Buněčná signalizace

Buněčnou signalizací označujeme komunikaci mezi buňkami. Reguluje:

• vývoj buněk a jejich organizaci do tkání
• růst a dělení buněk
• koordinaci buněčných funkcí

Obsah 1 Způsoby buněčné komunikace 1.1 Přímým kontaktem 1.2 Vzdálená signalizace 2 Stadia signalizace 3 Typy povrchových receptorových proteinů 4 Druzí poslové a jejich funkce 5 Odkazy 5.1 Použitá literatura

upravit Způsoby buněčné komunikace

upravit Přímým kontaktem

1. Spojovací komplexy zajišťují kontinuitu buněk, které spolu sousedí. U živočišných buněk pomocí nexů (gap junctions), u rostlinných buněk pomocí plazmodezmat.
2. Interakce povrchových buněčných molekul

upravit Vzdálená signalizace

Endokrinní (hormonální)

• Endokrinní buňky vylučují hormony, které se dostanou do krve a oběhovým systémem k cílové buňce, na kterou se naváže jejím receptorem.
• Rychlost – v minutách

Parakrinní

• Buňky vylučují chemické látky (např. růstové faktory), které ovlivní mnoho buněk v nejbližším okolí a to do 1 mm.

Synaptická

• Tato signalizace je specifická pro nervovou soustavu živočichů. Nervová buňka produkuje chemický signál neurotransmiter, který se přenáší k jiné nervové buňce.
• Rychlost − až 100m/s

upravit Stadia signalizace

1. přijetí signálu cílovou buňkou, signál se váže na receptor
2. přenos signálu může být jednokrokový nebo zahrnující kaskádu změn molekul (tzv. signalizační dráha)
3. signál spouští specifickou odpověď

upravit Typy povrchových receptorových proteinů

Receptory iontových kanálů

Některé receptorové proteiny regulují navázáním signální molekuly činnost iontových kanálů. Jejich otevírání a zavírání je vlastní signalizační odpovědí.

Katalytické receptory

Tyto receptory se stávají po spojení se signální molekulou enzymy (např. tyrozinkinázové receptory). Skládají se z extracelulární části proteinu s vazebným místem pro signální molekulu, transmembránového α-helixu, cytoplazmatické části s enzymatickou aktivitou obsahující tyrozinové zbytky. Po navázání signální molekuly se vytvoří polypeptidový dimer a tím se aktivují tyrozinkinázové části receptoru, které fosforylují tyroziny pomocí fosfátových skupin z ATP. Aktivovaný receptorový protein se může vázat na specifické intracelulární proteiny, které zprostředkují signalizační odpověď.

Receptory spojené s G-proteinem

Tento receptorový protein je ve spojené s G-proteinem a dalším proteinem, obvykle enzymem. Jestliže signální molekula není přítomná, pak jsou všechny tři proteiny inaktivní. Jakmile se signální molekula naváže na receptor, změní se prostorové uspořádání a naváže a aktivuje G-protein. GTP nahradí v G-proteinu GDP. Aktivní G-protein naváže a aktivuje enzym, který je zodpovědný za signalizační odpověď.

upravit Druzí poslové a jejich funkce

Signální molekula, která se váže na receptorový protein je prvý posel. Druzí neboli sekundární poslové jsou malé, neproteinové, ve vodě rozpustné molekuly. Jsou součástí dráhy přenosu signálu v drahách zahajovaných jak receptory spojenými s G-proteinem, tak tyrozinkinázovými receptory. Dva nejrozšířenější sekundární poslové jsou cyklický AMP a kalciové kationty.

Cyklický AMP(cAMP)

Cyklický AMP je tvořen z ATP adenylátcyklázou, která je zakotvena v cytoplazmatické membráně a aktivuje se vazbou signální molekuly. cAMP pak přenáší signál z cytoplazmatické membrány k metabolickým pochodům v cytoplazmě. cAMP nepřetrvává v buňce dlouho a je přeměněn fosfodiesterázou na AMP (adenosinmonofosfát). Přenosová molekula následující cAMP je obvykle proteinkináza A, která fosforyluje další proteiny.

Kalciové kationty

Ca²⁺ je častější sekundární posel než cAMP. Zvyšování koncentrace Ca²⁺ způsobuje kontrakci svalové buňky nebo sekreci určitých látek. Buňky stále obsahují určité množství Ca²⁺, ale extracelulární hladina je daleko vyšší. Signální molekula se naváže na receptor, a to vede k aktivaci enzymu fosfolipáza C, který štěpí fosfatidylinozitolbisfosfát (PIP2) na diacylglycerol (DAG) a inozitoltrisfosfát (IP3). Oba jsou sekundárními posly. IP3 se váže na kalciový kanál v endoplazmatickém retikulu a tím ho otevírá. Kalciové kationty se uvolňují z endoplazmatického retikula a zvyšují hladinu Ca²⁺ v cytosolu. Kalciové kationty by se mohly považovat za třetí posly. Kalciové kationty aktivují další proteiny buď přímo nebo pomocí kalmodulinu, proteinu vážícího Ca²⁺

upravit Odkazy

upravit Použitá literatura

• GOETZ, Petr, et al. Vybrané kapitoly z lékařské biologie, díl 2.. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2002. ISBN 80-246-0320-9.