Transducția semnalului este transmiterea stimulilor externi și interni în organism. Receptor proteine, al doilea mesager și enzime sunt implicați în principal în această transducție a semnalului. Defectele în transducția semnalului stau la baza majorității bolilor, cum ar fi cancer și boală autoimună.
Ce este transducția semnalului?
Prin intermediul transducției semnalului fiziologic sau transducției semnalului, celulele corpului răspund la stimuli externi și interni. Prin intermediul transducției semnalului fiziologic sau transducției semnalului, celulele corpului răspund la stimuli externi și interni. În acest proces, un semnal este transformat și pătrunde în interiorul unei celule, unde declanșează efectul celular printr-un lanț de semnal. În acest fel, semnalele pot fi transmise dintr-un compartiment al corpului în altul. Celulele sunt astfel capabile să comunice între ele. Transmiterea semnalului are loc fie la un nivel, fie la mai multe niveluri. Când mai multe niveluri conectate în serie sunt implicate în proces, se numește cascadă de semnalizare. Enzime iar mesagerii secundari sunt implicați în transducția semnalului. Prin urmare, vorbim adesea despre un proces biochimic mediat de enzime în care informațiile biologice sunt transmise prin intermediul purtătorilor. Semnalele din diferite surse sunt coordonate în citoplasmă sau nucleu. Împreună, diferitele căi de semnalizare ale unui tip de celulă formează ceea ce este cunoscut sub numele de rețea de semnalizare. Răspunsuri imune și mușchi contracţii, precum și percepțiile vizuale și olfactive, toate se bazează pe transducția semnalului.
Funcția și sarcina
Proteine se găsesc pe membrana celulara iar în interiorul unei celule corporale. Aceste proteine servesc drept receptori. Semnalizare molecule se atașează de proteinele receptorilor de la suprafață. Astfel, receptorii primesc semnale din exterior sau din interior și le transmit în interiorul celulei pentru procesare. Cea mai cunoscută semnalizare molecule includ neurotransmițători și hormoni, de exemplu. Există mulți receptori diferiți în corpul uman. Receptorii cistolici, de exemplu, sunt localizați în porțiunea vâscoasă a citoplasmei. Acest tip de receptori include în principal receptori pentru steroizi. De distins de acești receptori sunt receptorii cu membrană. Au un nivel intracelular și unul extracelular. Astfel, sunt capabili să se lege de molecula de semnal în afara celulei. Pentru a permite semnalului să pătrundă în interior, își schimbă structura spațială. Semnalul în sine nu pătrunde în celulă. În schimb, informațiile despre semnal ajung în interiorul celulei prin procese biochimice ale proteinelor. Aceste procese biochimice sunt controlate de substanțe hidrofile, cum ar fi neurotransmițători. Receptorii legați de membrană sunt fie canale ionice, receptori cuplați la proteina G, fie căi de semnalizare cuplate cu enzime. Canalele ionice sunt proteine transmembranare. Acestea sunt fie activate, fie dezactivate de un semnal. Permeabilitatea membranei crește sau scade astfel pentru anumiți ioni. Canalele ionice sunt deosebit de relevante pentru semnalele nervoase. Receptorii cuplați cu proteina G stimulează o proteină G pentru a înlocui PIB-ul legat cu compusul chimic GTP. Acest lucru face ca proteina G să se descompună în unități α și βγ, ambele transmit semnalul. Receptorii cuplați cu proteina G sunt implicați în procese precum vederea și olfacția. Căile de semnalizare cuplate cu enzime sunt formate din șase subclase. Toate acestea corespund proteinelor transmembranare. Procese precum fosforilarea mediată prin kinază și defosforilarea mediată prin fosfatază joacă un rol în raport cu aceste căi de semnalizare. Indiferent de calea de semnalizare, transmiterea semnalelor interne și externe către proteinele efectoare din interiorul celulei este scopul real al transducției semnalului. Această transducție are loc prin țintă interacţiuni între proteine multiple. Activarea proteinelor de semnalizare și a proteinelor de semnalizare intracelulare joacă un rol major în acest proces. Unele semnale sunt amplificate prin activarea simultană a mai multor proteine efectoare. Al doilea mesager este deosebit de relevant pentru interconectarea căilor de transducție a semnalului și pentru integrarea diferitelor semnale. Acestea sunt interfețe de căi diferite care pot declanșa răspunsuri specifice celulei. Transducția semnalului permite unui organism unicelular să se adapteze la mediul său, de exemplu prin reglarea metabolismului sotff sau genă expresie. În acest fel, procesul permite supraviețuirea organismului unicelular. În organismele multicelulare, transducția semnalului permite recepția și procesarea stimulilor interni și externi. Prin urmare, transducția semnalului este de asemenea de neînlocuit pentru supraviețuirea lor. Creșterea celulară, diviziunea celulară și moartea celulelor, de exemplu, sunt influențate de procesele descrise.
Boli și tulburări
Atunci când căile de semnalizare sunt întrerupte, această perturbare poate duce la diverse boli. Racii, diabet, rinichi boală și boală autoimună s-au dovedit a fi legate de defecte în transducția semnalului. O moleculă de semnalizare se leagă de obicei la unul dintre receptorii descriși de pe suprafața unei celule și poate declanșa diviziuni celulare într-un răspuns complex. În cancer, mutații în gene codificatoare pentru semnalizare molecule, receptori sau enzime rezultă în creșterea sau direcționarea greșită a activității căii de semnalizare. Acest lucru are ca rezultat o creștere a stimulării diviziunii celulare. În acest context, enzimele implicate în transducție joacă un rol major. De multe ori prezintă o activitate crescută în cancer. Prin urmare, farmacologia dorește să inhibe selectiv aceste enzime în viitor și să dezvolte astfel un medicament anticancer. Chiar și în afară de agenții anti-cancer, cercetarea medicală este în prezent (începând cu 2015) intens angajată în dezvoltarea de cure bazate pe procese de transducție a semnalului. Chiar holeră, gâfâind tuse, și afecțiuni comune răspândite, cum ar fi hipertensiune sunt asociate cu defecte în transducția semnalului despre care se crede că sunt facilitate de anumiți stimuli externi. medicamente disponibil astăzi pentru diferite boli, de asemenea, interferează deja în mod specific cu transducția semnalului. În viitor, este posibil ca această intervenție să devină și mai direcționată și orientată spre obiective.
