Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.1: Клітинна сигналізація

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4618

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як клітини отримують сигнали від свого оточення і як вони спілкуються між собою? Інтуїтивно очевидно, що навіть бактеріальні клітини повинні вміти відчувати особливості свого середовища, такі як наявність поживних речовин або токсинів, якщо вони хочуть вижити. Окрім можливості отримувати інформацію з навколишнього середовища, багатоклітинні організми повинні знаходити способи, за допомогою яких їх клітини можуть спілкуватися між собою. Оскільки різні клітини беруть на себе спеціалізовані функції в багатоклітинному організмі, вони повинні вміти координувати діяльність ідеально, як музиканти в оркестрі, що виконують складний музичний твір. Клітини ростуть, ділять або диференціюють у відповідь на конкретні сигнали. Вони можуть змінювати форму або мігрувати в інше місце. На фізіологічному рівні клітини багатоклітинного організму, повинні реагувати на все: від щойно з'їденої їжі до травми, загрози або наявності мате. Вони повинні знати, коли відновлювати пошкодження ДНК, коли піддаватися апоптозу (запрограмована загибель клітин) і навіть коли регенерувати втрачену кінцівку. Виникли різноманітні механізми, щоб гарантувати, що клітинно-клітинний зв'язок не тільки можливий, але і дивно швидкий, точний і надійний.

    Як передаються сигнали між клітинами?
    Як і майже все, що відбувається в клітині, сигналізація залежить від молекулярного розпізнавання. Основний принцип клітинно-клітинної сигналізації простий. Конкретний вид молекули, що посилається сигнальної клітиною, розпізнається і зв'язується рецепторним білком в (або на поверхні) клітини-мішені. Молекули сигналу хімічно різноманітні - це можуть бути білки, короткі пептиди, ліпіди, нуклеотиди або катехоламіни, щоб назвати декілька. Хімічні властивості сигналу визначають, чи знаходяться його рецептори на поверхні клітини або внутрішньоклітинні. Якщо сигнал невеликий і гідрофобний, він може перетнути клітинну мембрану і зв'язувати рецептор всередині клітини. Якщо, з іншого боку, сигнал заряджений, або дуже великий, він не зміг би розсіюватися через плазмову мембрану. Такі сигнали потребують рецепторів на поверхні клітин, як правило, трансмембранних білків, які мають позаклітинну частину, яка зв'язує сигнал, і внутрішньоклітинну частину, яка переходить на повідомлення всередині клітини.


    Рецептори специфічні для кожного типу сигналу, тому кожна клітина має багато різних видів рецепторів, які можуть розпізнавати та зв'язувати багато сигналів, які вона отримує. Оскільки різні клітини мають різні набори рецепторів, вони реагують на різні сигнали або комбінації сигналів. Зв'язування сигнальної молекули з рецептором запускає ланцюжок подій в клітині-мішені. Ці події можуть спричинити зміни різними способами, включаючи, але не обмежуючись цим, зміни метаболічних шляхів або експресії генів у клітині-мішені.

    Малюнок 8.1.1: Стільникова сигналізація


    Як зв'язування сигналу з рецептором призводить до зміни клітин - тема цього розділу. Хоча конкретні молекулярні компоненти різних шляхів трансдукції сигналів відрізняються, всі вони мають деякі спільні особливості:

    • Зв'язування сигналу з його рецептором зазвичай, хоча і не завжди, з подальшим генерацією нового сигналу (ів) всередині клітини. Процес, за допомогою якого вихідний сигнал перетворюється в іншу форму і передається всередині комірки, щоб внести зміни, називається передачею сигналу.
    • Більшість сигнальних шляхів мають кілька кроків передачі сигналу, за допомогою яких сигнал ретранслюється через серію молекулярних месенджерів, які можуть посилювати та поширювати повідомлення на різні частини клітини.
    • Останній з цих месенджерів зазвичай взаємодіє з цільовим білком (-ами) і змінює свою активність, часто шляхом фосфорилювання.


    Коли сигнал встановлює певний шлях у рух, він діє як перемикач ON. Це означає, що після отримання бажаного результату осередок повинен мати механізм, який виконує роль вимикача OFF.


    Розуміння цієї основної подібності корисно, оскільки вивчення деталей різних шляхів стає лише питанням визначення того, який молекулярний компонент виконує певну функцію в кожному окремому випадку. Ми розглянемо кілька різних шляхів передачі сигналу, кожен опосередкований різним типом рецептора. Перші два приклади, які ми розглянемо, - це ті, у яких найменша кількість кроків між зв'язуванням сигналу рецептором та клітинною відповіддю.

    Дописувачі

    Template:ContribAhern