Wat is Cell Signaling?
het signaleren van cellen is het proces van cellulaire communicatie binnen het lichaam gedreven door cellen die hormonen en andere signalerende moleculen vrijgeven en ontvangen. Als proces, verwijst het signaleren van de cel naar een uitgebreid netwerk van communicatie tussen, en binnen, elke cel van ons lichaam. Het signaleren van de cel laat coördinatie binnen multicellular organismen toe.,
overzicht
Cell signaling kan optreden via een aantal verschillende routes, maar het algemene thema is dat de acties van een cel de functie van een andere beïnvloeden. De cel het signaleren is nodig door multicellular organismen om een grote verscheidenheid van functies te coördineren. Zenuwcellen moeten communiceren met spiercellen om beweging te creëren, immuuncellen moeten voorkomen dat cellen van het lichaam worden vernietigd en cellen moeten zich organiseren tijdens de ontwikkeling van een baby.,
sommige vormen van celsignalen zijn intracellulair, terwijl andere intercellulair zijn. Intracellular signalen worden geproduceerd door dezelfde cel die het signaal ontvangt. Aan de andere kant kunnen intercellulaire signalen door het hele lichaam reizen. Dit staat bepaalde klieren binnen het lichaam toe om signalen te produceren die actie op vele verschillende weefsels over het lichaam nemen., Elke doelcel zal de vereiste receptoren hebben, zoals in de afbeelding hieronder:
celsignalering is hoe een kleine klier in de hersenen kan reageren op externe stimuli en een reactie kan coördineren. In reactie op stimuli zoals licht, geuren, of aanraking, kan de klier, op zijn beurt, een hormoon vrijgeven dat reacties in diverse lichaamssystemen activeert om een reactie op een bedreiging of kans te coördineren.,
drie stadia van celsignalen
in de kerncelsignalen kunnen eenvoudig worden beschreven als de productie van een” signaal ” door één cel. Dit signaal wordt dan ontvangen door een” doel ” cel. In feite zou de signaaltransductie drie stadia hebben:
- eerst de ontvangst, waarbij het signaalmolecuul de receptor bindt
- vervolgens de signaaltransductie, waarbij het chemische signaal resulteert in een reeks enzymactivaties
- ten slotte de respons, die de resulterende cellulaire reacties is.,
typen Celsignaalwegen
celsignaal dient een essentieel doel om onze cellen in staat te stellen het leven uit te voeren zoals we dat kennen. Bovendien is ons lichaam dankzij de gezamenlijke inspanningen van onze cellen via hun signaalmoleculen in staat om de vele complexiteiten die het leven in stand houden te orkestreren. Deze complexiteiten, in feite, vereisen een diverse verzameling van receptor-gemedieerde wegen die hun unieke functies uitvoeren.
in het algemeen zal een ligand een receptor activeren en een specifieke respons veroorzaken., De receptoren zijn typisch eiwitmoleculen, zoals in blauw hieronder wordt gezien. Het Oranje ligand kan vele verschillende types van molecules zijn, maar het vormt een veroorzaakte pasvorm met de receptor die zeer specifiek is.
intracellulaire receptoren
een veel voorkomend type signaalreceptor is de intracellulaire receptor, die zich in het cytoplasma van de cel bevindt en over het algemeen twee typen omvat., Naast cytoplasmische receptoren, zijn de nucleaire receptoren een speciale klasse van proteã ne met diverse bindende domeinen van DNA die wanneer gebonden aan steroïden of schildklierhormonen een complex vormen dat de kern ingaat en de transcriptie van een gen moduleert. IP3-receptoren zijn een andere klasse, die zich in het endoplasmatisch reticulum bevinden en belangrijke functies uitvoeren zoals de afgifte van Ca2+ die zo cruciaal is voor de samentrekking van onze spieren en plasticiteit van onze neurale cellen.,
Ligand-gated ionenkanalen
die onze plasmamembranen overspannen, zijn een ander type receptor, Ligand-gated ionenkanalen genaamd, waardoor hydrofiele ionen de dikke vetmembranen van onze cellen en organellen kunnen passeren. Wanneer gebonden aan een neurotransmitter zoals acetylcholine, worden ionen (gewoonlijk K+, Na+, Ca2+, of Cl–) toegestaan om door het membraan te stromen om de levensonderhoudende functie van neuraal vuren toe te staan, onder vele andere functies!,
g-proteïne gekoppelde receptoren
relatief gezien blijven g-proteïne gekoppelde receptoren (GPCR ‘ s) de grootste en meest diverse groep membraanreceptoren in eukaryoten. In feite, zijn zij speciaal in dat zij input van een diverse groep signalen ontvangen die zich van lichte energie aan peptides en suikers uitstrekken. In feite, begint hun werkingsmechanisme ook met een ligand die aan zijn receptor bindt., Nochtans, is de demarcatie dat de ligandband resulteert in de activering van een proteã ne van G die dan een volledige cascade van enzym en tweede boodschappersactivaties kan overbrengen die een ongelooflijke reeks functies zoals zicht, sensatie, ontsteking, en de groei uitvoeren.
Receptortyrosinekinasen
evenzo zijn receptortyrosinekinasen (RTK ‘ s) een andere klasse van receptoren waarvan is aangetoond dat ze diversiteit vertonen in hun werking en mechanismen van activering., Bijvoorbeeld, volgt de algemene methode van activering een ligand die aan het kinase van de receptortyrosine binden, die hun kinasedomeinen toestaat te dimeriseren. Dan, nodigt deze dimerisatie de phosphorylation van hun domeinen van het tyrosinekinase uit die, beurtelings, intracellular proteã nen toestaan om de phosphorylated plaatsen te binden en “actief te worden.”Een belangrijke functie van receptortyrosinekinasen is hun rol in het bemiddelen van groeiwegen. Natuurlijk, de keerzijde van het hebben van complexe signaleringsnetwerken ligt in de onvoorziene manieren waarop elke verandering ziekte of ongereguleerde groeikanker kan veroorzaken., Nog, moet nog veel over cel signalerende wegen worden begrepen, maar één merkbaar feit is dat het belang zij niets minder dan monumentaal dragen.
celsignaal liganden
Gewoonlijk is celsignaal mechanisch of biochemisch en kan het lokaal voorkomen. Bovendien, worden de categorieën van cel het signaleren bepaald door de afstand een ligand moet reizen. Ook hydrophobic ligands hebben vette eigenschappen en omvatten steroid Hormonen en vitamine D3. Deze molecules kunnen over het plasmamembraan van de doelcel verspreiden om intracellular receptoren binnen te binden.,
anderzijds zijn hydrofiele liganden vaak afgeleid van aminozuren. In plaats daarvan, zullen deze molecules aan receptoren op het oppervlak van de cel binden. In vergelijking, deze polaire moleculen laten het signaal om te reizen door de waterige omgeving van ons lichaam zonder hulp.
typen Celsignaalmoleculen
Signaleringsmoleculen worden momenteel toegewezen aan een van de vijf classificaties.
- Intracrine liganden worden geproduceerd door de doelcel. Dan binden ze zich aan een receptor in de cel.,
- Autocriene liganden zijn verschillend in die zin dat ze intern en op andere doelcellen functioneren (bijv. Afweercellen).
- Juxtacrine liganden richten zich op aangrenzende cellen (vaak “contact-afhankelijke” signalering genoemd).
- Paracrine liganden doelcellen alleen in de buurt van de oorspronkelijke emitterende cel (ex. Neurotransmitters).tot slot produceren endocriene cellen hormonen die de belangrijke taak hebben om zich op verre cellen te richten en die vaak door onze bloedsomloop reizen.
hoe signaleert insuline een cel om Glucose op te nemen?,
een groot (en goed gebruikt) voorbeeld van een celsignaalweg wordt gezien in de balancerende acties van insuline. Insuline, een klein eiwit dat door de alvleesklier wordt geproduceerd, komt vrij wanneer de glucosespiegels in het bloed veel te hoog worden.
ten eerste stimuleren de hoge glucosespiegels in de alvleesklier de afgifte van insuline in de bloedbaan. Insuline vindt zijn weg naar de cellen van het lichaam, waar het zich hecht aan de insuline receptoren., Dit leidt tot een signaaltransductieroute binnen elke cel die ervoor zorgt dat de glucosekanalen opengaan, zoals te zien is in deze grafiek:
naarmate glucose in de cel stroomt, nemen de glucosespiegels in de bloedbaan langzaam af. De cellen zullen de glucose gebruiken om ATP-energie te creëren of de cellen slaan het op als vetten en zetmeel voor later gebruik., Zodra het glucosegehalte in de bloedbaan is gedaald tot een voldoende niveau, de alvleesklier stopt met het produceren van insuline, en de cellen stilgelegd hun glucose kanalen.