Signaltransduksjon er overføring av ytre og indre stimuli i organismen. Reseptor proteiner, andre budbringere, og enzymer er primært involvert i denne signaltransduksjonen. Mangler i signaltransduksjon ligger til grunn for de fleste sykdommer, som f.eks kreft og autoimmune sykdommer.
Hva er signaltransduksjon?
Ved hjelp av fysiologisk signaltransduksjon eller signaltransduksjon reagerer kroppsceller på eksterne og interne stimuli. Ved hjelp av fysiologisk signaltransduksjon eller signaltransduksjon reagerer kroppsceller på eksterne og interne stimuli. I denne prosessen transformeres et signal og trenger inn i det indre av en celle, der det utløser den cellulære effekten gjennom en signalkjede. På denne måten kan signaler overføres fra ett kroppsrom til et annet. Celler er således i stand til å kommunisere med hverandre. Signaloverføring skjer enten på ett nivå eller på flere nivåer. Når flere nivåer koblet i serie er involvert i prosessen, kalles det en signalkaskade. Enzymer og sekundære budbringere er involvert i signaltransduksjon. Derfor snakker vi ofte om en enzymmediert biokjemisk prosess der biologisk informasjon overføres via bærere. Signaler fra forskjellige kilder er koordinert i cytoplasma eller kjerne. Sammen danner de forskjellige signalveiene til en celletype det som er kjent som signalnettverket. Immunsvar og muskler sammentrekningersamt visuelle og olfaktoriske oppfatninger, alle er avhengige av signaltransduksjon.
Funksjon og oppgave
Proteiner finnes på cellemembran og inne i en kroppscelle. Disse proteiner tjene som reseptorer. Signalering molekyler fester seg til reseptorproteiner på overflaten. Dermed mottar reseptorene signaler fra utsiden eller innsiden og overfører dem til innsiden av cellen for behandling. Den mest kjente signaliseringen molekyler inkluderer nevrotransmittere og hormoner, for eksempel. Det er mange forskjellige reseptorer i menneskekroppen. Cystoliske reseptorer er for eksempel lokalisert i den viskøse delen av cytoplasmaet. Denne typen reseptorer inkluderer hovedsakelig steroidreseptorer. For å skille seg fra disse reseptorene er membranreseptorene. De har et intracellulært og et ekstracellulært nivå. Dermed er de i stand til signalmolekylbinding utenfor cellen. For å la signalet trenge inn, endrer de sin romlige struktur. Selve signalet trenger ikke inn i cellen. I stedet når signalinformasjonen innsiden av cellen via biokjemiske prosesser av proteinene. Disse biokjemiske prosessene styres av hydrofile stoffer som nevrotransmittere. Membranbundne reseptorer er enten ionekanaler, G-proteinkoblede reseptorer eller enzymkoblede signalveier. Ionkanaler er transmembranproteiner. De aktiveres eller deaktiveres enten av et signal. Membranens permeabilitet øker eller avtar således for visse ioner. Ionkanaler er spesielt relevante for nervesignaler. G-proteinkoblede reseptorer stimulerer et G-protein til å erstatte bundet BNP med den kjemiske forbindelsen GTP. Dette fører til at G-proteinet brytes ned i α- og βγ-enheter, som begge overfører signalet. G-proteinkoblede reseptorer er involvert i prosesser som syn og olfaksjon. Enzymkoblede signalveier består av seks underklasser. Alle tilsvarer transmembrane proteiner. Prosesser som kinasemediert fosforylering og fosfatasemediert defosforylering spiller en rolle i forhold til disse signalveiene. Uansett signalvei er overføring av interne og eksterne signaler til effektorproteiner inne i cellen det faktiske målet for signaltransduksjon. Denne transduksjonen skjer via målrettet interaksjoner mellom flere proteiner. Aktivering av signalproteiner og intracellulære signalproteiner spiller en viktig rolle i denne prosessen. Noen signaler forsterkes ved samtidig å aktivere flere effektorproteiner. Andre budbringere er spesielt relevante for sammenkobling av signaltransduksjonsveier og integrering av forskjellige signaler. Dette er grensesnitt for forskjellige veier som kan utløse celle-spesifikke svar. Signaltransduksjon gjør det mulig for en encellet organisme å tilpasse seg omgivelsene, for eksempel gjennom sotff metabolisme regulering eller gen uttrykk. På denne måten muliggjør prosessen overlevelse av den encellede organismen. I multicellular organismer muliggjør signaltransduksjon mottak og prosessering av interne og eksterne stimuli. Signaltransduksjon er derfor også uerstattelig for deres overlevelse. Cellevekst, celledeling og celledød påvirkes for eksempel av prosessene som er beskrevet.
Sykdommer og lidelser
Når signalveiene forstyrres, kan denne forstyrrelsen føre til ulike sykdommer. Kreft, diabetes, nyre sykdom, og autoimmune sykdommer har vist seg å være relatert til defekter i signaltransduksjon. Et signalmolekyl binder seg vanligvis til en av de beskrevne reseptorene på overflaten av en celle og kan utløse celledelinger i en kompleks respons. I kreft, mutasjoner i kodende gener for signalering molekyler, reseptorer, eller enzymer føre til økt eller feildirigert signalveiaktivitet. Dette resulterer i en økning i celledeling stimulering. I denne sammenheng spiller enzymer som er involvert i transduksjon en stor rolle. De viser ofte økt aktivitet i kreft. Farmakologi vil derfor selektivt hemme disse enzymene i fremtiden og dermed utvikle et legemiddel mot kreft. Selv bortsett fra antikreftmidler, er medisinsk forskning for tiden (fra og med 2015) intensivt engasjert i utvikling av kurer basert på prosesser for signaltransduksjon. Til og med kolera, kikhvit hoste, og utbredte vanlige plager som hypertensjon er assosiert med defekter i signaltransduksjon som antas å være tilrettelagt av visse eksterne stimuli. De narkotika tilgjengelig i dag for forskjellige sykdommer som allerede spesifikt forstyrrer signaltransduksjon. I fremtiden vil denne intervensjonen sannsynligvis bli enda mer målrettet og målrettet.
