co je to buněčná signalizace?
buněčná signalizace je proces buněčné komunikace v těle poháněné buňky, uvolnění a přijímání hormony a další signální molekuly. Jako proces se buněčná signalizace týká rozsáhlé sítě komunikace mezi každou buňkou našeho těla a uvnitř. Buněčná signalizace umožňuje koordinaci v rámci mnohobuněčných organismů.,
Přehled
Buněčné signalizace může dojít prostřednictvím mnoha různých cest, ale celkové téma je, že akce jedné buňky ovlivňují funkci druhé. Buněčná signalizace je potřebná mnohobuněčnými organismy pro koordinaci široké škály funkcí. Nervové buňky musí komunikovat se svalovými buňkami, aby vytvořily pohyb, imunitní buňky se musí vyhnout ničení buněk těla a buňky se musí organizovat během vývoje dítěte.,
některé formy buněčné signalizace jsou intracelulární, zatímco jiné jsou mezibuněčné. Intracelulární signály jsou produkovány stejnou buňkou, která přijímá signál. Na druhé straně mezibuněčné signály mohou cestovat po celém těle. To umožňuje určitým žlázám v těle vytvářet signály, které působí na mnoho různých tkání v celém těle., Každá cílová buňka bude mít požadované receptory, jako na obrázku níže:
buněčná signalizace je jak malá žláza v mozku může reagovat na vnější podněty a koordinovat reakci. V reakci na podněty, jako je světlo, pachy nebo dotek, může žláza zase uvolnit hormon, který aktivuje reakce v různých tělesných systémech, aby koordinoval reakci na hrozbu nebo příležitost.,
tři stupně buněčné signalizace
ve své signalizaci jádrových buněk lze jednoduše popsat jako produkci „signálu“ jednou buňkou. Tento signál je pak přijímán“ cílovou “ buňkou. Ve skutečnosti, signál transdukce je řekl, aby měl tři fáze:
- První, recepce, přičemž signální molekula se váže na receptor
- Pak, signální transdukce, což je místo, kde chemický signál výsledky v sérii enzymu, aktivace
- Konečně odpověď, která je výsledné buněčné odpovědi.,
Typy Buněčných Signálních Drah
Buněčné signalizace slouží důležitý účel v tom, že umožňuje naše buňky provádět život, jak ho známe. Navíc díky soustředěnému úsilí našich buněk prostřednictvím jejich signalizačních molekul je naše tělo schopno organizovat mnoho složitostí, které udržují život. Tyto složitosti ve skutečnosti vyžadují různorodou sbírku cest zprostředkovaných receptorem, které vykonávají své jedinečné funkce.
ligand obecně aktivuje receptor a způsobí specifickou odpověď., Receptory jsou obvykle proteinové molekuly, jak je vidět v modré níže. Oranžový ligand může být mnoho různých typů molekul, ale vytváří indukovaný fit s receptor, který je velmi specifický.
Intracelulární Receptory
běžný typ signalizace receptoru je intracelulární receptor, který se nachází v cytoplasmě buněk a obecně zahrnuje dva typy., Kromě cytoplazmatické receptory nukleární receptory jsou speciální třídy bílkovin s různými DNA vazebné domény, které když se váže k steroidů nebo hormonů štítné žlázy tvoří komplex, který vstupuje do jádra a ovlivňují transkripci genu. IP3 receptory jsou další třídy, které jsou umístěny v endoplazmatickém retikulu a provádět důležitých funkcí, jako uvolňování Ca2+, které je tak důležité pro kontrakci svalů a plasticita nervových buněk.,
Ligand-gated Ion Channels
Klenout naši plazmatické membrány jsou další typ receptorů se nazývá Ligand-gated iontové kanály, které umožňují hydrofilní iontů přes silné tukové membrány našich buněk a organel. Když se váže k neurotransmiterů, jako je acetylcholin, ionty (běžně K+, Na+, Ca2+ nebo Cl–) jsou povoleny k toku přes membránu umožňující život-udržení funkce nervové palby, mezi mnoho dalších funkcí!,
G-protein Vázané Receptory
Poměrně, G-protein vázané receptory (GPCRs) zůstávají největší a nejrozmanitější skupinu membránových receptorů u eukaryot. Ve skutečnosti jsou zvláštní v tom, že dostávají vstup z rozmanité skupiny signálů od světelné energie po peptidy a cukry. Ve skutečnosti jejich mechanismus účinku také začíná vazbou ligandu na jeho receptor., Nicméně, vymezení je, že ligand vazba vede k aktivaci G proteinu, který je pak schopen přenášet celá kaskáda enzymů a druhý posel aktivace, které provádějí neuvěřitelnou škálu funkcí, jako je zrak, pálení, zánět a růst.
receptorové tyrosinkinázy
podobně receptorové tyrosinkinázy (RTKs) jsou další třídou receptorů, které vykazují rozmanitost ve svých činnostech a mechanismech aktivace., Například, obecný způsob aktivace následuje vazba ligandu na receptor tyrosin kinázy, což umožňuje jejich kinázy domény dimerizovat. Pak tato dimerizace vyvolává fosforylaci jejich tyrosinkinázových domén, které zase umožňují intracelulárním proteinům vázat fosforylované oblasti a stát se „aktivní“.“Důležitou funkcí receptorových tyrosinkináz je jejich role při zprostředkování růstových cest. Samozřejmě, nevýhoda komplexních signalizačních sítí spočívá v nepředvídaných způsobech, kterými může jakákoli změna vyvolat onemocnění nebo neregulovaný růst – rakovinu., Ještě pořád, o buněčných signálních drahách je ještě třeba mnoho pochopit, ale jeden znatelný fakt je, že význam, který nesou, není nic menšího než monumentální.
ligandy buněčné signalizace
typicky je buněčná signalizace buď mechanická nebo biochemická a může se objevit lokálně. Navíc Kategorie buněčné signalizace jsou určeny vzdáleností, kterou musí ligand cestovat. Podobně hydrofobní ligandy mají mastné vlastnosti a zahrnují steroidní hormony a vitamín D3. Tyto molekuly jsou schopny difundovat přes plazmatickou membránu cílové buňky a vázat intracelulární receptory uvnitř.,
na druhé straně jsou hydrofilní ligandy často odvozeny od aminokyselin. Místo toho se tyto molekuly vážou na receptory na povrchu buňky. Tyto polární molekuly poměrně umožňují signálu cestovat vodným prostředím našeho těla bez pomoci.
typy molekul buněčné signalizace
signalizační molekuly jsou v současné době přiřazeny jedné z pěti klasifikací.
- intrakrinní ligandy jsou produkovány cílovou buňkou. Pak se vážou na receptor uvnitř buňky.,
- autokrinní ligandy jsou odlišné v tom, že fungují interně a na jiných cílových buňkách (např. Imunitní buňky).
- juxtakrinní ligandy se zaměřují na sousední buňky (často nazývané signalizace „závislá na kontaktu“).
- parakrinní ligandy cílové buňky pouze v blízkosti původní emitující buňky (např. Neurotransmitery).
- nakonec endokrinní buňky produkují hormony, které mají důležitý úkol zaměřit se na vzdálené buňky a často cestují naším oběhovým systémem.
jak inzulín signalizuje buňku, aby užívala glukózu?,
skvělé (a používá) příklad buněčné signální dráhy je vidět na vyrovnávací akce inzulínu. Inzulín, malý protein produkovaný pankreasem, se uvolňuje, když se hladiny glukózy v krvi příliš zvýší.
Za prvé, vysoké hladiny glukózy v pankreatu stimulují uvolňování inzulínu do krevního řečiště. Inzulín najde cestu k buňkám těla, kde se váže na inzulínové receptory., Tím se nastaví signál transdukce cestu do každé buňky, který způsobuje glukózy kanály otevřít, jak je vidět na obrázku:
Jako glukóza proudí do buněk, hladiny glukózy v krvi se pomalu snížil. Buňky použijí glukózu k vytvoření energie ATP nebo ji buňky ukládají jako tuky a škroby pro pozdější použití., Jakmile hladina glukózy v krevním řečišti klesne na dostatečnou úroveň, pankreas přestane produkovat inzulín a buňky vypnou své glukózové kanály.