9: תקשורת סלולרית
- Page ID
- 205764
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
בעוד שהצורך בתקשורת סלולרית באורגניזמים גדולים יותר נראה ברור, אפילו אורגניזמים חד תאיים מתקשרים זה עם זה. תאי שמרים מאותתים זה לזה כדי לסייע בהזדווגות. צורות מסוימות של חיידקים מתאמות את פעולותיהן על מנת ליצור קומפלקסים גדולים הנקראים ביופילמים או לארגן ייצור רעלים להסרת אורגניזמים מתחרים. יכולתם של תאים לתקשר באמצעות אותות כימיים מקורה בתאים בודדים והייתה חיונית לאבולוציה של אורגניזמים רב-תאיים. הפונקציה היעילה ונטולת השגיאות של מערכות תקשורת חיונית לכל החיים כפי שאנו מכירים אותם.
- 9.0: הקדמה לתקשורת סלולרית
- באורגניזמים רב תאיים, תאים שולחים ומקבלים מסרים כימיים כל הזמן כדי לתאם את הפעולות של איברים, רקמות ותאים רחוקים. היכולת לשלוח הודעות במהירות וביעילות מאפשרת לתאים לתאם ולכוונן את הפונקציות שלהם.
- 9.1: מולקולות איתות וקולטנים סלולריים
- אותות כימיים משתחררים על ידי תאי איתות בצורה של מולקולות קטנות, בדרך כלל נדיפות או מסיסות הנקראות ליגנדים. ליגנד הוא מולקולה הקושרת מולקולה ספציפית אחרת, במקרים מסוימים, ומספקת אות בתהליך. לפיכך ניתן לחשוב על ליגנדים כמולקולות איתות. ליגנדים מקיימים אינטראקציה עם חלבונים בתאי מטרה, שהם תאים המושפעים מאותות כימיים; חלבונים אלה נקראים גם קולטנים.
- 9.2: הפצת האות
- ברגע שליגנד נקשר לקולטן, האות מועבר דרך הממברנה ואל הציטופלזמה. המשך האות באופן זה נקרא התמרת אותות. העברת אותות מתרחשת רק עם קולטנים משטח התא מכיוון שקולטנים פנימיים מסוגלים לקיים אינטראקציה ישירה עם DNA בגרעין כדי ליזום סינתזת חלבון. כאשר ליגנד נקשר לקולטן שלו, מתרחשים שינויים קונפורמטיביים המשפיעים על התחום התוך תאי של הקולטן.
- 9.3: תגובה לאות
- בתוך התא, ליגנדים נקשרים לקולטנים הפנימיים שלהם, ומאפשרים להם להשפיע ישירות על ה- DNA והמכונות לייצור החלבון של התא. באמצעות מסלולי העברת אותות, קולטנים בקרום הפלזמה מייצרים מגוון השפעות על התא. התוצאות של מסלולי איתות מגוונות ביותר ותלויות בסוג התא המעורב וכן בתנאים החיצוניים והפנימיים. דגימה קטנה של תגובות מתוארת להלן.
- 9.4: איתות באורגניזמים חד תאיים
- איתות בתוך התא מאפשר לחיידקים להגיב לרמזים סביבתיים, כגון רמות תזונה, חלק מהאורגניזמים החד-תאיים משחררים גם מולקולות כדי לאותת זה לזה.