Inilalarawan ng prinsipyo ng lock-and-key ang isang sistema ng mga pantulong na istraktura na magkakaugnay tulad ng isang susi sa isang kandado at nagpapalitaw ng ilang mga proseso sa katawan sa kumplikadong pagbuo na ito. Ang prinsipyo ay kilala rin bilang prinsipyo ng kamay na pang-guwantes o pahiwatig na sapilitan at may gampanin para sa lahat ng mga receptor-substrate complex. Ang prinsipyo ay mahalaga din para sa mga proseso ng pathological tulad ng mga impeksyon sa virus.
Ano ang prinsipyo ng lock-and-key?
Inilalarawan ng prinsipyo ng lock-and-key ang isang sistema ng mga pantulong na istraktura na magkakaugnay tulad ng isang susi sa isang kandado at nagpapalitaw ng ilang mga proseso sa katawan sa kumplikadong pagbuo na ito. Ang prinsipyo ay mapagpasyahan din, halimbawa, para sa mga proseso ng pathological tulad ng mga impeksyon na may virus. Ang isang susi ay umaangkop sa mga istraktura nito na may matinding katumpakan sa kaukulang kandado. Sa sandaling nasira ang isang prong, hindi na bumubukas ang pinto. Sa kontekstong ito, kami rin makipag-usap tungkol sa kawastuhan ng fit. Tulad ng susi na umaangkop sa kandado, maraming mga sangkap ng biological messenger ay umaangkop nang eksakto sa mga istraktura ng mga receptor na ibinigay para sa kanila. Sa mas malaking konteksto, ang tinaguriang lock-and-key na prinsipyo ng biology ay tumutukoy sa dalawa o higit pang mga pantulong na istraktura na may spatial fit sa bawat isa. Ang akma na ito ay naiugnay sa mga reaksyong biochemical. Ang prinsipyo ng lock-and-key ay unang inilarawan noong 1894 ni Emil Fischer, na sa oras na iyon ay inilarawan ang isang pang-teorya na pagbubuklod ng enzymes at mga substrate. Sa biology at biochemistry, ang interactive na nagbubuklod sa pagitan ng liga ng panauhin at host ng receptor ay nagreresulta sa isang komplikadong may isang tiyak na pagbubuklod lakas, na kilala rin bilang affinity. Sa halip na lock-and-key na prinsipyo, ang mga ugnayan na ito ay tinukoy din ngayon bilang induced-fit na konsepto o prinsipyo ng kamay na pantakip. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga ligand ng bisita ay epektibo sa kumplikadong pagbuo sa pamamagitan lamang ng ilang mga bahagi ng kanilang pangkalahatang istraktura. Sa kasong ito, ang kanilang natitirang mga istraktura ay functionally hindi nauugnay para sa kumplikadong pagbuo at ang mga epekto na pinukaw nito.
Pag-andar at gawain
Ang prinsipyo ng lock-and-key ay gumaganap ng isang papel sa biochemistry at biology sa ganap na magkakaibang mga konteksto. Sa biochemistry, mga transmiter at modulator, sa pamamagitan ng pagbubuklod sa isang receptor, nagpapalitaw ng mga proseso ng biochemical na maaaring gayahin o mai-block ng gamot o mga parmasyutiko. Para sa mga naturang bindings, ang prinsipyo ng lock-and-key ay may mahalagang papel. Sa endocrinology, sa kabilang banda, mayroong isang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga receptor ng hormon at indibidwal hormones na nagpapalitaw ng mga kadena ng signal at may epekto sa feedback sa pagpapaandar ng cell. Ang prinsipyo ng lock-and-key ay nauugnay din sa kontekstong ito. Nalalapat ang pareho sa larangan ng enzymology, sa loob nito enzymes mapadali ang mga reaksyong biochemical. Ang prosesong ito ay nagaganap sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga biogenic reactant. Enzymes sa gayon payagan ang dalawang aktibong sangkap na bumuo ng isang kumplikadong alinsunod sa lock-and-key na prinsipyo. Ang enzim ay sumasailalim ng mga pagbabago sa istruktura dahil sa pagbubuklod ng substrate, na higit na nagpapahusay o nagbibigay-daan sa pagiging epektibo nito bilang isang katalista sa ilang mga substrate. Sa immunology, ang lock-and-key na prinsipyo ay pantay na nauugnay. Sa loob ng domain na ito, ang mga komplementaryong istraktura ay nakikipag-ugnay sa hangganan ng pagkilala ng antigen at mga cell na nagpapakita ng antigen. Ang kumplikadong pakikipag-ugnayan ayon sa lock-and-key na prinsipyo ay isang paunang kinakailangan ng tukoy na pagkilala sa antigen. Bukod dito, ang prinsipyo ng lock-and-key ay may mahalagang papel para sa mga cell sa mga cell assembles tulad ng mga tisyu o organ. Ang mga cell na ito ay nilagyan ng mga istraktura at kanilang mga pantulong na counterstruktura sa ibabaw ng cell. Ang lock-and-key komplimentaryong sistema na ito ay nagbibigay-daan sa komunikasyon sa pagitan ng mga cell sa isang tisyu at nag-aambag sa koordinasyong pang-functional na istruktura. Ang mga immune cells ay nakikipag-usap din sa tulong ng inilarawan na komplimentaryong sistema. Bilang karagdagan, ang nagpapalipat-lipat ng mga immune cell ay nakasalalay sa mga espesyal na istraktura sa ibabaw upang paganahin silang lumipat sa bawat lugar at hanapin ang kanilang daan pabalik sa kanilang panimulang punto. tamud gumagamit ang mga cell ng katulad na prinsipyo upang lumipat sa egg cell. Hinahayaan sila ng prinsipyo ng lock-and-key na makahanap ng mga glycoprotein sa ibabaw ng oosit na pinapasok sila sa cell. Samakatuwid, sa isang mas malaking sukat, ang prinsipyo ay may mahalagang papel sa pagpaparami ng tao at nauugnay sa biyolohikal ng ebolusyon.
Mga sakit at karamdaman
Hindi lamang para sa natural na proseso ng katawan, kundi pati na rin para sa mga proseso ng pathological sa katawan ng tao o hayop, ang prinsipyo ng lock-and-key ay mahalaga. Para sa isang bagay, ang ilang mga sangkap sa gamot at iba pang mga sangkap ay humahadlang sa mga indibidwal na receptor ayon sa lock-and-key na prinsipyo. Morpina, halimbawa, pinapatay ang stimulus ng pag-ubo sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga aktibong sangkap na tumutali nang tumpak sa mga cell sa nervous system responsable para sa stimulus ng pag-ubo. Bilang karagdagan, ang sangkap ay may analgesic effect sa parehong paraan at nagbubuklod sa sakit ang mga receptor, partikular sa cerebral cortex, ayon sa lock-and-key na prinsipyo. Bilang isang resulta ng pagbubuklod, sakit ang stimulus ay hindi na nailipat. Kaya't bagaman ang mga masakit na stimuli ay natanggap pa rin ayon sa teoretikal, hindi na ito naproseso at hindi na umabot sa kamalayan. Ginagamit ng gamot ang alituntuning ito upang gamutin ang mga pasyente na may talamak at talamak sakit, Gaya ng kanser mga pasyente Sa kabilang banda, ang pagharang sa mga cell ng nerve ayon sa lock-and-key na prinsipyo ay maaari ring makagambala o patayin ang mga kaugnay na proseso ng katawan at sa gayon ay maipakita ang mga negatibong epekto sa isang pasyente. kalusugan. Ang prinsipyo ng lock-and-key ay pantay na pathological sa konteksto ng virus. Ang mga organismo na ito ay nagtataglay ng ilang mga pantulong na istruktura, na kilala rin bilang mga docking site. Ito ay ang docking site ng isang virus na nagbibigay-daan sa ito upang mahawahan ang host nito. Ang prinsipyo ng hand-in-glove ay may kaugnayan din sa medikal sa mga diagnostic na medikal. Mga pamamaraang diagnostic tulad ng pagta-type ng mga indibidwal na tisyu bilang bahagi ng a biopsy, ang diagnosis ng mga impeksyon at pagtuklas ng DNA o dugo Ang mga diagnostic ng pangkat ay mahalagang batay sa pagtuklas gamit ang prinsipyo. Bilang karagdagan, maraming mga sakit na metabolic ay batay sa isang kaguluhan ng prinsipyo ng hand-in-glove. Nalalapat ito, halimbawa, sa anyo ng dyabetis mellitus kung saan mayroong kumpleto insulin paglaban. Sa insulin paglaban, ang "kamay" na insulin ay hindi na umaangkop sa "guwantes" na receptor ng insulin. Ang mga receptor ng cell ay hindi na tumutugon ng sapat insulin at ang pag-uptake ng asukal sa mga indibidwal na cell ay nangyayari lamang sa isang hindi sapat na lawak. Higit pa sa mga koneksyon na ito, ang konsepto ng sapilitan na induced-fit ay may mahalagang papel sa pang-araw-araw na kasanayan sa medikal, halimbawa, para sa pagbabakuna, ngunit para din sa mga alerdyi.
