Načelo zaključavanja i ključa opisuje sustav komplementarnih struktura koje se poput ključa blokiraju u bravi i pokreću određene tjelesne procese s ovom složenom formacijom. Naziva se i princip Princip ručne rukavice ili Koncept inducirane stane označava i igra ulogu za sve komplekse receptora i supstrata. Princip je također presudan za patološke procese kao što su infekcije virusima.
Koji je princip zaključavanja i ključa?
Ključ se sa svojim strukturama ekstremno precizno uklapa u pripadajuću bravu. Čim se odvojka otkinula, vrata se više ne otvaraju. U tom kontekstu govorimo i o točnosti postavljanja. Kao što se ključ uklapa u bravu, tako se i mnogi biološki glasnici točno uklapaju u strukture receptora koji su im namijenjeni.
Takozvani princip biologije zaključavanja i ključa u širem se kontekstu odnosi na dvije ili više komplementarnih struktura koje su prostorno prilagođene jedna drugoj. Ova točnost uklapanja ide ruku pod ruku s biokemijskim reakcijama.
Princip zaključavanja i ključa prvi je put opisao 1894. Emil Fischer, koji je u to vrijeme opisao hipotetičko vezivanje enzima i supstrata. U biologiji i biokemiji interaktivna veza gostujućeg liganda i domaćina receptora rezultira složenom snagom određene čvrstoće, koja je poznata i kao afinitet. Umjesto načela zaključavanja ključa, ti odnosi se danas nazivaju i inducirano-prilagođeni koncept ili princip "ručna rukavica".
U većini slučajeva gostujući ligandi učinkoviti su u složenoj formaciji samo kroz određene dijelove njihove ukupne strukture. U ovom slučaju, njihove preostale strukture funkcionalno su irelevantne za nastanak kompleksa i učinke koje izaziva.
Funkcija i zadatak
Načelo zaključavanja ključeva igra ulogu u biokemiji i biologiji u potpuno različitim kontekstima. U biokemiji, predajnici i modulatori pokreću biokemijske procese vezanjem na receptor, koji se može simulirati ili blokirati ljekovitim tvarima ili lijekovima. Princip zaključavanja i ključa igra ključnu ulogu za takve veze.
S druge strane, u endokrinologiji postoji interakcija između hormonskih receptora i pojedinih hormona, što pokreće signalne lance i ponovno utječe na funkciju stanice. Načelo zaključavanja ključeva također je relevantno u ovom kontekstu. Isto se odnosi na područje enzimije, u kojem enzimi olakšavaju biokemijske reakcije.
Taj se proces odvija okupljanjem biogenih reaktanata. Enzimi omogućuju da dvije aktivne tvari formiraju kompleks prema principu zaključavanja i ključa. Vezujući se za supstrat, enzim prolazi strukturne promjene koje povećavaju ili omogućavaju njegovu učinkovitost kao katalizatora na određenim supstratima.
Princip zaključavanja i ključa također je relevantan u imunologiji. Unutar ovog područja, komplementarne strukture igraju se zajedno na granici između stanica koje prepoznaju antigen i stanica koje prezentiraju antigen. Ova složena interakcija koja se temelji na principu zaključavanja ključeva preduvjet je za otkrivanje specifičnih antigena.
Pored toga, princip zaključavanja i ključa igra ključnu ulogu za stanice u staničnim agregatima kao što su tkiva ili organi. Ove stanice su opremljene strukturama i njihovim komplementarnim kontrastrukturama na staničnoj površini. Ovaj komplementarni sustav zaključavanja i zaključavanja omogućava komunikaciju između stanica tkiva i doprinosi strukturalnoj i funkcionalnoj koheziji.
Imunološke stanice također komuniciraju koristeći opisani komplementarni sustav. Pored toga, imunološke stanice u cirkulaciji oslanjaju se na posebne površinske strukture tako da mogu doći od mjesta do mjesta i naći svoj put natrag do početne točke.
Sperma prelazi na jaje po sličnom principu. Princip brave i ključeva omogućuje im da pronađu glikoproteine na površini jaja, što im omogućuje prodiranje u stanicu. Načelo stoga igra odlučujuću ulogu u ljudskoj reprodukciji u većem obimu i relevantno je za evolucijsku biologiju.
Bolesti i bolesti
Princip zaključavanja i ključa ključan je ne samo za prirodne tjelesne procese, već i za patološke procese u tijelu čovjeka ili životinje. S jedne strane, određene tvari u drogama i druge tvari blokiraju pojedine receptore prema principu zaključavanja i ključa. Na primjer, morfij isključuje nagon za kašljem, jer se njegovi aktivni sastojci vežu upravo na stanice živčanog sustava odgovorne za poriv za kašalj.
Osim toga, tvar na isti način djeluje ublažavajuće i veže se za receptore boli uglavnom u moždanom korteksu prema principu zaključavanja i ključa. Zbog veze, stimulansi boli se više ne prenose. Iako se teoretski bolni podražaji i dalje primaju, oni se više ne obrađuju i više ne dosežu svijest. Medicina koristi ovaj princip za liječenje pacijenata s akutnom i kroničnom boli, poput bolesnika s karcinomom.
S druge strane, blokada živčanih stanica prema principu zaključavanja i ključa također može poremetiti ili isključiti relevantne tjelesne procese i tako imati negativne učinke na pacijentovo zdravlje.
Načelo zaključavanja i ključa jednako je patološko u vezi s virusima. Ti organizmi imaju određene komplementarne strukture, koje su poznate i kao mjesta pristajanja. Točka spajanja virusa omogućuje da zarazi odnosnog domaćina.
Princip ručne rukavice također je od medicinske važnosti u medicinskoj dijagnostici. Dijagnostičke metode poput tipizacije pojedinih tkiva kao dijela biopsije, dijagnoze infekcija i otkrivanja DNK ili dijagnoze krvne skupine u osnovi se temelje na otkrivanju pomoću principa.
Pored toga, mnoge se metaboličke bolesti temelje na poremećaju načela primjene ruku. To se odnosi, na primjer, na oblik šećerne bolesti u kojem postoji potpuna inzulinska rezistencija. U slučaju inzulinske rezistencije, "ručni" inzulin više se ne uklapa u inzulinski receptor "rukavice". Stanični receptori više ne odgovaraju adekvatno na inzulin i apsorpcija šećera u pojedine stanice odvija se samo u neadekvatnoj mjeri.
Uz ove odnose, pojam induciranog fitanja igra važnu ulogu u svakodnevnoj medicinskoj praksi, primjerice za cijepljenje, ali i za alergije.
