Принцип замка и ключа

Принцип замка и ключа описывает систему дополнительных структур, которые сцепляются, как ключ в замке, и запускают определенные процессы тела с этим сложным образованием. Принцип еще называют Принцип рука об руку или Концепция индуцированной подгонки обозначает и играет роль для всех комплексов рецептор-субстрат. Этот принцип также имеет решающее значение при патологических процессах, таких как заражение вирусами.

Что такое принцип замка и ключа?

Принцип «ключ-замок» описывает систему дополнительных структур, которые блокируются, как ключ в замке, и запускают определенные процессы в организме с этой сложной структурой. Принцип является решающим, например, также при патологических процессах, таких как заражение вирусами.

Благодаря своей конструкции ключ с максимальной точностью входит в соответствующий замок. Как только зубец сломался, дверь больше не открывается. В этом контексте мы также говорим о точности посадки. Подобно тому, как ключ вставляется в замок, многие биологические посланники точно подходят к структурам рецепторов, предназначенных для них.

Так называемый принцип запирания и ключа в биологии относится в более широком контексте к двум или более дополнительным структурам, пространственно согласованным друг с другом. Такая точность подгонки идет рука об руку с биохимическими реакциями.

Принцип «замок и ключ» был впервые описан в 1894 году Эмилем Фишером, который в то время описал гипотетическое связывание ферментов и субстратов. В биологии и биохимии интерактивная связь между гостевым лигандом и рецептором-хозяином приводит к образованию комплекса с определенной силой связывания, которая также известна как сродство. Вместо принципа «ключ-замок» эти отношения теперь называют концепцией принудительной подгонки или принципом «рука в перчатке».

В большинстве случаев гостевые лиганды эффективны только при комплексообразовании через определенные части их общей структуры. В этом случае их оставшиеся структуры не имеют функционального отношения к комплексообразованию и вызываемым им эффектам.

Функция и задача

Принцип блокировки ключа играет роль в биохимии и биологии в совершенно разных контекстах. В биохимии передатчики и модуляторы запускают биохимические процессы, связываясь с рецептором, который может имитироваться или блокироваться лекарственными веществами или лекарствами. Принцип «замок-и-ключ» играет важную роль для таких облигаций.

В эндокринологии, с другой стороны, существует взаимодействие между рецепторами гормонов и отдельными гормонами, которое запускает сигнальные цепи и повторно влияет на функцию клетки. Принцип блокировки ключа также актуален в этом контексте. То же самое относится к области энзимологии, в которой ферменты облегчают биохимические реакции.

Этот процесс происходит за счет объединения биогенных реагентов. Ферменты позволяют двум активным веществам образовывать комплекс по принципу «замок и ключ». Связываясь с субстратом, фермент претерпевает структурные изменения, которые увеличивают или делают возможной его эффективность в качестве катализатора на определенных субстратах.

Принцип замка и ключа актуален и в иммунологии. В этой области структуры комплемента играют вместе на границе между антиген-распознающими и антиген-презентирующими клетками. Это сложное взаимодействие, основанное на принципе блокировки клавиш, является предпосылкой для обнаружения специфических антигенов.

Кроме того, принцип «замок и ключ» играет важную роль для клеток в клеточных агрегатах, таких как ткани или органы. Эти клетки снабжены структурами и дополняющими их контрструктурами на поверхности клетки. Эта комплементарная система «замок-и-замок» обеспечивает связь между клетками ткани и способствует структурной и функциональной сплоченности.

Иммунные клетки также взаимодействуют с помощью описанной дополнительной системы. Кроме того, циркулирующие иммунные клетки полагаются на специальные поверхностные структуры, так что они могут перемещаться с места на место и возвращаться к исходной точке.

Сперма перемещается к яйцеклетке по аналогичному принципу. Принцип замка и ключа позволяет им находить гликопротеины на поверхности яйца, что позволяет им проникать в клетку. Таким образом, этот принцип играет решающую роль для воспроизводства человека в более широком масштабе и актуален для эволюционной биологии.

Болезни и недуги

Принцип «замок и ключ» имеет решающее значение не только для естественных процессов в организме, но и для патологических процессов в организме человека или животного. С одной стороны, определенные вещества в лекарствах и другие вещества блокируют отдельные рецепторы по принципу «замок и ключ». Например, морфин отключает позывы к кашлю, потому что его активные ингредиенты точно связываются с клетками нервной системы, отвечающими за позывы к кашлю.

Кроме того, вещество аналогичным образом обладает обезболивающим действием и связывается с болевыми рецепторами в основном в коре головного мозга по принципу «замок и ключ». Из-за связи болевые раздражители больше не передаются. Итак, хотя теоретически болезненные стимулы все еще принимаются, они больше не обрабатываются и не достигают сознания. Медицина использует этот принцип для лечения пациентов с острой и хронической болью, например, больных раком.

С другой стороны, блокада нервных клеток по принципу «замок и ключ» также может нарушить или выключить соответствующие процессы в организме и, таким образом, оказать негативное влияние на здоровье пациента.

Принцип «замок и ключ» так же патологичен в отношении вирусов. У этих организмов есть определенные дополнительные структуры, которые также известны как места стыковки. Точка стыковки вируса позволяет ему заразить соответствующий хост.

Принцип «рука в перчатке» также имеет медицинское значение в рамках медицинской диагностики. Диагностические методы, такие как типирование отдельных тканей в ходе биопсии, диагностика инфекций и обнаружение ДНК или диагностика группы крови, по существу, основаны на обнаружении посредством этого принципа.

Кроме того, многие метаболические заболевания основаны на нарушении принципа «рука об руку». Это касается, например, формы сахарного диабета, при которой наблюдается полная инсулинорезистентность. В случае инсулинорезистентности "ручной" инсулин больше не подходит к рецептору инсулина "перчатки". Клеточные рецепторы больше не реагируют адекватно на инсулин, и всасывание сахара отдельными клетками происходит только в недостаточной степени.

В дополнение к этим взаимосвязям концепция индуцированной подгонки играет важную роль в повседневной медицинской практике, например, для вакцинации, но также и для аллергии.