Vad är cellsignalering?
cellsignalering är processen för cellulär kommunikation i kroppen som drivs av celler som frigör och tar emot hormoner och andra signalmolekyler. Som en process hänvisar cellsignalering till ett stort nätverk av kommunikation mellan och inom varje cell i vår kropp. Cellsignalering möjliggör samordning inom multicellulära organismer.,
översikt
cellsignalering kan ske genom ett antal olika vägar, men det övergripande temat är att en Cells handlingar påverkar en annan funktion. Cellsignalering behövs av multicellulära organismer för att samordna en mängd olika funktioner. Nervceller måste kommunicera med muskelceller för att skapa rörelse, immunceller måste undvika att förstöra celler i kroppen, och celler måste organisera under utvecklingen av en baby.,
vissa former av cellsignalering är intracellulära, medan andra är intercellulära. Intracellulära signaler produceras av samma cell som tar emot signalen. Å andra sidan kan intercellulära signaler resa hela kroppen. Detta gör det möjligt för vissa körtlar i kroppen att producera signaler som vidtar åtgärder på många olika vävnader över hela kroppen., Varje målcell kommer att ha de önskade receptorerna, som i bilden nedan:
cellsignalering är hur en liten körtel i hjärnan kan reagera på yttre stimuli och samordna ett svar. Som svar på stimuli som ljus, lukt eller beröring kan körteln i sin tur släppa ett hormon som aktiverar svar i olika kroppssystem för att samordna ett svar på ett hot eller tillfälle.,
tre steg av cellsignalering
Vid sin kärncellsignalering kan helt enkelt beskrivas som produktion av en ”signal” av en cell. Denna signal tas sedan emot av en” mål ” – cell. I själva verket sägs signaltransduktion ha tre steg:
- först mottagning, varigenom signalmolekylen binder receptorn
- sedan signaltransduktion, vilket är där den kemiska signalen resulterar i en serie enzymaktiveringar
- slutligen svaret, vilket är de resulterande cellulära svaren.,
typer av Cellsignaleringsvägar
cellsignalering tjänar ett viktigt syfte för att våra celler ska kunna utföra livet som vi känner till det. Dessutom, tack vare våra cellers samordnade ansträngningar via sina signalmolekyler, kan vår kropp orkestrera de många komplexiteter som upprätthåller livet. Dessa komplexiteter kräver i själva verket en mångsidig samling receptormedierade vägar som utför sina unika funktioner.
i allmänhet kommer en ligand att aktivera en receptor och orsaka ett specifikt svar., Receptorer är typiskt proteinmolekyler, som ses i blått nedan. Den orange ligand kan vara många olika typer av molekyler, men det bildar en inducerad passform med receptorn som är mycket specifik.
intracellulära receptorer
en vanlig typ av signalreceptor är den intracellulära receptorn, som ligger inom cellens cytoplasma och innehåller i allmänhet två typer., Förutom cytoplasmiska receptorer är nukleära receptorer en speciell klass av protein med olika DNA-bindande domäner som när de binds till steroid-eller sköldkörtelhormoner bildar ett komplex som går in i kärnan och modulerar transkriptionen av en gen. IP3-receptorer är en annan klass, som ligger i endoplasmatisk retikulum och utför viktiga funktioner som frisättningen av Ca2+ som är så avgörande för sammandragningen av våra muskler och plasticitet hos våra neurala celler.,
Ligand-gated jonkanaler
som spänner över våra plasmamembran är en annan typ av receptor som kallas Ligand-gated jonkanaler som tillåter hydrofila joner att korsa de tjocka fettmembranen i våra celler och organeller. När de är bundna till en signalsubstans som acetylkolin, joner (vanligen K+, Na+, Ca2+, eller Cl–) får flöda genom membranet för att möjliggöra livsuppehållande funktion av neural bränning att äga rum, bland många andra funktioner!,
G-proteinkopplade receptorer
jämförelsevis är G-proteinkopplade receptorer (GPCRs) den största och mest mångsidiga gruppen av membranreceptorer i eukaryoter. Faktum är att de är speciella genom att de får inmatning från en varierad grupp signaler som sträcker sig från ljusenergi till peptider och sockerarter. I själva verket börjar deras verkningsmekanism också med en ligandbindning till dess receptor., Avgränsningen är dock att ligandbindningen resulterar i aktiveringen av ett g-protein som sedan kan överföra en hel kaskad av enzym och andra budbäraraktiveringar som utför en otrolig mängd funktioner som syn, känsla, inflammation och tillväxt.
Receptortyrosinkinaser
på samma sätt är receptortyrosinkinaser (RTKs) en annan klass av receptorer som visar mångfald i deras handlingar och aktiveringsmekanismer., Till exempel följer den allmänna aktiveringsmetoden en ligandbindning till receptortyrosinkinas, vilket gör att deras kinasdomäner kan dimerisera. Därefter inbjuder denna dimerisering fosforyleringen av deras tyrosinkinas-domäner som i sin tur tillåter intracellulära proteiner att binda de fosforylerade platserna och bli ”aktiva”.”En viktig funktion av receptortyrosinkinaser är deras roller i att mediera tillväxtvägar. Naturligtvis ligger nackdelen med att ha komplexa signalnätverk på de oförutsedda sätt på vilka någon förändring kan producera sjukdom eller oreglerad tillväxt – cancer., Fortfarande är mycket ännu inte förstått om cellsignaleringsvägar, men ett märkbart faktum är att den betydelse de bär är inget annat än monumentalt.
Cellsignaleringsligander
typiskt är cellsignalering antingen mekanisk eller biokemisk och kan förekomma lokalt. Dessutom bestäms kategorier av cellsignalering av Avståndet en ligand måste resa. På samma sätt har hydrofoba ligander feta egenskaper och inkluderar steroidhormoner och vitamin D3. Dessa molekyler kan diffundera över målcellens plasmamembran för att binda intracellulära receptorer inuti.,
å andra sidan är hydrofila ligander ofta aminosyraderivat. I stället kommer dessa molekyler att binda till receptorer på cellens yta. Jämförelsevis tillåter dessa polära molekyler signalen att resa genom vår kropps vattenhaltiga miljö utan hjälp.
typer av Cellsignalmolekyler
signalmolekyler tilldelas för närvarande en av fem klassificeringar.
- Intrakrinala ligander produceras av målcellen. Sedan binder de till en receptor inom cellen.,
- Autokrina ligander är distinkta genom att de fungerar internt och på andra målceller (ex. Immunceller).
- Juxtacrine ligands riktar intilliggande celler (ofta kallad ”kontaktberoende” signalering).
- Parakrine ligands målceller endast i närheten av den ursprungliga emitterande cellen (ex. Signalsubstans).
- slutligen producerar endokrina celler hormoner som har den viktiga uppgiften att rikta in avlägsna celler och ofta färdas genom vårt cirkulationssystem.
hur signalerar Insulin en Cell att ta in glukos?,
ett bra (och välanvänt) exempel på en cellsignaleringsväg ses i balanseringsåtgärderna för insulin. Insulin, ett litet protein som produceras av bukspottkörteln, frigörs när glukosnivåerna i blodet blir alldeles för höga.
För det första stimulerar de höga glukosnivåerna i bukspottkörteln frisättningen av insulin i blodet. Insulin finner sin väg till kroppens celler, där den fäster vid insulinreceptorerna., Detta ställer in en signaltransduktionsväg inom varje cell som gör att glukoskanalerna öppnas, vilket framgår av den här bilden:
när glukos strömmar in i cellen minskar glukosnivåerna i blodomloppet långsamt. Cellerna kommer att använda glukos för att skapa ATP-energi eller cellerna lagrar det som fetter och stärkelse för senare användning., När glukosnivån i blodet har sjunkit till en tillräcklig nivå slutar bukspottkörteln att producera insulin och cellerna stänger av sina glukoskanaler.