В качестве защищенного носителя информации выступает ДНК.

Универсальность и защищенность молекулы ДНК обеспечивается единством свойств устойчивости и изменчивости - необходимых и достаточных условий эволюции. Специфика ДНК - в его двойственности: с одной стороны, как носителя информации, с другой - самой информации.

Надежность и устойчивость структуры ДНК обуславливается надежностью и силой водородных связей: аденин и тимин образуют две водородные связи А=Т, а гуанин и цитозин – три CºG

Для обеспечения защищенности процесса передачи и хранения информации в ДНК используется принцип избыточности, как при размножении (передача информации), так и при хранении генома. Избыточность кода является одним из приемов повышения защищенности. Чем сложнее организм, тем большая избыточность кода генома.

Организация процессов декодирования информации внутри клетки обладает повышенной защищенностью. Декодирование триплетного кода ведется по принципу сопоставления, известного из теории помехоустойчивого кодирования информации. Принцип - каждый кодон имеет только один антикодон, способный связаться с ним по всем водородным связям.

В процессе декодирования используются такие свойства ДНК как комплементарность и близость мольных масс нуклеотидов - пары нуклеотидов в коде могут иметь два вида мольных масс: (C+G) 260 и 259 (А+Т). Важно с точки зрения безопасности, что декодирование в клетке ведется не с самой ДНК, а с ее копии - iРНК. Свойство комплементарности кода ДНК можно рассматривать как средство повышения защищенности процесса декодирования и хранения информации за счет введения избыточности

Придание ИС положительных качеств биосистем и, прежде всего, отвечающих за безопасность информационных процессов и ресурсов, м.б. обеспечено за счет: иерархии функционально разнородных подсистем с развитыми функциями защиты, сохранения и передачи информации; свойств сложной кибернетической системы; способности к росту и развитию, обучению и адаптации в динамичной среде; свойств стабильности и пластичности.

8-ой:

Вторичные мессенджеры, или посредники - это внутриклеточные вещества, концентрация которых строго контролируется гормонами, нейромедиаторами и другими внеклеточными сигналами - первичными мессенджерами (first messengers).

В качестве агониста рецептора клетка может использовать специально синтезированные соединения пептидной природы или использовать свои внутриклеточные метаболиты, которые отсутствуют в экстраклеточной среде. Кофермент АТР и глутамат, действующие экстраклеточно, являются мощными нейротрансмиттерами. Природные экстраклеточные лиганды, которые взаимодействуют с рецепторами и активируют их, называют первичными мессенджерами. Они могут быть подразделены на гормоны, нейротрансмиттеры, цитокины, лимфокины, факторы роста, липофильные молекулы имеющие рецепторы, хемоаттрактанты и.т.д. Каждый из этих терминов представляет класс агентов, действующих достаточно специфично. Тем не менее, существуют примеры многофункциональности первичных мессенджеров: АТР и глутамат являются нейротрансмиттерами, когда они секретируются в синапсах. Гормоны пищеварительного тракта, такие как гастрин, холецитокинин и секретин в центральной нервной системе осуществляют многообразные функции нейромодуляторов, влияя на высвобождение других нейротрансмиттеров. Соматостатин, идентифицированный первоначально как агент гипоталамуса, подавляющий секрецию гормона роста, также функционирует в центральной нервной системе как нейротрансмиттер и нейромодулятор. Более того, он является паракринным агентом для клеток поджелудочной железы и гормоном для печени. Фактор роста тромбоцитов TGFb действует также как хемоатрактант и как ингибитор роста. Тромбин является фактором роста, но также вовлекается в свертывание крови как активатор функции тромбоцитов.

Вторичные мессенджеры (second messengers): вторичные мессенджеры, или посредники, - это внутриклеточные вещества, концентрация которых строго контролируется гормонами, нейромедиаторами и другими внеклеточными сигналами - первичными мессенджерами (first messengers). Такие вещества образуются из доступных субстратов и имеют короткое время существования.

Гормоны, нейромедиаторы и другие агонисты способны быстро активировать внутриклеточные процессы. Агонисты взаимодействуют с рецепторами на наружной стороне клеточной мембраны, далее сигнал передается в клетку путем активации синтеза вторичных посредников. Список вторичных мессенджеров включает cAMP (циклический гуанозин-3',5'-монофосфат), cGMP (циклический гуанозин-3',5'-монофосфат), цГТФ, инозитол-1,4,5-трифосфат, диацилглицерин и монооксид азота (NO), фосфоинозитиды, ионы водорода H+, метаболиты ретиноевой и арахидоновой кислот, и другие химические соединения биогенного происхождения. В роли вторичного месенджера во многих сигнальных системах выступает ион кальция.

Первым из них был описан АМФ циклический в 50-х годах [ Sutherland,1957; Rall E.A.,1957 ]. Далее был открыт еще один вторичный месенджер - циклический ГМФ [ Hardmann,1962 ], следующим крупным достижением стало открытие функции вторичных месенджеров-продуктов фосфоиназитидного обмена: диацилглицерина и инозитол-1,4,5-трифосфата, [ Berridge,1984 ]. В результате действия внутриклеточных посредников передачи сигналов включаются процессы фосфорилирования белков, активации их ионами кальция или другими факторами, что приводит ответу на уровне клеток: секреции, сокращению, индукции различных генов, пролиферации и др.

Структурные формулы основных вторичных мессенджеров приведены на рис. 5.1, Реакции образования PIP2, IP3 и DAG в инозитольном цикле (Рис. 5.2, Рис. 5.3). сАМР и сGMP образуются из АТР и GTP действием соответствующих циклаз.

Дата добавления: 2015-07-19