Načelo ključavnice opisuje sistem komplementarnih struktur, ki se zaklenejo kot ključ v ključavnici in s to kompleksno tvorbo sprožijo določene telesne procese. Načelo je znano tudi kot princip roke v rokavici ali koncept induciranega prileganja in ima vlogo za vse komplekse receptor-substrat. Načelo je ključnega pomena tudi za patološke procese, kot so okužbe z virusi.
Kaj je načelo ključavnice?
Načelo ključavnice opisuje sistem komplementarnih struktur, ki se zaklenejo kot ključ v ključavnici in s to kompleksno tvorbo sprožijo določene telesne procese. Načelo je odločilno tudi na primer za patološke procese, kot so okužbe z virusi. Ključ se s svojimi strukturami izredno natančno prilega ustrezni ključavnici. Takoj, ko je en zob odlomljen, se vrata ne odpirajo več. V tem kontekstu tudi mi pogovor o natančnosti prileganja. Tako kot se ključ prilega ključavnici, se tudi številne biološke selne snovi natančno prilegajo strukturam receptorjev, ki so jim predvidene. V širšem kontekstu se tako imenovano načelo ključavnice biologije nanaša na dve ali več komplementarnih struktur, ki se med seboj prostorsko prilegajo. Ta prilagoditev je povezana z biokemičnimi reakcijami. Načelo ključavnice je leta 1894 prvič opisal Emil Fischer, ki je takrat opisal hipotetično vezavo encimi in podlage. V biologiji in biokemiji interaktivna vezava med gostujočim ligandom in gostiteljem receptorja povzroči kompleks z določeno vezavo moč, znana tudi kot afiniteta. Namesto načela ključavnice se ta razmerja zdaj imenujejo tudi koncept inducirane prileganja ali princip roke v rokavici. V večini primerov so gostujoči ligandi učinkoviti pri tvorbi kompleksov le prek določenih delov njihove celotne strukture. V tem primeru so njihove preostale strukture funkcionalno nepomembne za tvorbo kompleksov in učinke, ki jih izzove.
Funkcija in naloga
Načelo ključavnice ima vlogo v biokemiji in biologiji v povsem različnih kontekstih. V biokemiji oddajniki in modulatorji z vezavo na receptor sprožijo biokemične procese, ki jih lahko simulira ali blokira droge ali farmacevtskih izdelkov. Pri takih vezavah igra bistveno vlogo načelo ključavnice. V endokrinologijana drugi strani obstaja interakcija med hormonskimi receptorji in posamezniki hormoni ki sproži signalne verige in ima povratni učinek na delovanje celic. V tem kontekstu je pomembno tudi načelo ključavnice. Enako velja za področje encimologije, znotraj katerega encimi olajšajo biokemične reakcije. Ta postopek poteka z združevanjem biogenih reaktantov. Encimi tako dve aktivni snovi omogočita, da tvorita kompleks po principu ključavnice. Encim se podvrže strukturnim spremembam zaradi vezave substrata, kar še poveča ali omogoči njegovo učinkovitost kot katalizator na nekaterih substratih. V imunologiji je enako pomembno načelo ključavnice. Znotraj te domene strukture komplementa medsebojno delujejo na meji celic, ki prepoznajo antigen in predstavljajo antigen. Ta zapletena interakcija po načelu ključavnice je predpogoj za specifično prepoznavanje antigena. Poleg tega ima načelo ključavnice ključno vlogo za celice v celičnih sklopih, kot so tkiva ali organi. Te celice so opremljene s strukturami in njihovimi komplementarnimi protistrukturami na celični površini. Ta komplementarni sistem ključavnic omogoča komunikacijo med celicami v tkivu in prispeva k strukturni funkcionalni koheziji. Imunske celice komunicirajo tudi s pomočjo opisanega komplementarnega sistema. Poleg tega so imunske celice v obtoku odvisne od posebnih površinskih struktur, ki jim omogočajo premikanje od kraja do kraja in iskanje poti nazaj do izhodišča. sperma celice uporabljajo podoben princip, da se premaknejo v jajčno celico. Načelo ključavnice jim omogoča, da na površini jajčne celice najdejo glikoproteine, ki jim omogočajo vstop v celico. Tako ima načelo v širšem obsegu ključno vlogo pri človeški reprodukciji in je pomembno v evolucijski biologiji.
Bolezni in bolezni
Ne samo pri naravnih telesnih procesih, temveč tudi pri patoloških procesih v človeškem ali živalskem telesu, je ključno načelo ključavnice. Na primer, nekatere snovi v droge in druge snovi blokirajo posamezne receptorje po principu ključavnice. Morfinna primer izklopi dražljaj za kašljanje, tako da se njegove učinkovine natančno vežejo na celice v živčni sistem odgovoren za dražljaj kašlja. Poleg tega snov na enak način deluje protibolečinsko in se nanjo veže bolečina receptorji, zlasti v možganski skorji, po načelu ključavnice. Kot rezultat vezave bolečina dražljaji se ne prenašajo več. Torej, čeprav boleče dražljaje teoretično še vedno prejemamo, se ne obdelujejo več in ne dosežejo več zavesti. Medicina uporablja to načelo za zdravljenje akutnih in kroničnih bolnikov bolečina, Kot je rak bolnikov. Po drugi strani pa lahko blokiranje živčnih celic po principu ključavnice tudi moti ali izklopi ustrezne telesne procese in tako pokaže negativne učinke na bolnikovo zdravje. Načelo ključavnice je enako patološko v kontekstu virusi. Ti organizmi imajo določene komplementarne strukture, znane tudi kot pristanišča. Mesto pristajanja virusa omogoča okužbo gostitelja. Načelo z roko v rokavici je tudi medicinsko pomembno pri medicinski diagnostiki. Diagnostični postopki, kot je tipizacija posameznih tkiv kot del a biopsijo, diagnoza okužb in odkrivanje DNK oz kri skupinska diagnostika v osnovi temelji na odkrivanju z uporabo principa. Poleg tega številne presnovne bolezni temeljijo na motnjah načela z roko v rokavici. To velja na primer za obliko sladkorna bolezen mellitus, pri katerem je popolna insulina odpornost. V insulina odpornosti, "ročni" insulin se ne prilega več insulinskemu receptorju "rokavic". Na to se celični receptorji ne odzivajo več ustrezno insulina in prevzem sladkorja v posamezne celice se pojavi le v nezadostnem obsegu. Poleg teh povezav ima koncept inducirane ustreznosti pomembno vlogo v vsakdanji medicinski praksi, na primer pri cepljenju in tudi pri alergijah.
