Передача сигнала внутриклеточная: селекция путей (регуляция c-fos)

Сигналпередающий путь не является механическим набором элементов, активирующих друг друга. Большинство ферментов образуют изоферментные семейства, а также имеют группу субстратов. Поэтому для точного выбора определенной мишени и для определенного протекания дальнейших реакций необходимы дополнительные факторы. Поэтому сигнальный путь - это целостный комплекс реакций, многие из которых протекают не столько последовательно, сколько одновременно, объединенные в единый контекст, взаимодействуя друг с другом.

Это взаимодействие ограничено тем, что разные пути либо используют разные промоторные элементы, либо при использовании одного элемента используют в качестве мишеней разные компоненты белковых трансактивирующих комплексов. Так, при действии через SRE РКС-путь оканчивается на ТСF или SRF , а СКII -путь - на SRF . При действии через TRE РКС-путь, вероятно, оканчивается на белке c-Jun , а РКА-путь - на белке c- Fos . Поэтому на данном уровне нельзя судить о взаимостимулирующем действии РКС- и cAMP-путей . Наоборот, чаще наблюдается взаимоподавляющее действие этих путей.

Возникает вопрос о целесообразности такой сложной и вместе с тем однонаправленной регуляции. Смысл этого феномена, вероятнее всего, в том, что активация гена c-fos происходит на фоне других многочисленных событий, вписаных в единый контекст. Каждый из подобных контекстов регулируется своим сигналпередающим путем и в то же время требует активации гена c-fos.

Известно, что одни и те же клетки в зависимости от характера воздействия могут дифференцироваться по разным фенотипам ( HL-60 клетки под действием ТРА дифференцируются по моноцитному пути , а при действии агонистов cAMP приобретаются гранулоцитные свойства ). Ген c-fos при этом активируется разными путями, но в обоих случаях наблюдается его индукция, а сложность промоторной области и участие в его регуляции многочисленных сигналпередающих путей определяют возможность его "тонкой настройки".

Эта тонкая настройка осуществляется, вероятно, на всех этапах передачи сигнала. В этом плане очень богатым по возможностям является мембранный этап прохождения сигнала , на котором определяется выбор дальнейших путей. Однако на данном уровне не исчерпываются свойства клетки по селекции сигналпередающих путей. Каждая из дальнейших реакций сопровождается целым набором сопутствующих процессов, которые определяют характер последней реакции, достигающей конечной мишени. Поэтому при стимулировании одного и того же пути (например, активация аденилатциклазы ) усиление экспрессии гена c-fos в разных условиях может осуществляться через разные промоторные элементы CRE (в положении -64/-57 и +18/+38).

Ссылки: