Beskrivelse av Signal Transduksjon

Som levende organismer vi er stadig å motta og tolke signaler fra omgivelsene våre. Disse signalene kan komme i form av lys, varme, lukt, berøring, eller på lyd. Cellene i kroppen vår er også stadig mottar signaler fra andre celler. Disse signalene er viktig å holde celler i live og fungerer, samt å stimulere til viktige hendelser som celledeling og differensiering.,

Signaler er oftest kjemikalier som kan bli funnet i den ekstracellulære væsken rundt cellene. Disse kjemikaliene kan komme fra fjerne steder i kroppen (endokrine signalering av hormoner), fra nærliggende celler (parakrine signalering) eller kan til og med bli utskilt av samme celle (autocrine signalering).

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

– signalmolekyler kan utløse en rekke cellulære reaksjoner, blant annet kan du endre metabolismen av cellen som mottar signal eller resultere i en endring i genuttrykk (transkripsjon) i kjernen av cellen eller begge deler.

Oversikt over Cellen Signaliserer

Cell signalering kan deles inn i 3 stadier.

1. Resepsjon: En celle oppdager et signal molekyl fra utsiden av cellen. Et signal blir oppdaget når kjemisk signal (også kjent som en ligand) binder seg til en reseptor protein på overflaten av cellen eller inne i cellen.

2., Transduksjon: Når signaliserer molekyl som binder seg til reseptoren endrer reseptor proteinet i noen måte. Denne endringen starter prosessen med transduksjon. Signal transduksjon er vanligvis en sti av flere trinn. Hvert relé molekyl i signal transduksjon vei endringer neste molekyl i veien.

3. Svar: til Slutt, signalet utløses en bestemt cellulær respons.

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

Resepsjon

Membranen reseptorer funksjon av bindende signal molekyl (ligand) og forårsaker produksjon av andre signalet (også kjent som second messenger) som deretter fører til en cellulær respons. Disse typer reseptorer overføre informasjon fra den ekstracellulære miljøet til innsiden av cellen ved å endre form eller ved å bli med en annen protein når en bestemt ligand binder seg til det. Eksempler på membranen reseptorer inkluderer G Protein-Koblede Reseptorer og Reseptor Tyrosin Kinases.

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

Intracellulære reseptorer finnes inne i cellen, enten i cytopolasm eller i kjernen av cellen (cellen som mottar signalet). Kjemiske budbringere som er hydrofobe eller svært liten (steroid hormoner for eksempel) kan passere gjennom plasma membran uten hjelp og binde disse intracellulære reseptorer. Når bundet og blir aktivert av signal molekyl, den er aktivert reseptor kan starte en cellulær reaksjon, for eksempel en endring i genuttrykk.

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

Transduksjon

Siden signaliserer systemer trenger å være lydhør for små konsentrasjoner av kjemiske signaler og handle raskt, celler ofte bruker en multi-trinns vei som overfører signalet raskt, mens forsterke signalet til en rekke molekyler på hvert trinn.

Trinn i signal transduksjon veien ofte innebære tillegg eller fjerning av fosfat grupper som resulterer i aktivering av proteiner. Enzymer som overfører fosfatgrupper fra ATP til et protein som kalles protein kinases., Mange av relé molekyler i et signal transduksjon veien er protein kinases og ofte handle på andre protein kinases i veien. Ofte er dette skaper en phosphorylation cascade, hvor man enzym phosphorylates en annen, som så phosphorylates en annen protein, forårsaker en kjedereaksjon.

Også viktig for phosphorylation cascade er en gruppe proteiner kjent som protein phosphatases. Protein phosphatases er enzymer som kan raskt fjerne fosfatgrupper fra proteiner (dephosphorylation) og dermed inactivate protein kinases., Protein phosphatases er «off-bryteren» i signal transduksjon veien. Snu på signal transduksjon vei av når signalet ikke lenger er til stede er viktig for å sikre at cellulær respons er regulert på riktig måte. Dephosphorylation gjør også protein kinases tilgjengelig for gjenbruk og gjør det mulig for cellen å svare igjen når et annet signal er mottatt.

Kinases er ikke de eneste verktøyene som brukes av cellene i signal transduksjon., Små, nonprotein, vannløselige molekyler eller ioner kalles andre sendebud (ligand som binder seg til reseptoren er den første messenger) kan også rele signaler mottatt av reseptorer på celleoverflaten til mål molekyler i cytoplasma eller kjernen. Eksempler på andre budbringere inkluderer syklisk AMP (cAMP) og kalsium ioner.

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

Svar

Cell signaliserer til slutt fører til regulering av ett eller flere cellulære aktiviteter., Regulering av genuttrykk (snu transkripsjon av spesifikke gener på eller av) er et vanlig utfall av cellen signalering. Et uttrykk for at veien kan også regulere aktiviteten av et protein, for eksempel å åpne eller lukke en ion-kanal i plasma membran eller å fremme en endring i celle metabolisme som catalyzing nedbryting av glykogen. Signalering trasé kan også føre til viktige mobilnettet hendelser som celledeling eller apoptosis (programmert celledød).