Signaaltransductie

Een signaaltransductie in de biologie is een cellulair mechanisme. Het zet een stimulans om in een reactie in de cel. Er zijn twee stadia in dit proces:

  1. Een signaalmolecuul hecht zich aan een receptoreiwit op het celmembraan.
  2. Een tweede boodschapper stuurt het signaal naar de cel en er vindt een verandering plaats in de cel.

Dus, signaaltransductie begint met een signaal naar een celreceptor, en eindigt met een verandering in de celfunctie. In beide stappen kan het signaal worden versterkt. Zo kan één signaalmolecuul vele reacties veroorzaken.

De receptoren zitten in het celmembraan, met een deel van de receptor buiten en een deel binnen de cel.  Het chemische signaal bindt zich aan het buitenste gedeelte van de receptor, waardoor het van vorm verandert. Dit veroorzaakt een ander signaal in de cel.  Sommige chemische boodschappers, zoals testosteron, kunnen door het celmembraan gaan en zich direct binden aan receptoren in het cytoplasma of de kern.

Soms is er een cascade van signalen in de cel. Bij elke stap van de cascade kan het signaal worden versterkt, zodat een klein signaal kan resulteren in een grote respons. Uiteindelijk zorgt het signaal voor een verandering in de cel, hetzij in de expressie van het DNA in de kern, hetzij in de activiteit van enzymen in het cytoplasma.

Meestal gaat het om geordende sequenties van biochemische reacties binnen de cel. Deze worden uitgevoerd door enzymen en gekoppeld via tweede boodschappers. Zo ontstaat een "tweede boodschapperspad". Deze dingen gebeuren meestal snel, soms heel snel. Ze kunnen duren van milliseconden (in het geval van ionenflux) tot dagen voor de genexpressie.

Het aantal eiwitten en andere moleculen dat deelneemt neemt toe tijdens het proces. Er ontstaat dus een 'signaalcascade' en een relatief kleine stimulans kan een grote respons veroorzaken.

Bij bacteriën en andere eencellige organismen heeft het transductieproces van een cel een beperking van het aantal manieren waarop deze op zijn omgeving kan reageren. Bij meercellige organismen worden veel verschillende signaaltransductieprocessen gebruikt om het gedrag van individuele cellen te coördineren. Hierdoor wordt de functie van het organisme als geheel georganiseerd. Hoe complexer het organisme, hoe complexer het repertoire aan signaaltransductieprocessen dat het organisme moet bezitten.

De detectie van zowel de externe als de interne omgeving op cellulair niveau berust dus op signaaltransductie. Veel ziekteprocessen zoals diabetes, hartziekten, auto-immuniteit en kanker ontstaan door defecten in signaaltransductieroutes. Dit benadrukt het cruciale belang van signaaltransductie voor de biologie en de geneeskunde.

Deze systemen van communicatie tussen cellen zijn extreem oud, en zijn te vinden in alle metazoa.

Externe reacties en interne reacties voor signaaltransductieZoom
Externe reacties en interne reacties voor signaaltransductie

SignaaltransductieroutesZoom
Signaaltransductieroutes

Toont het volledige scala aan signaaltransductieroutesZoom
Toont het volledige scala aan signaaltransductieroutes

Gerelateerde pagina's

Vragen en antwoorden

V: Wat is signaaltransductie?


A: Signaaltransductie is een cellulair mechanisme dat een stimulus omzet in een reactie in de cel.

V: Wat zijn de twee stadia van signaaltransductie?


A: De twee fasen van signaaltransductie zijn (1) wanneer een signaalmolecuul zich hecht aan een receptoreiwit op het celmembraan, en (2) wanneer een tweede boodschapper het signaal doorgeeft aan de cel, waardoor een verandering in de cel plaatsvindt.

V: Hoe kunnen signalen tijdens beide fasen van signaaltransductie worden versterkt?


A: Signalen kunnen in beide stadia van signaaltransductie worden versterkt doordat één signaalmolecuul vele reacties veroorzaakt.

V: Waar bevinden receptoren zich in cellen?


A: Receptoren bevinden zich in het celmembraan, met een deel van de receptor buiten en een deel binnen de cel.

V: Hoe werkt chemische signalering in cellen?


A: Chemische signalering werkt binnen cellen door binding aan receptoren op het buitenste deel van het membraan, wat een ander signaal binnen de cel veroorzaakt. In sommige gevallen is er sprake van een cascade van signalen binnen de cel die kleine signalen versterkt tot grote reacties. Uiteindelijk leidt dit tot veranderingen in de genexpressie of enzymactiviteit in de cellen.

V: Hoe gebeuren deze processen meestal snel?


A: Deze processen verlopen meestal snel omdat ze kunnen variëren van milliseconden (bij ionenflux) tot dagen voor genexpressie.

V: Waarom is het belangrijk te begrijpen hoe signaaltransductie werkt?


A: Het is belangrijk te begrijpen hoe signaaltransductie werkt omdat veel ziekteprocessen zoals diabetes, hartziekten, auto-immuniteit en kanker het gevolg zijn van defecten in deze routes. Bovendien helpt inzicht in deze systemen het gedrag tussen individuele cellen te coördineren, zodat organismen als hele eenheden kunnen functioneren.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3