2.6: Κυτταρική επικοινωνία
- Page ID
- 213720
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
Ενώ η ανάγκη για κυτταρική επικοινωνία σε μεγαλύτερους οργανισμούς φαίνεται προφανής, ακόμη και οι μονοκύτταροι οργανισμοί επικοινωνούν μεταξύ τους. Τα κύτταρα ζύμης σηματοδοτούν το ένα το άλλο για να βοηθήσουν το ζευγάρωμα. Ορισμένες μορφές βακτηρίων συντονίζουν τις ενέργειές τους προκειμένου να σχηματίσουν μεγάλα σύμπλοκα που ονομάζονται βιοφίλμ ή να οργανώσουν την παραγωγή τοξινών για την απομάκρυνση ανταγωνιστικών οργανισμών. Η ικανότητα των κυττάρων να επικοινωνούν μέσω χημικών σημάτων προήλθε από μεμονωμένα κύτταρα και ήταν απαραίτητη για την εξέλιξη των πολυκύτταρων οργανισμών. Η αποτελεσματική και χωρίς σφάλματα λειτουργία των συστημάτων επικοινωνίας είναι ζωτικής σημασίας για όλη τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε.
- 2.6.1: Εισαγωγή
- Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, τα κύτταρα στέλνουν και λαμβάνουν χημικά μηνύματα συνεχώς για να συντονίσουν τις ενέργειες μακρινών οργάνων, ιστών και κυττάρων. Η δυνατότητα αποστολής μηνυμάτων γρήγορα και αποτελεσματικά επιτρέπει στα κελιά να συντονίζουν και να ρυθμίζουν τις λειτουργίες τους.
- 2.6.2: Μόρια σηματοδότησης και κυτταρικοί υποδοχείς
- Τα χημικά σήματα απελευθερώνονται από κύτταρα σηματοδότησης με τη μορφή μικρών, συνήθως πτητικών ή διαλυτών μορίων που ονομάζονται συνδέτες. Ένας συνδέτης είναι ένα μόριο που δεσμεύει ένα άλλο συγκεκριμένο μόριο, σε ορισμένες περιπτώσεις, παρέχοντας ένα σήμα στη διαδικασία. Οι συνδέτες μπορούν έτσι να θεωρηθούν ως μόρια σηματοδότησης. Οι συνδέτες αλληλεπιδρούν με πρωτεΐνες στα κύτταρα στόχους, τα οποία είναι κύτταρα που επηρεάζονται από χημικά σήματα. αυτές οι πρωτεΐνες ονομάζονται επίσης υποδοχείς.
- 2.6.3: Διάδοση του Σήματος
- Μόλις ένας συνδέτης συνδεθεί με έναν υποδοχέα, το σήμα μεταδίδεται μέσω της μεμβράνης και στο κυτταρόπλασμα. Η συνέχιση ενός σήματος με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται μεταγωγή σήματος. Η μεταγωγή σήματος συμβαίνει μόνο με υποδοχείς κυτταρικής επιφάνειας επειδή οι εσωτερικοί υποδοχείς είναι σε θέση να αλληλεπιδρούν απευθείας με το DNA στον πυρήνα για να ξεκινήσουν τη σύνθεση πρωτεϊνών. Όταν ένας συνδέτης συνδέεται με τον υποδοχέα του, συμβαίνουν διαμορφωτικές αλλαγές που επηρεάζουν την ενδοκυτταρική περιοχή του υποδοχέα.
- 2.6.4: Απόκριση στο σήμα
- Μέσα στο κύτταρο, οι συνδέτες συνδέονται με τους εσωτερικούς τους υποδοχείς, επιτρέποντάς τους να επηρεάσουν άμεσα το DNA του κυττάρου και τον μηχανισμό παραγωγής πρωτεϊνών. Χρησιμοποιώντας οδούς μεταγωγής σήματος, οι υποδοχείς στην πλασματική μεμβράνη παράγουν μια ποικιλία επιδράσεων στο κύτταρο. Τα αποτελέσματα των οδών σηματοδότησης είναι εξαιρετικά ποικίλα και εξαρτώνται από τον τύπο του κυττάρου που εμπλέκεται καθώς και από τις εξωτερικές και εσωτερικές συνθήκες. Μια μικρή δειγματοληψία απαντήσεων περιγράφεται παρακάτω.
- 2.6.5: Σηματοδότηση σε μονοκύτταρους οργανισμούς
- Η σηματοδότηση εντός των κυττάρων επιτρέπει στα βακτήρια να ανταποκρίνονται σε περιβαλλοντικά στοιχεία, όπως τα επίπεδα θρεπτικών συστατικών, ορισμένοι μονοκύτταροι οργανισμοί απελευθερώνουν επίσης μόρια για να σηματοδοτούν ο ένας τον άλλον.