Предаването на сигнала е предаване на външни и вътрешни стимули в организма. Рецептор протеини, втори пратеник и ензими участват предимно в тази трансдукция на сигнала. Дефектите в предаването на сигнала са в основата на повечето заболявания, като например рак намлява автоимунни заболявания.
Какво представлява предаването на сигнала?
Посредством физиологична трансдукция на сигнала или трансдукция на сигнала телесните клетки реагират на външни и вътрешни стимули. Посредством физиологична трансдукция на сигнала или трансдукция на сигнала телесните клетки реагират на външни и вътрешни стимули. В този процес сигналът се трансформира и прониква във вътрешността на клетката, където задейства клетъчния ефект чрез сигнална верига. По този начин сигналите могат да се предават от едно отделение на тялото в друго. По този начин клетките могат да комуникират помежду си. Предаването на сигнала се извършва или на едно ниво, или на няколко нива. Когато в процеса участват няколко нива, свързани последователно, това се нарича сигнална каскада. Ензимите а вторичните пратеници участват в предаването на сигнала. Затова често говорим за ензимно-медииран биохимичен процес, при който биологичната информация се предава чрез носители. Сигналите от различни източници се координират в цитоплазмата или ядрото. Заедно различните сигнални пътища от тип клетка образуват така наречената сигнална мрежа. Имунни реакции и мускули контракции, както и зрителни и обонятелни възприятия, всички разчитат на предаване на сигнал.
Функция и задача
Протеини се намират на клетъчната мембрана и вътре в телесната клетка. Тези протеини служат като рецептори. Сигнализация молекули се прикрепят към рецепторните протеини на повърхността. По този начин рецепторите получават сигнали отвън или отвътре и ги предават във вътрешността на клетката за обработка. Най-известната сигнализация молекули включват невротрансмитери и хормони, например. В човешкото тяло има много различни рецептори. Цистолните рецептори например са разположени във вискозната част на цитоплазмата. Този тип рецептори включва главно стероидни рецептори. За да се разграничат от тези рецептори са мембранните рецептори. Те имат вътреклетъчно и извънклетъчно ниво. По този начин те са способни да свързват сигналната молекула извън клетката. За да позволят на сигнала да проникне вътре, те променят пространствената си структура. Самият сигнал не прониква в клетката. Вместо това, сигналната информация достига до вътрешността на клетката чрез биохимични процеси на протеините. Тези биохимични процеси се контролират от хидрофилни вещества като невротрансмитери. Мембранно-свързани рецептори са или йонни канали, G-протеино-свързани рецептори или ензимно-свързани сигнални пътища. Йонните канали са трансмембранни протеини. Те се активират или деактивират чрез сигнал. По този начин пропускливостта на мембраната се увеличава или намалява за определени йони. Йонните канали са особено подходящи за нервните сигнали. Рецепторите, свързани с G протеин, стимулират G протеин да замести свързания GDP с химичното съединение GTP. Това кара G протеинът да се разпадне на α и βγ единици, които и двете предават сигнала. G-протеиновите рецептори участват в процеси като зрение и обоняние. Ензимно-свързани сигнални пътища се състоят от шест подкласа. Всички те съответстват на трансмембранните протеини. Процеси като медиирано от киназа фосфорилиране и фосфатаза медиирано дефосфорилиране играят роля по отношение на тези сигнални пътища. Независимо от сигналния път, предаването на вътрешни и външни сигнали към ефекторни протеини вътре в клетката е действителната цел на предаването на сигнала. Тази трансдукция се осъществява чрез целенасочена взаимодействия между множество протеини. Активирането на сигналните протеини и вътреклетъчните сигнални протеини играе основна роля в този процес. Някои сигнали се усилват чрез едновременно активиране на множество ефекторни протеини. Вторите пратеници са особено важни за взаимното свързване на пътищата за предаване на сигнала и интегрирането на различни сигнали. Това са интерфейси на различни пътища, които могат да предизвикат специфични за клетките отговори. Предаването на сигнала дава възможност на едноклетъчния организъм да се адаптира към заобикалящата го среда, например чрез регулиране на метаболизма на sotff или ген израз. По този начин процесът позволява оцеляването на едноклетъчния организъм. При многоклетъчните организми предаването на сигнали позволява приемането и обработката на вътрешни и външни стимули. Следователно предаването на сигнали също е незаменимо за тяхното оцеляване. Клетъчният растеж, клетъчното делене и клетъчната смърт например се влияят от описаните процеси.
Болести и разстройства
Когато сигналните пътища са нарушени, това нарушение може да доведе до различни заболявания. Раци, диабет, бъбрек болест, и автоимунни заболявания е доказано, че са свързани с дефекти в предаването на сигнала. Сигнализиращата молекула обикновено се свързва с един от описаните рецептори на повърхността на клетката и може да предизвика клетъчни деления в сложен отговор. В рак, мутации в кодиращи гени за сигнализиране молекули, рецептори или ензими водят до повишена или неправилно насочена активност на сигналния път. Това води до увеличаване на стимулацията на клетъчното делене. В този контекст ензимите, участващи в трансдукцията, играят основна роля. Те често проявяват повишена активност в рак. Следователно фармакологията иска да инхибира селективно тези ензими в бъдеще и по този начин да разработи противораково лекарство. Дори освен антираковите агенти, медицинските изследвания понастоящем (към 2015 г.) са интензивно ангажирани в разработването на лекарства, базирани на процеси на предаване на сигнала. Дори холера, коклюш кашлицаи широко разпространени често срещани заболявания като хипертония са свързани с дефекти в предаването на сигнала, за които се смята, че са улеснени от определени външни стимули. The наркотици налични днес за различни заболявания, които също вече специално пречат на предаването на сигнала. В бъдеще тази намеса вероятно ще стане още по-целенасочена и целенасочена.
