Description de la Transduction du Signal
en tant qu’organismes vivants, nous recevons et interprétons constamment les signaux de notre environnement. Ces signaux peuvent prendre la forme de lumière, de chaleur, d’odeurs, de toucher ou de son. Les cellules de notre corps reçoivent également constamment des signaux d’autres cellules. Ces signaux sont importants pour maintenir les cellules en vie et le fonctionnement ainsi que pour stimuler des événements importants tels que la division cellulaire et la différenciation.,
les Signaux sont le plus souvent des produits chimiques qui peuvent être trouvés dans le liquide extracellulaire autour des cellules. Ces produits chimiques peuvent provenir d’endroits éloignés dans le corps (signalisation endocrinienne par les hormones), de cellules voisines (signalisation paracrine) ou même être sécrétés par la même cellule (signalisation autocrine).
la Figure \(\PageIndex{1}\)., (CC BY-NC-SA)
Les molécules de signalisation peuvent déclencher n’importe quel nombre de réponses cellulaires, y compris modifier le métabolisme de la cellule recevant le signal ou entraîner une modification de l’expression génique (transcription) dans le noyau de la cellule ou les deux.
vue d’ensemble de la Signalisation Cellulaire
la signalisation Cellulaire peut être divisé en 3 étapes.
1. Réception: une cellule détecte une molécule de signalisation de l’extérieur de la cellule. Un signal est détecté lorsque le signal chimique (également appelé ligand) se lie à une protéine réceptrice à la surface de la cellule ou à l’intérieur de la cellule.
2., Transduction: quand la molécule de signalisation lie le récepteur elle change la protéine de récepteur d’une certaine manière. Ce changement initie le processus de transduction. La transduction du Signal est généralement une voie de plusieurs étapes. Chaque molécule de relais dans la voie de transduction de signal change la molécule suivante dans la voie.
3. Réponse: Enfin, le signal déclenche une réponse cellulaire spécifique.
la Figure \(\PageIndex{2}\)., (CC BY-NC-SA)
réception
Les récepteurs membranaires fonctionnent en liant la molécule de signal (ligand) et en provoquant la production d’un second signal (également appelé second messager) qui provoque alors une réponse cellulaire. Ces types de récepteurs transmettent des informations de l’environnement extracellulaire à l’intérieur de la cellule en changeant de forme ou en se joignant à une autre protéine une fois qu’un ligand spécifique s’y lie. Des exemples de récepteurs membranaires comprennent les récepteurs couplés aux protéines G et les récepteurs Tyrosine Kinases.
la Figure \(\PageIndex{3}\)., (CC BY-NC-SA)
Les récepteurs intracellulaires se trouvent à l’intérieur de la cellule, soit dans le cytopolasme, soit dans le noyau de la cellule cible (la cellule recevant le signal). Les messagers chimiques hydrophobes ou très petits (hormones stéroïdes par exemple) peuvent traverser la membrane plasmique sans assistance et lier ces récepteurs intracellulaires. Une fois lié et activé par la molécule de signal, le récepteur activé peut initier une réponse cellulaire, telle qu’une modification de l’expression du gène.
la Figure \(\PageIndex{3}\)., (CC BY-NC-SA)
Transduction
étant donné que les systèmes de signalisation doivent réagir à de petites concentrations de signaux chimiques et agir rapidement, les cellules utilisent souvent une voie à plusieurs étapes qui transmet le signal rapidement, tout en amplifiant le signal à de nombreuses molécules à chaque étape.
Les étapes de la voie de transduction du signal impliquent souvent l’ajout ou l’élimination de groupes phosphates, ce qui entraîne l’activation des protéines. Les Enzymes qui transfèrent les groupes phosphate de L’ATP à une protéine sont appelées protéines kinases., La plupart des molécules de relais dans une voie de transduction de signal sont des protéines kinases et agissent souvent sur d’autres protéines kinases dans la voie. Souvent, cela crée une cascade de phosphorylation, où une enzyme phosphoryleune autre, qui phosphoryleune autre protéine, provoquant une réaction en chaîne.
un groupe de protéines appelées protéines phosphatases est également important pour la cascade de phosphorylation. Les protéines phosphatases sont des enzymes qui peuvent rapidement éliminer les groupes phosphates des protéines (déphosphorylation) et ainsi inactiver les protéines kinases., Les protéines phosphatases sont le « OFF switch » dans la voie de transduction du signal. Il est important de désactiver la voie de transduction du signal lorsque le signal n’est plus présent pour s’assurer que la réponse cellulaire est réglée de manière appropriée. La déphosphorylation rend également les protéines kinases disponibles pour la réutilisation et permet à la cellule de répondre à nouveau lorsqu’un autre signal est reçu.
Les Kinases ne sont pas les seuls outils utilisés par les cellules dans la transduction du signal., De petites molécules ou ions hydrosolubles non protéiques appelés seconds messagers (le ligand qui lie le récepteur est le premier messager) peuvent également relayer les signaux reçus par les récepteurs à la surface de la cellule pour cibler les molécules du cytoplasme ou du noyau. Des exemples de seconds messagers comprennent L’AMP cyclique (AMPc) et les ions calcium.
la Figure \(\PageIndex{4}\). (CC BY-NC-SA)
réponse
la signalisation cellulaire conduit finalement à la régulation d’une ou plusieurs activités cellulaires., La régulation de l’expression des gènes (activation ou désactivation de la transcription de gènes spécifiques) est un résultat courant de la signalisation cellulaire. Une voie de signalisation peut également réguler l’activité d’une protéine, par exemple ouvrir ou fermer un canal ionique dans la membrane plasmique ou favoriser une modification du métabolisme cellulaire telle que catalyser la dégradation du glycogène. Les voies de signalisation peuvent également conduire à des événements cellulaires importants tels que la division cellulaire ou l’apoptose (mort cellulaire programmée).