Оглавление
- 1 Передача сигналов клетками
- 1.1 Клеточная сигнализация
- 1.2 Типы сигналов
- 1.3 Рецепторы
- 1.4 Эффекторы
- 1.5 Таксономический диапазон
- 1.6 Внеклеточный сигнал
- 1.7 Формы передачи сигналов клетками
- 1.8 Аутокринная сигнализация
- 1.9 Внутрикринная сигнализация
- 1.10 Юкстакринная сигнализация
- 1.11 Паракринная сигнализация
- 1.12 Эндокринная система
- 1.13 Рецепторы
- 1.14 Рецепторы клеточной поверхности
- 1.15 Рецепторы, связанные с ионными каналами
- 1.16 Рецепторы, связанные с G-белком
- 1.17 Рецепторы, связанные с G-белком
- 1.18 Ферментативные рецепторы
- 1.19 Внутриклеточные рецепторы
- 1.20 Рецепторы стероидных гормонов
- 1.21 Механизмы подавления рецепторной регуляции
- 1.22 Пути передачи сигнала
- 1.23 Клеточные реакции
- 1.24 Сигнальные молекулы
- 1.25 Кратковременные клеточные реакции
- 1.26 Взаимодействие лиганд-рецептора
- 1.27 Типы рецепторов
- 1.28 Механизм передачи сигналов Notch
- 1.29 Исследование клеточной сигнализации
- 1.30 Контроль дифференцировки клеток
- 1.31 Дополнительные ресурсы
- 1.32 Полный текст статьи:
- 2 Сотовая сигнализация – Arc.Ask3.Ru
Передача сигналов клетками
-
Клеточная сигнализация
- Процесс взаимодействия клетки с самой собой, другими клетками и окружающей средой
- Включает сигнал, рецептор и эффектор
-
Типы сигналов
- Химические сигналы: лиганды (ионы, липиды, пептиды, углеводы, нуклеиновые кислоты)
- Физические сигналы: давление, напряжение, температура, свет
-
Рецепторы
- Сложные белки или мультимеры белков в плазматической мембране или внутри клетки
- Рецепторы клеточных мембран: ионные каналы, G-белок, ферменты
- Внутриклеточные рецепторы: связываются с жирорастворимыми лигандами
-
Эффекторы
- Начинают с передачи сигнала
- Включают ионные каналы и вторичные мессенджеры
- Могут усиливать или модулировать сигнал
-
Таксономический диапазон
- Бактерии: чувство кворума, регуляция транскрипции генов
- Слизевики: акразин, хемотаксис
- Растения и животные: паракринная и эндокринная передача сигналов, юкстакринная передача сигналов
-
Внеклеточный сигнал
- Синтез и высвобождение сигнальных молекул
- Сигнальные молекулы: липиды, фосфолипиды, аминокислоты, моноамины, белки, гликопротеиды, газы
- Экзоцитоз: активный транспорт молекул через поросомы
-
Формы передачи сигналов клетками
- Аутокринный: сигнал воздействует на ту же клетку
- Внутрикринный: сигнал воздействует на рецепторы в цитоплазме или ядре
- Юкстакринный: сигнал между соседними клетками
- Паракринный: сигнал между соседними клетками
- Эндокринный: сигнал передается кровью
-
Аутокринная сигнализация
- Клетка выделяет гормон или химический посредник, который связывается с рецепторами на той же клетке.
- Изменения происходят внутри клетки.
-
Внутрикринная сигнализация
- Сигнальные химические вещества вырабатываются внутри клетки и связываются с рецепторами.
- Сигналы передаются без секреции из клетки.
-
Юкстакринная сигнализация
- Требует тесного контакта между клетками.
- Включает взаимодействие мембранных лигандов, сообщающихся переходов и гликопротеинов.
- Важна для иммунного ответа и нейрональных клеток.
-
Паракринная сигнализация
- Клетка вырабатывает сигнал, который влияет на близлежащие клетки.
- Сигналы распространяются на небольшое расстояние.
- Примеры: ретиноевая кислота, нейротрансмиттеры.
-
Эндокринная система
- Гормоны вырабатываются эндокринными клетками и перемещаются по крови.
- Регулируют работу отдаленных органов-мишеней.
- У позвоночных гипоталамус управляет эндокринными системами.
-
Рецепторы
- Клетки получают информацию через рецепторы.
- Рецепторы связываются с лигандами или физическими факторами.
- Рецепция приводит к активации вторичных посредников.
-
Рецепторы клеточной поверхности
- Важны для биологических систем.
- Включают рецепторы, связанные с ионными каналами, G-белком и ферментами.
-
Рецепторы, связанные с ионными каналами
- Открываются при связывании лиганда, пропуская ионы через мембрану.
- Примеры: нейромедиаторы, цис-петлевые рецепторы, ионотропные глутаматные рецепторы.
-
Рецепторы, связанные с G-белком
- Активируются агонистами, связываются с G-белками.
- Примеры: светочувствительные соединения, запахи, феромоны, гормоны.
- Участвуют в сигнальных путях цАМФ и фосфатидилинозитольного пути.
-
Рецепторы, связанные с G-белком
- Важная мишень для лекарственных средств
- 34% одобренных FDA лекарств нацелены на 108 представителей
- Мировой объем продаж оценивается в 180 миллиардов долларов
-
Ферментативные рецепторы
- Трансмембранные рецепторы, вызывающие ферментативную активность
- Примеры: рецептор тирозинкиназы, рецептор фактора роста фибробластов
-
Внутриклеточные рецепторы
- Свободно существуют в цитоплазме, ядре или связаны с органеллами
- Связывание лиганда вызывает ответную реакцию в клетке
- Примеры: ядерные и митохондриальные рецепторы
-
Рецепторы стероидных гормонов
- Находятся в ядре, цитозоле и на плазматической мембране
- Инициируют передачу сигналов стероидных гормонов
- Примеры: рецепторы эстрогенов и 3-кетостероидов
-
Механизмы подавления рецепторной регуляции
- Эндоцитоз и фосфорилирование рецепторов
- Снижение чувствительности рецептора
-
Пути передачи сигнала
- Активация рецептора запускает процесс трансдукции
- Многоступенчатый процесс включает активацию белков и высвобождение молекул
- Примеры: путь MAPK/ERK, путь Notch
-
Клеточные реакции
- Специфический клеточный ответ на сигнал
- Регуляция клеточной активности в ядре или цитоплазме
- Примеры: перестройка цитоскелета, синтез белка
-
Сигнальные молекулы
- Используются одноклеточными и многоклеточными организмами
- Примеры: феромоны, аутоиндукторы, контактно-зависимая сигнализация
-
Кратковременные клеточные реакции
- Регулирующая активность генов
- Сигнальный путь Notch
-
Взаимодействие лиганд-рецептора
- Лиганд-рецепторные взаимодействия, такие как Notch, ответственны за передачу сигналов и коммуникацию в клетках.
- Notch действует как рецептор для лигандов на соседних клетках.
-
Типы рецепторов
- Некоторые рецепторы находятся на клеточной поверхности, другие внутри клеток.
- Эстроген, гидрофобная молекула, может проходить через липидный бислой мембран и активировать внутриклеточные рецепторы.
-
Механизм передачи сигналов Notch
- Активация Notch приводит к изменению белка протеазой.
- Часть белка высвобождается из мембраны и участвует в регуляции генов.
-
Исследование клеточной сигнализации
- Включает изучение пространственной и временной динамики рецепторов и сигнальных путей.
- Новые методы масс-спектрометрического анализа позволяют изучать передачу сигнала с разрешением одной клетки.
-
Контроль дифференцировки клеток
- Прямой контакт между клетками позволяет контролировать дифференцировку клеток.
- У Caenorhabditis elegans клетки гонады конкурируют за дифференцировку.
- Одна клетка вырабатывает больше белка, активирующего рецептор Notch на соседней клетке.
-
Дополнительные ресурсы
- База данных NCI-Nature Pathway Interaction.
- Межклеточные сигнальные пептиды и белки в США.
- Проект “Сигнальные пути” для генерации гипотез о клеточной сигнализации.