beskrivelse af signaltransduktion

som levende organismer modtager og fortolker vi konstant signaler fra vores miljø. Disse signaler kan komme i form af lys, varme, lugt, berøring eller lyd. Cellerne i vores kroppe modtager også konstant signaler fra andre celler. Disse signaler er vigtige for at holde cellerne i LIVE og fungere såvel som for at stimulere vigtige begivenheder som celledeling og differentiering.,

signaler er oftest kemikalier, der kan findes i den ekstracellulære væske omkring celler. Disse kemikalier kan komme fra fjerne steder i kroppen (endokrin signalering af hormoner), fra nærliggende celler (paracrin signalering) eller kan endda udskilles af den samme celle (autokrin signalering).

Figur \(\PageIndex{1}\)., (CC BY-NC-SA)

signalmolekyler kan udløse et hvilket som helst antal cellulære responser, herunder ændring af cellens metabolisme, der modtager signalet, eller resultere i en ændring i genekspression (transkription) inden i kernen i cellen eller begge dele.

oversigt over cellesignalering

cellesignalering kan opdeles i 3 trin.

1. Modtagelse: en celle registrerer et signalmolekyle fra ydersiden af cellen. Et signal detekteres, når det kemiske signal (også kendt som en ligand) binder til et receptorprotein på overfladen af cellen eller inde i cellen.

2., Transduktion: når signalmolekylet binder receptoren, ændrer det receptorproteinet på en eller anden måde. Denne ændring initierer transduktionsprocessen. Signaltransduktion er normalt en vej med flere trin. Hvert relæmolekyle i signaltransduktionsvejen ændrer det næste molekyle i vejen.

3. Svar: endelig udløser signalet et specifikt cellulært respons.

Figur \(\PageIndex{2}\)., (CC BY-NC-SA)

Modtagelse

Membran receptorer fungerer ved at binde signal molekyle (ligand) og forårsager produktion af et andet signal (også kendt som en second messenger), som derefter forårsager en cellulære respons. Denne type receptorer transmitterer information fra det ekstracellulære miljø til indersiden af cellen ved at ændre form eller ved at forbinde med et andet protein, når en specifik ligand binder til den. Eksempler på membranreceptorer inkluderer G-proteinkoblede receptorer og Receptortyrosinkinaser.

Figur \(\PageIndex{3}\)., (CC BY-NC-SA)

intracellulære receptorer findes inde i cellen, enten i cytopolasmen eller i kernen i målcellen (cellen, der modtager signalet). Kemiske budbringere, der er hydrofobe eller meget små (for eksempel steroidhormoner), kan passere gennem plasmamembranen uden hjælp og binde disse intracellulære receptorer. Når den er bundet og aktiveret af signalmolekylet, kan den aktiverede receptor indlede en cellulær respons, såsom en ændring i genekspression.

Figur \(\PageIndex{3}\)., (CC BY-NC-SA)

transduktion

da signalsystemer skal reagere på små koncentrationer af kemiske signaler og handle hurtigt, bruger celler ofte en flertrinsvej, der transmitterer signalet hurtigt, mens de forstærker signalet til adskillige molekyler ved hvert trin.

trin i signaltransduktionsvejen involverer ofte tilsætning eller fjernelse af fosfatgrupper, hvilket resulterer i aktivering af proteiner. En .ymer, der overfører fosfatgrupper fra ATP til et protein, kaldes proteinkinaser., Mange af relæmolekylerne i en signaltransduktionsvej er proteinkinaser og virker ofte på andre proteinkinaser i vejen. Ofte skaber dette en phosphoryleringskaskade, hvor et en .ym phosphorylerer et andet, som derefter phosphorylerer et andet protein, hvilket forårsager en kædereaktion.

også vigtig for phosphoryleringskaskaden er en gruppe proteiner kendt som proteinphosphataser. Proteinphosphataser er en .ymer, der hurtigt kan fjerne fosfatgrupper fra proteiner (dephosphorylering) og således inaktivere proteinkinaser., Proteinphosphataser er” SLUK-kontakten ” i signaltransduktionsvejen. Det er vigtigt at slukke signaltransduktionsvejen, når signalet ikke længere er til stede, for at sikre, at den cellulære respons reguleres korrekt. Dephosphorylering gør også proteinkinaser tilgængelige til genbrug og gør det muligt for cellen at reagere igen, når der modtages et andet signal.

kinaser er ikke de eneste værktøjer, der bruges af celler i signaltransduktion., Små, ikke-protein, vandopløselige molekyler eller ioner kaldet anden messengers (liganden, der binder receptoren, er den første messenger) kan også videresende signaler modtaget af receptorer på celleoverfladen for at målrette molekyler i cytoplasmaet eller kernen. Eksempler på anden budbringere inkluderer cyklisk AMP (cAMP) og calciumioner.

Figur \(\PageIndex{4}\). (CC BY-NC-SA)

respons

cellesignalering fører i sidste ende til regulering af en eller flere cellulære aktiviteter., Regulering af genekspression (drejning af transkription af specifikke gener til eller fra) er et almindeligt resultat af cellesignalering. En signalvej kan også regulere aktiviteten af et protein, for eksempel åbning eller lukning af en ionkanal i plasmamembranen eller fremme en ændring i cellemetabolisme, såsom katalysering af nedbrydningen af glykogen. Signalveje kan også føre til vigtige cellulære begivenheder såsom celledeling eller apoptose (programmeret celledød).