संकेत पारगमन और ग्राही

संकेत पारगमन उन प्रक्रियाओं का समूह है जिनके द्वारा एक कोशिका एक बाहरी संकेत का पता लगाती है और उसे एक अंतःकोशिकीय प्रतिक्रिया में परिवर्तित करती है। एक संकेतक अणु एक ग्राही से जुड़ता है — कोशिका की सतह पर या कोशिका के अंदर — जो आणविक घटनाओं की एक श्रृंखला शुरू करता है जो जानकारी को रिले, प्रवर्धित और एकीकृत करती है, इससे पहले कि कोशिका प्रतिक्रिया दे। ग्राही इस रूपांतरण का प्रवेश बिंदु हैं, जो कोशिकाओं को विशेष संकेतों पर प्रतिक्रिया करने की विशिष्टता प्रदान करते हैं।

Definition

संकेत पारगमन एक बाह्यकोशिकीय या अंतःकोशिकीय उत्तेजना का रूपांतरण है, जिसे एक विशिष्ट ग्राही द्वारा पता लगाया जाता है, अंतःकोशिकीय जैव रासायनिक घटनाओं के एक अनुक्रम में जो एक कोशिकीय प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है।

Scope

यह प्रविष्टि प्रमुख ग्राही वर्गों (जी-प्रोटीन-युग्मित ग्राही, ग्राही टायरोसिन किनेज, और अंतःकोशिकीय ग्राही), संकेतों को प्रसारित करने वाले रिले घटकों (जी प्रोटीन, प्रोटीन किनेज और फॉस्फेटेज, और छोटे जीटीपीएज), और प्रवर्धन, एकीकरण और समाप्ति के सिद्धांतों को शामिल करती है। यह संकेत को कोशिका जीव विज्ञान में एक संदर्भ विषय के रूप में मानती है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• एक ग्राही अपने संकेत को आणविक पृष्ठभूमि से कैसे अलग करता है?
• सतह पर एक बंधन घटना को साइटोप्लाज्म और नाभिक में कैसे रिले किया जाता है?
• संकेतों को कैसे प्रवर्धित किया जाता है फिर भी विशिष्ट रखा जाता है?
• संकेतक कैस्केड को कैसे बंद और रीसेट किया जाता है?

Key concepts

• लिगैंड-ग्राही बंधन और विशिष्टता
• जी-प्रोटीन-युग्मित ग्राही
• ग्राही टायरोसिन किनेज
• अंतःकोशिकीय (नाभिकीय) ग्राही
• प्रोटीन किनेज कैस्केड
• एमएपी किनेज संकेत
• संकेत प्रवर्धन, एकीकरण और समाप्ति

Key theories

संकेतक स्विच के रूप में प्रतिवर्ती प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन

प्रोटीन किनेज फॉस्फेट समूह जोड़ते हैं और फॉस्फेटेज हटाते हैं, जो संकेतक प्रोटीन को चालू और बंद करने वाले विरोधी स्विच के रूप में कार्य करते हैं; यह प्रतिवर्ती सहसंयोजक संशोधन संकेतों को प्रसारित और विनियमित करने के लिए एक केंद्रीय तंत्र है।

जीटीपीएज आणविक स्विच

हेटेरोट्राइमेरिक और छोटे जी प्रोटीन सक्रिय जीटीपी-बाउंड और निष्क्रिय जीडीपी-बाउंड अवस्थाओं के बीच चक्रित होते हैं, जिसमें नियामक होते हैं जो सक्रियण को बढ़ावा देते हैं या जीटीपी हाइड्रोलिसिस को तेज करते हैं, जो डाउनस्ट्रीम संकेत का समयबद्ध ऑन/ऑफ नियंत्रण प्रदान करते हैं।

Mechanisms

एक संकेतक अणु उच्च विशिष्टता के साथ एक ग्राही से जुड़ता है। कोशिका-सतह ग्राही प्रमुख वर्गों में आते हैं: जी-प्रोटीन-युग्मित ग्राही हेटेरोट्राइमेरिक जी प्रोटीन को सक्रिय करते हैं जो आणविक स्विच के रूप में कार्य करते हैं; ग्राही टायरोसिन किनेज डिमराइज़ होते हैं और डाउनस्ट्रीम प्रभावकों को भर्ती करने के लिए ऑटोफॉस्फोराइलेट होते हैं; और लिपोफिलिक संकेत झिल्ली को पार करके अंतःकोशिकीय ग्राहियों तक पहुंचते हैं जो जीन अभिव्यक्ति पर कार्य करते हैं। डाउनस्ट्रीम, संकेत मुख्य रूप से प्रतिवर्ती प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन द्वारा प्रसारित होते हैं, जिसमें किनेज और फॉस्फेटेज लक्ष्य प्रोटीन को चालू और बंद करते हैं, और छोटे जीटीपीएज द्वारा जो जीटीपी- और जीडीपी-बाउंड अवस्थाओं के बीच चक्रित होते हैं। मल्टीटियर कैस्केड जैसे एमएपी किनेज पाथवे संकेतों को प्रवर्धित और रूट करते हैं, जबकि वही वास्तुकला कई इनपुट के एकीकरण की अनुमति देती है। एंडोसाइटोसिस द्वारा ग्राही का आंतरिककरण संकेत को तस्करी से जोड़ता है और प्रतिक्रिया को समाप्त या पुनर्निर्देशित करने में मदद करता है। समाप्ति — फॉस्फेटेज गतिविधि, जीटीपी हाइड्रोलिसिस, और ग्राही डाउन-रेगुलेशन के माध्यम से — अगले संकेत के लिए सिस्टम को रीसेट करती है।

Clinical relevance

संकेत पारगमन नियंत्रित करता है कि कोशिकाएं हार्मोन, वृद्धि कारकों और न्यूरोट्रांसमीटर पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं, और परिवर्तित संकेत कई रोग प्रक्रियाओं को समझने के लिए केंद्रीय है, यही कारण है कि ग्राही और संकेतक एंजाइमों का व्यापक रूप से दवा लक्ष्यों के रूप में अध्ययन किया जाता है। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए संकेतक तंत्र का वर्णन करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

ग्राही की अवधारणा और बीसवीं सदी के मध्य में एक द्वितीयक संदेशवाहक के रूप में चक्रीय एएमपी की खोज ने स्थापित किया कि सतह के संकेत कोशिका के अंदर रिले होते हैं। बाद के दशकों में प्रमुख ग्राही परिवारों, जी प्रोटीन और जीटीपीएज स्विच की भूमिका, और प्रतिवर्ती प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन के केंद्रीय स्थान को हल किया गया, जिसमें एमएपी किनेज पाथवे जैसे किनेज कैस्केड संगठनात्मक ढांचे बन गए। हाल के काम ने संकेत को झिल्ली तस्करी के साथ एकीकृत किया, यह दिखाते हुए कि एंडोसाइटोसिस संकेतों की अवधि और स्थान को आकार देता है।

Key figures

• Tony Hunter
• Elliott M. Ross
• Mark von Zastrow

Seminal works

• hunter-1995
• ross-wilkie-2000

Frequently asked questions

कोशिका संकेत में ग्राही क्या है?

एक ग्राही एक प्रोटीन है जो विशेष रूप से एक संकेतक अणु को बांधता है और, बंधन पर, एक अंतःकोशिकीय प्रतिक्रिया शुरू करता है; ग्राही प्लाज्मा झिल्ली में या कोशिका के अंदर बैठ सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि संकेत झिल्ली को पार कर सकता है या नहीं।

कोशिका के अंदर संकेतों को कैसे प्रवर्धित किया जाता है?

प्रत्येक सक्रिय ग्राही कई डाउनस्ट्रीम अणुओं को ट्रिगर कर सकता है, और मल्टीटियर किनेज कैस्केड और द्वितीयक संदेशवाहक प्रभाव को गुणा करते हैं, इसलिए कम संख्या में बंधन घटनाएं एक बड़ी कोशिकीय प्रतिक्रिया उत्पन्न कर सकती हैं।