Jedynie prawda jest ciekawa


Przyznano Nobla w dziedzinie medycyny

07.10.2013

Komitet Noblowski docenił Amerykanów: Randy W. Schekman i James E. Rothman oraz Niemiec Thomas C. Suedhof za odkrycie zjawiska tzw. przepływu błon w komórce. Naukowcy zostali w tym roku laureatami Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii.

Odkrycia wszystkich trzech badaczy pozwoliły zrozumieć, w jaki sposób nieustannie zachodzący w komórkach przepływ błon umożliwia im transport cząsteczek oraz komunikowanie się ze środowiskiem.

Każda komórka jest minifabryką, w której są wytwarzane i transportowane różne substancje. Są to hormony, takie jak insulina, która zajmuje się transportem glukozy, gdy po posiłku zwiększa się jej poziom we krwi. Inne substancje to neuroprzekaźniki - przekazywane między komórkami mózgu, a także cytokiny i enzymy.

Wszystkie te substancje są transportowane wewnątrz komórek w małych porcjach za pośrednictwem tzw. pęcherzyków. Zasługą tegorocznych laureatów Nagrody Nobla jest odkrycie mechanizmów molekularnych sterujących całym systemem transportu cząsteczek wewnątrz komórki.

Komórka, otoczona błoną, jest najmniejszą jednostką organizmów żywych. W jej wnętrzu przebiegają jednak skomplikowane procesy życiowe. Odbywają się one w małych, ale skomplikowanych strukturach. Największym z nich jest protoplazma, w której znajdują się cytoplazma i jądro komórkowe zawierające główny materiał genetyczny.

Wewnątrz cytoplazmy są tzw. organella, takie jak mitochondria zaopatrujące komórkę w energię, a także rybosomy, w których powstają białka, oraz aparat Golgiego (dojrzewanie białek i modyfikacja

zużywanych przez komórkę substancji).

Wiele z tych struktur cytoplazmatycznych otaczają błony różniące się budową chemiczną i funkcjami. Między nimi przekazywane są różne substancje, które muszą być dostarczane w odpowiednich porcjach i we właściwym czasie (podobnie jak w systemie transportu morskiego cargo). Część z nich opuszcza komórkę i przekazywana jest do odpowiedniego miejsca organizmu. Od tego, jak przebiega transport wewnątrzkomórkowy, zależy funkcjonowanie całego organizmu. Błędy w wydzielaniu insuliny wywołują cukrzycę młodzieńczą (typu I). Zakłócenia w produkcji

neuroprzekaźników powodują zaburzenia psychiczne, np. depresję lub schizofrenię. Z kolei wadliwe cytokiny, substancje przekaźnikowe układu immunologicznego, zaburzają odporność. Randy W. Schekman w latach 70. wykrył błędy, jakie powstają w systemie transportu wewnątrz drożdży.

Wraz ze swymi współpracownikami doszedł do wniosku, że powodują je liczne mutacje genetyczne. Niektóre z nich okazały się niezbędne do formowania się pęcherzyków transportujących białka i lipidy między organellami komórki.

James E. Rothman w latach 80. i 90. zajmował się badaniem systemu transportu wewnątrz komórek ssaków. Odkrył, w jaki sposób pęcherzyki z cząsteczkami przyłączają się do odpowiednich błon. Doszedł do wniosku, że kluczową rolę odgrywają znajdujące się na ich powierzchni białka. Precyzyjnie docierają we właściwe miejsce, ponieważ łączą się wyłącznie z pasującymi tylko do nich białkami na powierzchni błon. Dochodzi do fuzji obu błon, a łączenie to jest podobne do zasuwania zamka błyskawicznego w ubraniach. Wtedy dopiero uwalniana jest zawartość pęcherzyków.

Biała odkryte przez Rothmana w komórkach zwierząt odpowiadały niektórym mutacjom, na jakie Schekman natrafił w drożdżach. Z różnych stron opisali oni ten sam mechanizm transportu wewnątrzkomórkowego.

Thomas C. Suedhof badał zaś, w jaki sposób komunikują się komórki mózgu. Okazało się, że robią to za pośrednictwem neuroprzekaźników, które podobnie jak inne substancje również przekazywane są za pomocą pęcherzyków i przyłączają się do błon komórek nerwowych. Różnica polega na tym, że sygnały te przekazywane są jedynie między sąsiadującymi ze sobą komórkami za pośrednictwem synaps (miejsca komunikacji błony kończącej akson z błoną komórkową drugiej komórki).

Zasługą niemieckiego naukowca jest odkrycie, że gdy impuls nerwowy dotrze do zakończenia aksonu powoduje otwarcie kanałów jonowych wpuszczających jony wapnia. Jony te uaktywniają pęcherzyki presynaptyczne zawierające np. adrenalinę, noradrenalinę, acetylocholinę, które je uwalniają do szczeliny synaptycznej.

Część jego cząsteczek łączy się z receptorami na błonie postsynaptycznej. Powoduje to otworzenie się kanałów dla jonów sodu, a w efekcie depolaryzację błony postsynaptycznej. Otwierają się wtedy kolejne kanały dla sodu i pojawia się sygnał elektryczny rozprzestrzeniający się wzdłuż aksonu do synaps znajdujących się w jego zakończeniach.

Tegoroczni nobliści dowiedli, że ten sam system przekazywania substancji za pośrednictwem pęcherzyków wykorzystywany jest we wszystkich organizmach, zarówno drożdży, jak i zwierząt oraz człowieka. Występuje zarówno w układzie nerwowym, hormonalnym, jak i immunologicznym. Bez niego komórka nie była w stanie funkcjonować i popadłaby w chaos. Życie nie byłoby możliwe.

Nagrodzenie Noblem Rothmana i Schekmana nie jest zaskoczeniem - już od kilku lat byli typowani do tego najbardziej prestiżowego w nauce wyróżnienia. David Pendlebury, analityk Reutersa, który od 1989 r. typuje kandydatów do Nagród Nobla, już w 2009 r. sugerował, że obaj badacze mogą ją otrzymać za odkrycie zjawiska tzw. przepływu błon w komórce.

Zainteresował Cię artykuł? Dołącz do nas na Facebooku!

PAP, lz

[fot: PAP/EPA]

Warto poczytać

  1. sejm22042018 22.04.2018

    Mniejszość niemiecka w Polsce domaga się większych praw. "Chcemy więcej lekcji niemieckiego"

    Działacze mniejszości niemieckiej w Polsce domagają się utrzymania prawa uczniów do nauki języka niemieckiego zarówno jako obcego, jak i ojczystego.

  2. gender22042018 22.04.2018

    Chłopiec czy dziewczynka? Rodzice nie zdecydowali. „Lubi malować paznokcie i bawić się ciężarówkami”

    Rodzice dwuletniego „Zoomera” nie odpowiedzieli na jedno z pierwszych pytań, które zadają sobie wszyscy ci, którzy dowiadują się, że ich rodzina się powiększy.

  3. Le-Mont-Saint-Michel 22.04.2018

    Panika we Francji. Będzie kolejny zamach?

    Francuskie władze w niedzielę poinformowały o ewakuacji będącej atrakcją turystyczną wyspy Le Mont-Saint-Michel u zachodnich wybrzeży kraju. Policja szuka mężczyzny, który zachowywał się w podejrzany sposób i który według świadka rano groził policjantom

  4. CharlieFien 22.04.2018

    Chora na Zespół Downa wrzuciła na Twittera zdjęcie w obronie życia. Serwis ją zablokował

    W świecie politycznej poprawności można wiele, pod warunkiem że nie porusza się wątku prawa do życia, zwłaszcza jeśli chodzi o życie niepełnosprawnych. Boleśnie przekonała się o tym niepełnosprawna działaczka pro-life, zablokowana przez Twittera

  5. 1270dtrump 21.04.2018

    Rosja przypuściła atak na niespotykaną skalę. Znaleźli chętnych partnerów w sztabie Trumpa?

    Komitet Narodowy Partii Demokratycznej złożył pozew sądowy, w którym oskarżają Donalda Trumpa, jego współpracowników, Wikileaks oraz Federację Rosyjską o konspirację mającą na celu zmianę wyniku wyborów.

  6. 1270jews 21.04.2018

    Europejski Żydzi ponad prawem? „Powinni mieć broń!”

    Jeden z najpoważniejszych europejskich rabinów Menachem Margolin domaga się od europejskich ministrów żeby pozwolili osobom pochodzenia żydowskiego na posiadanie broni bez specjalnych zezwoleń. Jego zdaniem to najlepszy sposób by powstrzymać antysemickie ataki.

  7. Warszawa3 21.04.2018

    Jedna z najważniejszych decyzji dla światowego bezpieczeństwa zapadnie w Warszawie?

    Warszawa, według Bloomberga, jest jednym z dziewięciu miast rozważanych jako potencjalne miejsce spotkania przywódcy Korei Północnej Kim Dzong Una z prezydentem USA Donaldem Trumpem. Szczyt jest planowany na maj lub czerwiec

  8. Kim28032018 21.04.2018

    Wielki sukces międzynarodowej dyplomacji. Koreański reżim zawiesza program nuklearny

    Przywódca Korei Płn. Kim Dzong Un ogłosił wstrzymanie prób jądrowych i testów międzykontynentalnych rakiet balistycznych, a także zamknięcie obiektu, gdzie prowadzono badania i próby jądrowe - podała w sobotę oficjalna północnokoreańska agencja prasowa KCNA

CS154fotoMINI

Czas Stefczyka 154/2018

PDF (7,35 MB)

pobierz najnowszy numer
archiwum numerów

Facebook