Signaltransduktion: Ein prägnanter Leitfaden zu den 5 Schlüsselschritten

Wenn ein extrazelluläres Signalmolekül einen Membranrezeptor aktiviert, werden intrazelluläre Moleküle verändert, was eine Antwort namens Signaltransduktion erzeugt. Signaltransduktion beinhaltet die Bindung extrazellulärer Moleküle und Liganden an Zellrezeptoren, die Ereignisse innerhalb der Zelle auslösen. Extrazelluläre Moleküle sind integrale Transmembranproteine, die die meisten Rezeptoren ausmachen. Dieser Prozess umfasst Rezeptoren, die Nachrichten an Zellen weitergeben, und diese Zellen werden verstärkt, um Antworten zu verursachen.

Erster Kontakt

Rezeptoren auf der Zelloberfläche beginnen den Prozess, indem sie andere Rezeptoren signalisieren, ihre Form zu ändern, wodurch der Rezeptor in seine aktive Nachrichtenform geändert wird. Diese Rezeptoren lösen Ereignisse aus, die innerhalb der Zelle stattfinden. Dies aktiviert bestimmte Proteine, die andere Chemikalien freisetzen, die sich dann mit Molekülen verbinden. Das Protein wird vom Rezeptor freigesetzt und spaltet sich in zwei Teile: ein Teil wird aktiviert und setzt das Signalisieren fort, während der andere Teil den Rezeptor verlässt und wieder inaktiv wird.

Chemische Aktivierung

Das Protein aktiviert das Enzym Adenylylcyclase, das Teil des Proteinsignalisierungsprozesses ist, der chemische Signale von außerhalb der Zelle über die Membran in das Innere der Zelle überträgt. Nach der Aktivierung wandelt die Adenylylcyclase große Mengen an ATP-Molekülen (intrazellulärer Energietransfer) in Signalmoleküle um. Diese Signalmoleküle übermitteln Botschaften des ersten initialen Kontakts in die Zelle.

Chemische Untereinheiten

Das Protein inaktiviert sich bald selbst. Da das Protein nicht mehr angebracht ist, schaltet sich die Adenylylcyclase ab und kann keine Energieumwandlungen mehr vornehmen. Bestimmte Moleküle, die von der Adenylylcyclase produziert werden, setzen den Signalisierungsprozess fort, indem sie sich an eine andere Art von Protein-Enzym binden. Diese Bindungsaktion löst aus, dass sich das Protein in Untereinheiten trennt, von denen zwei katalytisch aktiv sind. Die aktiven Protein-Untereinheiten erzeugen chemische Reaktionen, bei denen sie Phosphatgruppen an eine andere Art von Enzym, Phosphatkinase, anhängen.

Enzym-Abbauten

Die Phosphatkinase phosphoryliert dann ein weiteres Enzym namens Glykogenphosphorylase. Phosphorylierung ist der Prozess, eine Phosphatgruppe an ein organisches Molekül anzuhängen. Sobald dieser Prozess abgeschlossen ist, wird das Enzym aktiviert. In diesem Aktivierungszustand produziert das Glykogen zelluläre Antworten auf den ersten initialen Kontakt. Glykogen spaltet anderes Glykogen in Komponentenmoleküle. Während dieses Prozesses fügt das Enzym jeder der Glukose-Untereinheiten eine Phosphatgruppe hinzu.

Zelluläre Antwort

Ein anderes Enzym entfernt die Phosphatgruppen von den Molekülen, so dass ohne die Phosphatgruppen die Glukosemoleküle über die Plasmamembran der Zelle transportiert werden. Sobald dies außerhalb der Zelle ist, gelangt die Glukose in den Blutkreislauf und wird von anderen Zellen aufgenommen und dann als Brennstoff verwendet, um eine Antwort auf den ersten Moment des Kontakts zu initiieren, der den Signaltransduktionsprozess ausgelöst hat. Phasen der Verstärkung finden während des gesamten Transduktionsprozesses statt, und das führt dazu, dass die verschiedenen Chemikalien und Enzyme freigesetzt werden. Kurze Aktivierungsphasen sind lebenswichtig und müssen reguliert werden, wenn der Prozess der Reaktion stattfindet, was der Körper dementsprechend beendet.