14.1: Вступ до передачі сигналу

Last updated
Save as PDF

Page ID: 3793

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

Існує три первинних способу міжклітинного зв'язку. Такими є

прямий контакт між сигнальними молекулами, пов'язаними з мембранами двох сусідніх клітин,
розчинні сигнали короткого діапазону, які розсіюються на короткі відстані, і
дальні розчинні сигнали, які виділяються в циркуляцію, щоб бути перенесені в будь-якому місці тіла.

Прикладом сигналізації juxtacrine є прикладом активності деяких клітинних адгезій або білків ECM, таких як ламінін, які не просто дозволяють клітині рухатися по ним, але діють як сигнали для сприяння підвищенню рухливості. Це, ймовірно, відбувається шляхом активації рецепторів інтегрину на рухомій клітині, які потім ініціюють і координують зміни через решту клітини для здійснення зміни активності. Іншим прикладом є шлях Delta-Notch, який використовується в ембріональному малюнку.

Знімок екрана 2019-01-08 в 1.06.54 PM.png — Малюнок\(\PageIndex{1}\). Дельта-Notch сигналізації.

Дельта, трансмембранний білок на сигнальній клітині, зв'язується з Notch, рецептором на приймальній клітині. Виїмка змінює його конформацію, дозволяючи відрізати його цитоплазматичний домен g-секретазою. Потім цитоплазматичний домен транслокується в ядро, де діє як активуючий фактор транскрипції шляхом зв'язування з CSL. У прикладі, намальованому на малюнку\(\PageIndex{1}\) B, стохастична регуляція дельти в одній клітині активує виїмку в навколишніх клітині, яка потім активує певний шлях диференціації для них. Таким чином, центральна клітина може бути сенсорним нейроном, як волосяна клітина, тоді як ті, хто безпосередньо оточує її, є підтримуючими клітинами, такими як глія. Цей тип сигналізації накладає інтервал на експресію нейронів (або іншої клітини).

Шляхи Delta-Notch добре характеризується і дещо складніше, ніж зображено у пункті вище. Розщеплення Notch включає дві протеази і дві ділянки. Після того, як цитоплазматичний домен Notch зв'язується з CSL, він витісняє ряд співрепресорів, пов'язаних з CSL, а також набирає MAM (Mastermind-1) як коактиватор. MAM набирає гістонові ацетилази, щоб дозволити додатково збільшити транскрипцію цільових генів, але також набирає кінази, які ініціюють процес націлювання на цитоплазматичний домен Notch для убіквітин-опосередкованого руйнування. Таким чином, експресія генів, контрольованих Notch, саморегулюється і вимикається незабаром після того, як Delta більше не доступна. Переглянуто в Р.А. Ковалл, Curr. Опін. Структура. Біол. 17: 117-27, 2007.

Дифузійні обмежені сигнали від ближніх сусідів називають паракринною сигналізацією, і в деяких випадках сигнали можуть діяти на рецептори прямо на клітині, яка секретувала сигнал, який був би аутокринною сигналізацією. Паракринні сигнали активні лише в тому випадку, якщо вони можуть зв'язуватися з клітиною вище критичної концентрації, щоб активувати сигнальний шлях. Тому, коли сигнали розсіюються далеко від джерела, відбувається відсічення, за яким концентрація сигналу недостатня для активації приймальної комірки. Фактори росту часто є паракринними сигналами. Хоча вони часто заохочують ріст, вони також часто є факторами виживання. У цьому контексті фактор росту нерва (NGF) секретується клітинами-мішенями, які потім винагороджують нейрони, які роблять правильні зв'язки, забезпечуючи NGF для їх виживання. Ті нейрони, які рухаються в неправильному напрямку, не в змозі отримати NGF, і вони не виживають, сприяючи ефективності та кращому співвідношенню сигнал/шум всередині нервової системи.

Ендокринна сигналізація - це, по суті, сигналізація всього тіла. Сигнал виробляється гормон-виробляє залозу виділяється в кров, де він стає доступним майже будь-якій клітині в організмі. Звичайно, не кожна клітина буде реагувати на гормон: як і будь-який інший випадок міжклітинної сигналізації, реакція повністю залежить від рецепторів, тому реагуватимуть тільки клітини, які мають рецептори для розпізнавання сигналу. Наприклад, естроген виділяється в кровообіг, але у жінок лише деякі органи виявляють значний вплив, коли рівень естрогену значно змінюється. Більшість тканин не уражені. Ендокринні сигнали можуть циркулювати в інших позаклітинних рідинях, таких як лімфа.