پیامرسانی و ارتباطات سلولی
پیامرسانی سلولی فرآیندی است که طی آن سلولها محیط خود و یکدیگر را درک کرده و به آن پاسخ میدهند و سیگنالهای خارج سلولی را به تغییرات هماهنگ در رفتار سلولی تبدیل میکنند.
Definition
پیامرسانی سلولی مجموعهای از فرآیندها است که طی آن یک سلول یک سیگنال خارج سلولی را از طریق گیرندهها تشخیص داده و آن را از طریق مسیرهای درون سلولی برای تولید یک پاسخ خاص منتقل میکند.
Scope
این حوزه اصول کلی پیامرسانی، دستههای اصلی گیرندههای سطح سلول از جمله گیرندههای جسی-پروتئین و گیرندههای تیروزین کیناز، پیامرسانهای ثانویه درون سلولی و آبشارهایی که سیگنالها را منتقل میکنند، و نحوه یکپارچهسازی، تقویت و خاتمه اطلاعات توسط شبکههای پیامرسانی را پوشش میدهد.
Sub-topics
Core questions
- سلولها چگونه یک سیگنال خارج سلولی را به یک پاسخ درون سلولی تبدیل میکنند؟
- چه چیزی دستههای اصلی گیرندههای سطح سلول را متمایز میکند؟
- پیامرسانهای ثانویه چگونه یک سیگنال را در داخل سلول تقویت و منتشر میکنند؟
- پاسخهای پیامرسانی چگونه اختصاصی میشوند، تقویت میشوند و سپس خاموش میشوند؟
Key theories
- انتقال سیگنال از طریق گیرندهها و پیامرسانهای ثانویه
- اتصال یک لیگاند خارج سلولی به یک گیرنده، یک رله درون سلولی را آغاز میکند که اغلب شامل پروتئینهای G یا کینازها و پیامرسانهای ثانویه قابل انتشار است که سیگنال را به اثرگذارها تقویت و توزیع میکند.
Mechanisms
یک مولکول پیامرسان به یک گیرنده خاص متصل میشود و فعالیت آن را تغییر میدهد. گیرندههای سطح سلول شامل گیرندههای جسی-پروتئین هستند که پروتئینهای G هتروتریمری را فعال میکنند، و گیرندههای تیروزین کیناز که دایمر میشوند و خودفسفریله میشوند تا پروتئینهای پیامرسان را جذب کنند. در پاییندست، پیامرسانهای ثانویه مانند AMP حلقوی، یونهای کلسیم و مولکولهای مشتق از لیپید منتشر شده و کینازها و سایر اثرگذارها را فعال میکنند و آبشارهایی را تولید میکنند که سیگنال را تقویت میکنند. بازخورد، چرخه GTPase و فسفاتازها به شکلگیری ویژگی و خاتمه کمک میکنند.
Clinical relevance
پیامرسانی توضیح میدهد که چگونه سلولها رشد، متابولیسم، حرکت و بیان ژن را هماهنگ میکنند و چارچوب مفهومی برای درک تکوین و تنظیم سلولی فراهم میآورد. رویکرد در اینجا توصیفی و غیرتجویزی است.
History
کشف AMP حلقوی توسط ساترلند مفهوم پیامرسان ثانویه را معرفی کرد؛ رادبل و گیلمن پروتئینهای G را به عنوان مبدل بین گیرندهها و اثرگذارها معرفی کردند، و کار لفکوویتز بر روی ساختار و تنظیم گیرنده نحوه عملکرد گیرندههای سطح سلول را روشن کرد و نقشه مدرن انتقال سیگنال را بنا نهاد.
Key figures
- Alfred Gilman
- Martin Rodbell
- Earl Sutherland
- Robert Lefkowitz
Related topics
Seminal works
- gilman1987
- alberts2014
Frequently asked questions
- پیامرسان ثانویه چیست؟
- پیامرسان ثانویه یک مولکول کوچک درون سلولی مانند AMP حلقوی یا کلسیم است که هنگام فعال شدن یک گیرنده تولید یا آزاد میشود و سیگنال را در داخل سلول منتقل و تقویت میکند.
- چرا مسیرهای پیامرسانی سیگنالها را تقویت میکنند؟
- هر جزء فعال میتواند مولکولهای پاییندست زیادی را فعال کند، بنابراین تعداد کمی از گیرندههای متصل شده میتوانند از طریق یک آبشار از مراحل، یک پاسخ سلولی بزرگ را آغاز کنند.