Transdukcija signala je prijenos vanjskih i unutarnjih podražaja u organizmu. Receptor proteini, drugi glasnici i enzimi primarno su uključeni u ovu transdukciju signala. Defekti u transdukciji signala u osnovi su većine bolesti, kao što su Raka i autoimune bolesti.
Što je prijenos signala?
Pomoću fiziološke transdukcije signala ili transdukcije signala, tjelesne stanice reagiraju na vanjske i unutarnje podražaje. Pomoću fiziološke transdukcije signala ili transdukcije signala, tjelesne stanice reagiraju na vanjske i unutarnje podražaje. U tom se procesu signal transformira i prodire u unutrašnjost stanice gdje pokreće stanični učinak kroz signalni lanac. Na taj se način signali mogu prenositi iz jednog odjeljka tijela u drugi. Stanice su tako sposobne međusobno komunicirati. Prijenos signala događa se na jednoj ili na više razina. Kada je u proces uključeno nekoliko serijski povezanih razina, to se naziva signalna kaskada. Enzimi a sekundarni glasnici su uključeni u transdukciju signala. Stoga često govorimo o enzimski posredovanom biokemijskom procesu u kojem se biološke informacije prenose putem nosača. Signali iz različitih izvora koordinirani su u citoplazmi ili jezgri. Zajedno, različiti signalni putovi tipa stanice čine ono što je poznato kao signalna mreža. Imunološki odgovori i mišići trudovi, kao i vizualna i njušna percepcija, sve se oslanja na transdukciju signala.
Funkcija i zadatak
Proteini nalaze se na stanična membrana i unutar tjelesne stanice. Ovi proteini služe kao receptori. Signalizacija molekule vežu se za proteine receptora na površini. Dakle, receptori primaju signale izvana ili iznutra i prenose ih u unutrašnjost stanice na obradu. Najpoznatija signalizacija molekule uključuju neurotransmitere i hormoni, na primjer. U ljudskom tijelu postoji mnogo različitih receptora. Cistolični receptori, na primjer, nalaze se u viskoznom dijelu citoplazme. Ova vrsta receptora uglavnom uključuje steroidne receptore. Od ovih receptora razlikuju se membranski receptori. Imaju unutarćelijsku i izvanstaničnu razinu. Dakle, oni su sposobni signalne molekule vezati izvan stanice. Da bi signal prodirao unutra, oni mijenjaju svoju prostornu strukturu. Sam signal ne prodire u ćeliju. Umjesto toga, signalne informacije dopiru do unutrašnjosti stanice biokemijskim procesima proteina. Ovim biokemijskim procesima upravljaju hidrofilne tvari poput neurotransmitera. Membranski vezani receptori su ili ionski kanali, receptori povezani s G proteinima ili signalni putovi povezani s enzimima. Ionski kanali su transmembranski proteini. Oni se aktiviraju ili deaktiviraju signalom. Propusnost membrane se tako povećava ili smanjuje za određene ione. Ionski kanali su posebno važni za živčane signale. Receptori povezani s G proteinima stimuliraju G protein da zamijeni vezani BDP kemijskim spojem GTP. To uzrokuje razgradnju G proteina na α i βγ jedinice, koje obje prenose signal. Receptori povezani s G proteinima uključeni su u procese kao što su vid i njuh. Enzimski povezani signalni putovi sastoje se od šest podrazreda. Svi oni odgovaraju transmembranskim proteinima. Procesi poput fosforilacije posredovane kinazom i defosforilacije posredovane fosfatazom igraju ulogu u odnosu na ove signalne putove. Bez obzira na signalni put, prijenos unutarnjih i vanjskih signala na efektorske proteine unutar stanice stvarni je cilj transdukcije signala. Ova se transdukcija događa putem ciljanog interakcije između više proteina. Aktivacija signalnih proteina i unutarstaničnih signalnih proteina igra glavnu ulogu u ovom procesu. Neki se signali pojačavaju istodobnom aktivacijom više efektorskih proteina. Drugi su glasnici posebno važni za međusobno povezivanje putova transdukcije signala i integraciju različitih signala. To su sučelja različitih putova koji mogu pokrenuti reakcije specifične za stanice. Transdukcija signala omogućuje jednostaničnom organizmu da se prilagodi svojoj okolini, na primjer regulacijom metabolizma sotff ili gen izraz. Na taj način proces omogućuje preživljavanje jednoćelijskog organizma. U višećelijskim organizmima prijenos signala omogućuje primanje i obradu unutarnjih i vanjskih podražaja. Prenošenje signala stoga je također nezamjenjivo za njihov opstanak. Primjerice, na rast stanica, diobu stanice i smrt stanice utječu opisani procesi.
Bolesti i poremećaji
Kada su signalni putovi poremećeni, taj poremećaj može rezultirati raznim bolestima. Rakovi, dijabetes, bubreg bolest, i autoimune bolesti pokazalo se da su povezani s oštećenjima u transdukciji signala. Signalna molekula obično se veže za jedan od opisanih receptora na površini stanice i može izazvati diobu stanica u složenom odgovoru. U Raka, mutacije u kodirajućim genima za signalizaciju molekule, receptore ili enzimi rezultirati povećanom ili pogrešno usmjerenom aktivnošću signalnog puta. To rezultira povećanjem stimulacije diobe stanica. U tom kontekstu, enzimi koji sudjeluju u transdukciji igraju glavnu ulogu. Često pokazuju povećanu aktivnost u Raka. Stoga farmakologija želi selektivno inhibirati ove enzime u budućnosti i tako razviti lijek protiv raka. Čak i osim sredstava protiv raka, medicinska istraživanja trenutno se (od 2015.) intenzivno bave razvojem lijekova temeljenih na procesima prenošenja signala. Čak kolera, hripav kašalj, i raširene česte bolesti kao što su hipertenzija povezani su s defektima u transdukciji signala za koje se smatra da su olakšani određenim vanjskim podražajima. The droge danas dostupne za razne bolesti koje također već specifično ometaju prenošenje signala. U budućnosti će ova intervencija vjerojatno postati još usmjerenija i usmjerenija na ciljeve.
