Lukustuse ja võtme põhimõte kirjeldab üksteist täiendavate struktuuride süsteemi, mis lukustuvad nagu võti lukus ja käivitavad selle keerulise moodustisega teatud keha protsessid. Põhimõtet tuntakse ka kui kindadevaheline põhimõte või indutseeritud sobivuse kontseptsioon ja see mängib rolli kõigi retseptori-substraadi komplekside puhul. See põhimõte on ülioluline ka selliste patoloogiliste protsesside puhul nagu nakkushaigusega viirused.
Mis on luku ja võtme põhimõte?
Lukustuse ja võtme põhimõte kirjeldab üksteist täiendavate struktuuride süsteemi, mis lukustuvad nagu võti lukus ja käivitavad selle keerulise moodustisega teatud keha protsessid. Põhimõte on määrav ka näiteks selliste patoloogiliste protsesside puhul nagu nakatumine viirused. Võti sobib oma struktuuridega ülitäpselt vastavasse lukku. Niipea kui üks haru maha murtakse, ei avane enam ust. Selles kontekstis ka meie rääkima sobivuse täpsuse kohta. Nii nagu võti sobib lukku, sobivad paljud bioloogilised sõnumaineained täpselt neile ette nähtud retseptorite struktuuridesse. Laiemas kontekstis viitab niinimetatud lukustuse ja võtme põhimõte bioloogiale kahele või enamale üksteisele ruumiliselt sobivale täiendavale struktuurile. See sobivus on seotud biokeemiliste reaktsioonidega. Lukustuse ja võtme põhimõtet kirjeldas esmakordselt 1894. aastal Emil Fischer, kes kirjeldas sel ajal ensüümide ja substraadid. Bioloogias ja biokeemias põhjustab külalisligandi ja retseptori peremeesorganismi interaktiivne seondumine teatud seondumisega kompleksi tugevus, tuntud ka kui afiinsus. Lukustuse ja võtme printsiibi asemel nimetatakse neid suhteid nüüd ka indutseeritud sobivuse kontseptsiooniks või käsikäes kinnas põhimõtteks. Enamasti on külalisligandid kompleksse moodustumise korral efektiivsed ainult nende üldise struktuuri teatud osade kaudu. Sel juhul ei ole nende ülejäänud struktuurid funktsionaalselt olulised kompleksi moodustamiseks ja selle põhjustatud mõjudeks.
Funktsioon ja ülesanne
Lukustuse ja võtme põhimõte mängib biokeemias ja bioloogias rolli täiesti erinevates kontekstides. Biokeemias käivitavad saatjad ja modulaatorid retseptoriga seondudes biokeemilised protsessid, mida saab simuleerida või blokeerida ravimid või farmaatsiatooted. Selliste köite puhul mängib olulist rolli lukustus-võti-põhimõte. Sisse endokrinoloogia, teiselt poolt on hormoonretseptorite ja inimese vastastikune mõju hormoonid mis käivitab signaalahelad ja millel on tagasisidet raku funktsioonile. Selles kontekstis on oluline ka luku ja võtme põhimõte. Sama kehtib ka ensümoloogia valdkonna kohta, mille piires ensüümide hõlbustada biokeemilisi reaktsioone. See protsess toimub biogeensete reagentide ühendamise teel. Ensüümid võimaldavad seega kahel toimeainel moodustada kompleksi vastavalt luku ja võtme põhimõttele. Ensüümis toimuvad substraadiga seondumise tõttu struktuurimuutused, mis veelgi suurendavad või võimaldavad selle efektiivsust katalüsaatorina teatud substraatidel. Immunoloogias on lukustuse ja võtme põhimõte võrdselt asjakohane. Selles domeenis interakteeruvad komplemendistruktuurid antigeeni tuvastavate ja antigeeni esitlevate rakkude piiril. See kompleksne vastastikune toimimine vastavalt luku ja võtme põhimõttele on spetsiifilise antigeeni äratundmise eeltingimus. Lisaks mängib lukustuse ja võtme põhimõte rakkude koosseisus, näiteks kudedes või elundites, olevate rakkude jaoks olulist rolli. Need rakud on varustatud rakkude pinnal olevate struktuuride ja nende täiendavate kontrstruktuuridega. See lukust ja võtmest koosnev täiendav süsteem võimaldab suhelda koe rakkude vahel ja aitab kaasa struktuurilisele funktsionaalsele ühtekuuluvusele. Immuunrakud suhtlevad ka kirjeldatud täiendava süsteemi abil. Lisaks sõltuvad ringlevad immuunrakud spetsiaalsetest pinnastruktuuridest, et võimaldada neil liikuda ühest kohast teise ja leida tee tagasi alguspunkti. sperma rakud kasutavad munarakku liikumiseks sarnast põhimõtet. Lukustuse ja võtme põhimõte võimaldab neil leida munaraku pinnalt glükoproteiine, mis lasevad neil rakku siseneda. Seega mängib põhimõte inimese paljunemisel otsustavat rolli ja on oluline evolutsioonibioloogias.
Haigused ja vaevused
Mitte ainult looduslike kehaprotsesside, vaid ka inimese või looma kehas toimuvate patoloogiliste protsesside jaoks on lukustuse ja võtme põhimõte ülioluline. Esiteks, teatud ained ravimid ja muud ained blokeerivad üksikuid retseptoreid vastavalt luku ja võtme põhimõttele. Morfiinnäiteks lülitab köhaärrituse välja, pannes selle toimeained täpselt seonduma rakkudega närvisüsteem vastutab köhaärrituse eest. Lisaks on ainel analgeetiline toime samamoodi ja see seondub valu retseptorid, eriti ajukoores, vastavalt luku ja võtme põhimõttele. Köitmise tulemusena valu stiimuleid enam ei edastata. Nii et kuigi valusaid stiimuleid võetakse teoreetiliselt endiselt vastu, ei töödelda neid enam ega jõua teadvusesse. Meditsiin kasutab seda põhimõtet ägedate ja krooniliste patsientide raviks valuNagu vähk patsiendid. Teisest küljest võib närvirakkude blokeerimine vastavalt lukustuse ja võtme põhimõttele häirida või välja lülitada ka asjakohaseid kehaprotsesse ning näidata seeläbi patsiendile negatiivset mõju. tervis. Lukustuse ja võtme põhimõte on sama kontekstis patoloogiline viirused. Nendel organismidel on teatud täiendavad struktuurid, mida nimetatakse ka dokkimispaikadeks. See on viiruse dokkimisplats, mis võimaldab tal nakatada peremeest. Ka kindadevaheline põhimõte on meditsiinilise diagnostika puhul meditsiiniliselt oluline. Diagnostilised protseduurid, näiteks üksikute kudede tüpiseerimine a osana biopsia, nakkuste diagnoosimine ja DNA tuvastamine või veri rühmadiagnostika põhineb põhimõtteliselt tuvastamisel. Lisaks põhinevad paljud ainevahetushaigused käsikäes kinda põhimõtte rikkumisel. See kehtib näiteks vormi diabeet mellitus, milles on täielik insuliin vastupanu. Sisse insuliin resistentsus, ei sobi “käsi” insuliin enam “kinnaste” insuliini retseptorisse. Rakuretseptorid ei reageeri enam adekvaatselt insuliin ja selle kasutuselevõtt suhkur rakkudesse toimub ainult ebapiisaval määral. Peale nende seoste mängib indutseeritud sobivuse kontseptsioon igapäevases meditsiinipraktikas olulist rolli, näiteks vaktsineerimisel, aga ka allergiate korral.
