Сигнальная трансдукция
Сигнальная трансдукция в биологии - это клеточный механизм. Он преобразует стимул в ответ в клетке. В этом процессе есть две стадии:
- Сигнальная молекула прикрепляется к рецепторному белку на клеточной мембране.
- Второй посыльный передает сигнал в ячейку, и в ячейке происходит изменение.
Таким образом, передача сигнала начинается с сигнала на приемник ячейки, а заканчивается изменением функции ячейки. На любом этапе сигнал может быть усилен. Таким образом, одна сигнальная молекула может вызвать много ответов.
Рецепторы находятся в мембране клетки, часть рецептора - снаружи и часть внутри клетки. Химический сигнал привязывается к внешней части рецептора, изменяя его форму. Это вызывает другой сигнал внутри ячейки. Некоторые химические посыльные, такие как тестостерон, могут проходить через клеточную мембрану и связываться непосредственно с рецепторами в цитоплазме или ядре.
Иногда внутри камеры есть каскад сигналов. С каждым шагом каскада сигнал может усиливаться, поэтому небольшой сигнал может давать большой отклик. В конце концов, сигнал создает изменение в клетке, либо в экспрессии ДНК в ядре, либо в активности ферментов в цитоплазме.
Чаще всего речь идет о упорядоченных последовательностях биохимических реакций внутри клетки. Они осуществляются ферментами и связываются через вторых посланников. Таким образом, создается "путь второго посланника". Обычно это происходит быстро, иногда очень быстро. Они могут длиться от миллисекунд (в случае ионного потока) до нескольких дней для экспрессии генов.
Количество белков и других молекул, участвующих в процессе, увеличивается. Таким образом, развивается "сигнальный каскад" и относительно небольшой стимул может вызвать большой отклик.
В бактериях и других одноклеточных организмах процессы трансдукции ограничивают количество способов реакции клетки на окружающую среду. В многоклеточных организмах для координации поведения отдельных клеток используется множество различных процессов сигнальной трансдукции. Таким образом, организуется функция организма в целом. Чем сложнее организм, тем сложнее репертуар процессов сигнальной трансдукции, которыми он должен обладать.
Таким образом, измерение как внешней, так и внутренней среды на клеточном уровне, зависит от трансдукции сигнала. Многие заболевания, такие как сахарный диабет, болезни сердца, аутоиммунные и онкологические заболевания, возникают из-за дефектов сигнальных путей трансдукции. Это подчеркивает критическую важность сигнальной трансдукции для биологии и медицины.
Эти системы связи между клетками чрезвычайно древние и встречаются во всех метазоях.
Показывает полный диапазон путей передачи сигнала
Пути передачи сигналов
Внешние и внутренние реакции для передачи сигнала
Вопросы и ответы
В: Что такое трансдукция сигналов?
О: Трансдукция сигнала - это клеточный механизм, который преобразует стимул в ответную реакцию клетки.
В: Каковы два этапа трансдукции сигнала?
О: Два этапа передачи сигнала: (1) когда сигнальная молекула присоединяется к рецепторному белку на клеточной мембране, и (2) когда второй мессенджер передает сигнал в клетку, вызывая изменения в клетке.
В: Как сигналы могут быть усилены на любом из этапов передачи сигнала?
О: Сигналы могут быть усилены на любом из этапов передачи сигнала за счет того, что одна сигнальная молекула вызывает много ответов.
В: Где расположены рецепторы в клетках?
О: Рецепторы расположены в клеточной мембране, причем часть рецептора находится снаружи, а часть внутри клетки.
В: Как химическая сигнализация работает в клетках?
О: Химическая сигнализация происходит в клетках путем связывания с рецепторами на внешней части мембраны, что вызывает другой сигнал внутри клетки. В некоторых случаях внутри клетки может происходить каскад сигналов, который усиливает малые сигналы до больших реакций. В конечном итоге, это приводит к изменениям в экспрессии генов или активности ферментов внутри клеток.
В: Как эти процессы обычно происходят быстро?
О: Эти процессы обычно происходят быстро, потому что они могут длиться от миллисекунд (в случае ионного потока) до дней для экспрессии генов.
В: Почему важно понять, как работает сигнальная трансдукция?
О: Важно понять, как работает сигнальная трансдукция, потому что многие заболевания, такие как диабет, болезни сердца, аутоиммунитет и рак, возникают из-за дефектов в этих путях. Кроме того, понимание этих систем помогает координировать поведение между отдельными клетками, чтобы организмы могли функционировать как единое целое.
