ნეიროსპეციფიკური ცილები

ნეირონებსა და გლიაში სხვა ჩვეულებრივ ცილებთან ერთად გვხვდება ისეთი ცილებიც, რომლებიც მხოლოდ ნერვულ ქსოვილში ექსპრესირდება, მათ ნეიროსპეციფიკურ ცილებს უწოდებენ. ნეიროსპეციფიკური ცილების უმრავლესობა გლიკოპროტეინი ან ლიპოპროტეინი, ისინი მონაწილეობს სინაფსური მექანიზმის მუშაობაში, რეცეპტორების სტრუქტურისა და ადჰეზიური ცილების ჩამოყალიბებაში, ონტოგენეზსა და მეხსიერების ფორმირებაში. იმისათვის, რათა ცილები მივაკუთვნოთ ნეიროსპეციფიკურ ჯგუფს, აუცილებელია ცილა აკმაყოფილებდეს შემდეგ კრიტერიუმებს - უნდა არსებობდეს ძირითადად ნერვულ ქსოვილში, ცილა უნდა მოაწილეობდეს ნერვული ქსოვილისათვის სპეციფიკური ფუნქციის რეალიზაციაში, მაგალითად ნერვული იმპულსების გენერაცია და გატარება, დასწავლა, სინაფსური აპარატის მუშაობა და სხვა. უნდა არსებიბს კავშირი ცილის ბიოლოგიურ აქტივობასა და ნერვული სისტემი ფუნქციონალურ მდგომარეობას შორის.

ნეიროსპეციფიკური ცილების არსებობა განპირობებულია ტვინში გენების ექსპრესიის თავისებურებებით. ნერვულ ქსოვილში აქტიურია გენების 10%, რაც მაღალია ორგანიზმის სხვა ქსოვილებთან შედარებით, სადაც ჩვეულებრივ ფუნქციონირებს გენების საერთო რაოდენობის 2-4%. ასევე მაღალია რნმ-ისა და დნმ-ის საშუალო სიდიდე. ნერვულ ქსოვილში ცილების ასეთი მრავალგვარობა განპირობებულია ი-რნმ-ების მრავალფეროვნებით. ნეიროებსა და გლიურ უჯრედებში შესაძლებელია ექსპრესირდეს გენების ძალიან დიდი რაოდენობა, რის გამოც ი-რნმ-ების ვარიანტების დონეც გაზრდილია. ტვინში სინთეზირებული ი-რნმ-ები დაყოფილია ოთხ ჯგუფად -
I ჯგუფის ი-რნმ, ექსპრესირდება ყველა ქსოვილში ერთნაირი ინტენსივობით.
II ჯგუფის ი-რნმ, ასევე ექსპრესირდება ყველა ქსოვილში, თუმცა სხვადასხვა ხარისხით. ამ ორ ჯგუფის ი-რნმე-ები უზრუნველყოფს ყველა ქსოვილისათვის საერთო ცილების სინთეზს, რომლებიც მონაწილეობს ორგანიზმის სასიცოცხლო ფუნქციებში.
III ჯგუფის ი-რნმ, ნეიროსპეციფიკური რნმ-ია, რომელიც სხვა ქსოვილში არ არის აღმოჩენილი.
IVჯგუფის ი-რნმ, განსაკუთრებული ნეიროსპეციფიკური ი-რნმ-ებია, რომელთა რაოდენობა მთლიან ტვინში ცოტაა.
ტვინში სინთეზირებული ი-რნმ-ების ნახევარი წარმოადგენს ნეიროსპეციფიკურ ი-რნმ-ებს, რომლებიც უზრუნველყოფს ამ ქსოვილის ცილოვანი სპექტრის თავისებურებებს. დღეისავის გამოვლენილია 200-ზე მეტი ნეიროსპეციფიკური ცილა.

კალციუმ-დამაკავშირებელი ნეიროსპეციფიკური ცილები - ეს ცილები სხვადასხვა გზებით ურთიერთქმედებს კალციუმის იონთან და არეგულირების ამ იონის კონცენტრაციასა და ტრანსპორტს. ამ ცილების ნაწილი ანექსინებია, რომელთათვისაც დამახასიათებელია გრძელი ამინომჟავური თანმიმდევრობა და "EF-hand-ის" არსებობა, რომელიც იკავშირებს კალციუმის იონს და წარმოადგენს ამინომჟავებისგან შემდგარ მარყუჟს. სტრუქტურულად ანექსინია ნეიროსპეციფიკური ცილა, ცილა-S100-იც, რომელიც აღმოჩენილია მხოლოდ ძუძუმწოვრების თავის ტვინში. დიდი რაოდენობით შეიცავს მჟავე ამინომჟავებს და შესაბამისად აქვს მჟავე თვისებები. ეს ცილები ძირითადად ლოკალიზებულია ასტროციტებში, ხოლო ნეირონებში მისი რაოდენობა მცირეა. ცილის ძირითადი მასა ციტოპლაზმაზე მოდის, მცირე რაოდენობა კი მემბრანაზე. ამ ცილის შემცველობა მატულობს დასწავლისა და პირობითი რეფლექსების ფორმირებისას.
S-100 ცილის 20–მდე სხვადასხვა ტიპი არსებობს, მათი მაკოდირებელია შემდეგი გენები – S-100A1, S-100A2, S-100A3. S-100 ცილების უმრავლესობა ჰომოდიმერულია ანუ შედგება ორი იდენტური პოლიპეპტიდისგან. სტრუქტურულად S-100 ცილები კალმოდულინის მსგავსია. ჩვეულებრივ S-100 ცილები წარმოდგენილია ნერვული ქედიდან წარმოებულ უჯრედებში (შვანის უჯრედების და მელანოციტები), ქონდროციტებში, ადიპოციტებში, მიოეპითელურ უჯრედებში, მაკროფაგებში, ლანგერჰანსის უჯრედებში, დენდრიტებსა და კერატინოციტებში. S-100 ცილები მონაწილეობს ცილების ფოსფორილირებაში, კალციუმის ჰომეოსტაზში, ტრანსკრიფციის ფაქტორებში, ფერმენტების აქტივობაში, ციტოჩონჩხის კომპონენტების მოძრაობაში, ფერმენტულ აქტივობებში, უჯრედის ზრდა–დიფერენცერიბასა და ანთებით პასუხის წარმოქმნაში. ცილა ფსორიაზინი – S100A7  და S100A15 ფსორიაზის დროს მოქმედებს როგორც ციტოკინები. 


აღსანიშნავია ცილა კალმოდულინის დიდი რაოდენობით არსებობაც, რომელიც კალციუმის იონი რაოდენობის რეგულატორია, სწორედ აქიდან წარმოიქმნა სახელი კალმოდულინიც – კალციუმ–მოდულირებული პროტეინი (ცილა). კალმოდულინიც წყვილ EF-ხელის მარყუჟშ შეიცავს და ამრიგად EF-ხელის ჯგუფის ცილების წარმომადგენელია. ვინაიდან არანაკლებად გვხვდება სხვა ქსოვილებშიც, მისი ნეიროსპეციფიკურ ცილებზე მიკუთვნება მეტნაკლებად პირობითია. ცილა კალმოდულინი მონაწილეობს პროტეინკინაზებისა და სხვა ფერმენტების აქტიაციაიში კალციუმის იონების დახმარებით. კალმოდულინი მცირე, მაგრამ მაღალკონსერვირებული ცილაა და შეიცავს 148 ამინომჟავას, მასით 16.7 კდალ. კალმოდულინი მონაწილეობს უამრავ მნიშვნელოვან პროცესში, მაგალითად ანთებით პროცესებში, მეტაბოლიზმში. აპოპტოზში, გლუვი კუნთების შეკუმშვაში, უჯრედშიდა მოძრაობებში, როგორც ხანმოკლე, ისე ხანგრძლივი მეხსიერების ფორმირებასა და იმუნური პასუხის წარმოქმნაში. იმ ცილების უმრავლესობას, რომელსაც კალმოდულინი იკავშირებს, თავად არ შეუძლია კალციუმის დაკავშირება და კალმოდულინს იყენებენ კალციუმის სენსორად და სიგნალის გადამტანად.
ეს ცილა შეიცავს იონის დამაკავშირებელ 4 ცენტრს. მისი აქტივობისი ერთ-ერთი ინჰიბიტორია ქლორპრომაზინი - ნეიროლეპტიკი, რომელიც შიზოფრენიის სამკურნალოდ გამოიყენება. კალმოდულინის ფუნქცია კონტროლდება ორი ცილით, ესენია - კალცინეირინი და ფოსფომირისტინით აშენებული ლიპოპროტეინული ცილა. კალცინეირინი ორი სუბერთეულისგან შედგება და კალმოდულინისადმი მაღალი თვისობით ხასიათდება, ის განაპირობებს კალმოდულინის აქტივობის ინჰიბირებას. ასევე იწვევს პროტეინფოსფატაზების აქტივობასა და ინჰიბირებას. მეორე ლიპოპროტეინული ბუნების ცილა კი იმის გამო, რომ აშენებულია ფოსფორილირებული მირისტინით, იოლად შეუძლია ჩაერთოს მემბრანის შემადგენლობაში. მირისტინი ადვილად ფოსფორილირდება პროტეინკინაზა-C-ს საშუალებით. დეფოსფორილირებული ფოსფომირისტინი უკავშირდება კალმადულინს და ახდენს მის რეზერვირებას, ხოლო ფოსფორილირებული ააქტივებს და ათავისუფლებს.

ფოდრინი - გლუტამატერგული სინაფსების სტრუქტურული ცილა, მისი ფუნქციაა გლუტამატის რეცეპტორების ბლოკირება.

ცილა B-50 - პლაზმური მემბრანის ერთ-ერთი ძირითადი ფოსფორილირებადი ცილაა და ძირითადად გვხვდება პრესინაფსურ მემბრანებში. ის ენდოგენური სუბსტრატია დიაცილგლიცეროლდამოკიდეული და კალციუმ-დამოკიდებული პროტეინკინაზა C-სთვის. ამ ფერმენტის აქტივატორები ასტიმულირებს სინაფსურ გადაცემას.

ფოსფოპროტეინი F1-20 - მოთავსებულია სინაფსებში, წარმოადგენს პროტეინკინაზა კალპაინის სუბსტრატს.

სინაფსინები - კათიონური ცილაა, რომელიც ახდენს მემბრანის მდგომარეობის მოდულირებას. მათი ფოსფორილირებისა და დეფოსფორილირების პროცესები დაკავშირებულია სინაფსური ვეზიკულების ფუნქციონირებასთან. დეფოსოფირილირებული სინაფსინი დაკავშირებულია ვეზიკულების მემბრანასთან, რაც უზრუნველყოფს ვეზიკულების თვისობის მატებას აქტინური ფილამენტებისადმი და სარეზერვო ვეზიკულების რაოდენობის ზრდას. სინაფსინების ფოსფორილირება ტერმინალში კალციუმის კონცენტრაციის მატებისას კალმადულინ-დამოკიდებული პროტეინკინაზების მონაწილეობით მიმდინარეობს და ამცირებს სინაფსინების თვისობას ვეზიკულების მემბრანისადმი, რის შედეგადაც ათავისუფლებს მათ აქტინური ფილამენტებისგან და ხელს უწყობს მედიატორების გამოთავისუფლებას.

ნერვული ქსოვილის შეკუმშვადი და ციტოჩონჩხის ცილები - ეს ცილები მონაწილეობს მიკრომილაკების, ნეიროფილამენტებისა და სხვა სინაფსური წარმონაქმნების თვითაწყობისა და დეგრადაციის პროესებში, ასევე ნეირონების სივრცითი მდგომარეობის დაფიქსირებასა და მოდულაციაში.
მიკრომილაკებსა და ნეიროფილამენტებს გააცნია უჯრედული ჩონჩხის ფუნქცია და შეუძლია შეკუმშვა. ეს წარმონაქმნები მონაწილეობს ორგანოიდების, ნუკლეინის მჟავების, ცილებისა და ლიპიდების რეტროგრადულ ტრანსპორტში და მეტაბოლიტების მოძრაობაში.

მიკრომილაკები ანუ ნეიროტუბულები - ცილინდრული სტრუქტურაა, რომლის ცილოვან ძირითად მასას ცილა ნეიროტუბულინი ქმნის. ნეიროტუბულინი ორსუბერთეულიანი დიმერია. ეს სუბერთეულებია - ალფა- და ბეტა-სუბერთეულები. ნეიროტუბულებში ნეიროტუბულინი სპირალური პოლიმერია, რომელიც 14 მოლეკულა ნეიროტუბულინისგან შედგება. პოლიმერის ფორმირება მიმდინარეობს GTP-დაშლის ენერგიის ხარჯზე. უშუალოდ ნეიროტუბულინს გააჩნია GTP-აზური აქტივობა. პოლიმერის აწყობის პროცესი ითრგუნება კოლხიცინით.

ნეიროფილამენტები - წარმოიქმნება სპირალურად დახვეული ძაფისებრი წარმონაქმნებისგან. ნეიროფილამენტების შემადგენლობაში გვხვდება დიდი რაოდენობით აქტომიოზინის მსგავსი ცილები, რომლებიც მოაწილეობს აქსონურ ტრანსპორტსა და მედიატორების გამოთავისუფლებაში. ასეთი ცილაა ნეიროსტენინი, რომელიც ორი ცილისგან შედგება - ნეირინისა და სტენინისგან. ნეიროსტენინისთვის დამახასიათებელია კალციუმით და მაგნიუმით აქტივირებადი ATP-აზური აქტივობა.