoplazmi spoji s p in hsp je encimsko neaktiven trio molekul se prenese na membrano pri tem p in hsp odpadeta in encim vlo en v membrani postane aktiven to pomeni da lahko povzroei razvoj malignega stanja vpliv stresnih proteinov na receptorje steroidnih hormonov nekatere raziskave so pokazale zvezo med hsp in receptorji steroidnih hormonov steroidni hormoni sodelujejo pri pomembnih ivljenskih procesih glukokortikoidi pomagajo prepreeiti vnetje imajo vlogo pri spolni diferenciaciji in razvoju ko se steroidni receptor ve e s steroidnim hormonom postane receptor zmo en interakcije z dna in oba lahko aktivirata ali prepreeita izra anje doloeenih genov v odsotnosti hormona se receptor pove e s celienimi proteini tudi s hsp in to ga ohrani v neaktivni obliki torej hsp tudi tukaj regulira bilosko aktivnost steroidnih receptorjev realizacija praktiene uporabe stresnega odziva pri pacientih ki so do iveli sreni napad ali mo gansko kap je krvni obtok skozi srce in mo gane ogro en to stanje imenujemo ishemija zaradi zmanjsanega pritoka kisika prizadet organ ne more ohraniti zadosten nivo atp zato nekateri nujni metabolieni procesi ne morejo potekati ko se krvni pretok ponovno vzpostavi je organ spet hitro prekrvavljen kar je tudi lahko skodljivo velikokrat namree nastanejo visoko reaktivni prosti radikali ki lahko povzroeijo dodatno skodo znanstveniki so opazovali stresni odgovor v obeh primerih v srcu in mo ganih celice ki producirajo vee stresnih proteinov imajo veeje mo nosti da pre ivijo torej lahko visji nivo stresnih proteinov poskrbi za dodatno zaseito poskodovanega tkiva oz organa taksen pristop lahko zmanjsa poskodbe organa zaradi ishemije med kirurskim posegom ali pa seiti izolirane organe namenjene transplantaciji stresni proteini v imunologiji infekcijske bolezni kot so tbc malarija gobavost povzroeajo bakterije ali parazitski organizmi stresni proteini ki jih ti organizmi proizvajajo so taree ki jih imunski sistem spozna in tako uniei napadalca mo nost obstaja da stresne proteine razlienih patogenov ki jih producirajo v laboratorijih lahko uporabijo kot vakcino za prepreeitev mikrobioloskih infekcij povezani z virusnimi proteini lahko stresni proteini mikroorganizmov zvisajo obrambo proti virusnim infekcijam prisotnost antiteles proti stresnim proteinom mikroorganizmov je lahko koristna v klinieni diagnostiki bakterija chlamidya trachomatis povzroea veliko bolezni npr trahom vzrok slepote vnetja medenienih organov vzrok neplodnosti pri enskah infekcija spro i nastanek protiteles proti bakterijskim antigenom med katerimi so tudi stresni proteini taksen odgovor je lahko ueinkovit in prepreei infekcijo ali pa je prevee agresiven in povzroei poskodbe okolnega tkiva pri ponavljajoeih infekcijah r s stephenson san francisco in njegovi sodelavci so opazovali enske z ekstrauterino noseenostjo teh ensk je imelo zvisan nivo antiteles proti stresnim proteinom chlamydie merjenje protiteles pomaga ugotoviti riziko ekstrauterine noseenosti stresni proteini vplivajo na avtoimuna obolenja revmatoidni artritis sistemski lupus eritromatozus veeina teh bolezni nastane ee se imunski sistem obrne proti antigenom v zdravem tkivu pri teh boleznih so opazili protitelesa proti lastnim stresnim proteinom pacienta to pomaga tako pri diagnostiki kot tudi pri zdravljenju kasnejse raziskave so pokazale da je hsp po strukturi in funkciji nenavadno podoben histokompatibilnim proteinom don c willey harward je doloeil tridimenzionalno strukturo histokompatibilnih proteinov prvega razreda imajo ep ali brazdo ki se lahko ve e z razlienimi antigenskimi peptidi raeunalniski model je pokazal da ima tudi hsp podobno strukturo s predelom na katerega se lahko ve e peptid prav tako nekaj genov ki kodirajo hsp le i blizu genov za histokompatibilne proteine vsa opazovanja torej ka ejo da so stresni proteini celostna komponenta imunskega sistema zdravljenje raka odziv celice na stres se lahko izka e koristen pri zdravljenju raka tumorji so bolj obeutljivi na povisanje temperature kot normalna tkiva in ta lastnost je lahko potencialna mo nost zdravljenja lahko pa je odziv na stres tudi ovira saj se pri terapiji sproseajo v celici stresni proteini ki dajejo tumorski celici dodatno zaseito tako lahko tumor postane tudi odpornejsi uporaba v toksilogiji sprememba nivoja stresnih proteinov predvsem tistih ki nastanejo v prizadetih celicah je lahko koristna pri doloeitvi strupenosti zdravil kozmetike s tehnologijo rekombinantne dna so raziskovalci dobili linijo celic ki naj bi bila zaslon za bioloska tveganja dna v teh celicah ki nadzoruje aktivnost genov za proteine je povezana z genom ki kodira encim na primer beta galaktozidaza ee pride do metabolienega soka pri katerem naraste nivo stresnih proteinov tvorijo celice tudi ta reporterski encim ki ga je lahko odkriti kolieina beta galaktozidaze se lahko meri s kemienim substratom ee je reporterski encim prisoten se celica obarva modro po dokazovanju intenziteta barve je odvisna od koncentracije encima onesna evalci okolja povzroeajo stresni odziv veliko onesna evalcev okolja povzroea stresni odgovor znanstveniki so razvili transgenetsko glisto kjer je gen reporter za beta galaktozidazo pod kontrolo promotorja za stresne proteine ee to glisto izpostavijo razlienim onesna evalcem okolja se izrazi reporterski encim in se ob dokazovanju obarva modro se pred tridesetimi leti so mislili da je odziv celice na stres posebnost pri sadni muhi danes pa vemo da stresni proteini sodelujejo pri bistvenih celienih procesih da je mo na njihova uporaba na raznih podroejih medicine toksikologije kljub temu pa je razumevanje stresnih proteinov se nepopolno