Solujen viestintätyypit, merkitys, esimerkkejä

Se Soluviestintä, Se, jota kutsutaan myös solujen välisistä viestinnästä, se koostuu solunulkoisten signaalimolekyylien siirrosta. Nämä molekyylit alkavat signaalin tuottavasta solusta ja sitoutuvat valkosolujen reseptoreihin, tuottaen spesifisen vasteen.

Signaalimolekyyli voi olla pieni molekyyli (esimerkki: aminohappo), peptidi tai proteiini. Siksi viestintä, joka on kemia, on ominaisuus yksisoluisille ja monisoluisille organismeille.

Lähde: Pixabay.com

Bakteereissa signaalimolekyylit ovat bakteeriferomoneja. Nämä ovat välttämättömiä toimintoihin, kuten geenien vaakasuora siirto, bioluminesenssi, biofilmien muodostuminen ja antibioottien ja patogeenisten tekijöiden tuotanto.

Monisoluisissa organismeissa soluviestintä voi tapahtua vierekkäisten solujen välillä tai erotettujen solujen välillä. Jälkimmäisessä tapauksessa signaalimolekyylit on levitettävä ja kuljetettava pitkiä matkoja. Signaalien toimintojen joukossa ovat muutokset geeniekspressiossa, morfologiassa ja solujen liikkeessä.

Solun viestintä voidaan suorittaa myös solunulkoisten rakkuloiden (VE) kautta, joita kutsutaan ektosomiksi ja eksosomeiksi. Jotkut VE -toiminnot ovat: lymfosyytti- ja makrofagimodulaatio; Synaptisen toiminnan hallinta; verisuonissa ja sydämessä, hyytyminen ja angiogeneesi; ja RNA -vaihto.

[TOC]

Tyypit (järjestelmät/mekanismit)

Bakteereissa on tyyppinen soluviestintä, jota kutsutaan Koorumin tunnistus, joka koostuu käyttäytymisestä, joka tapahtuu vain silloin, kun bakteeripopulaation tiheys on korkea. Hän Koorumin tunnistus Se merkitsee signaalimolekyylien korkeiden pitoisuuksien tuotantoa, vapautumista ja myöhempää havaitsemista, joita kutsutaan itse -induktoriksi.

Yksisoluisissa eukaryooteissa, kuten T. Brucei, siellä on myös Koorumin tunnistus. Hiivoissa seksuaalinen käyttäytyminen ja solujen erilaistuminen tapahtuu vastauksena feromonien ja ympäristömuutoksien viestinnässä.

Kasveissa ja eläimissä solunulkoisten signaalimolekyylien, kuten hormonien, välittäjäaineiden, kasvutekijöiden tai kaasujen, käyttö on tärkeä viestintätyyppi, joka merkitsee signaalimolekyylin synteesiä, sen vapautumista, sen kuljetusta valkosoluihin, havaitsemiseen erityinen signaali ja vaste.

Suhteessa molekyylisignaalin kuljetukseen eläimissä molekyylin toimintaetäisyys määrittää kahden tyyppisiä signaaleja: 1) autokriiniset ja paracrinit, jotka toimivat vastaavasti samassa solussa ja läheisissä soluissa; ja 2) endokriininen, joka vaikuttaa kaukaiseen valkoiseen soluun, jota kuljetetaan verenkiertoon.

Solujen viestintä solunulkoisten rakkuloiden kautta on tärkeä soluviestinnän tyyppi eukaryoottisissa organismeissa ja archaeassa.

Koorumin tunnistus (QS)

Kun bakteeri- tai yksisoluinen eukaryoottinen populaatio kasvaa, se saavuttaa riittävien solujen lukumäärän tai koorum -solut, mikä tuottaa induktoripitoisuuden, joka kykenee tuottamaan vaikutuksen soluihin. Tämä on mekanismi väestölaskennan kuljettamiseen.

Kolme tyyppiä järjestelmää tunnetaan Koorumin tunnistus Bakteereissa: yksi gram-negatiivisesti; toinen grampositiivisesti; ja toinen gramman negatiivisessa Vibrio Harveyi.

Gram-negatiivisissa bakteereissa omainduktori on kyllästynyt laktonihomoseriini. Tämä aine syntetisoi Luxxi -tyyppisellä entsyymillä ja leviää passiivisesti kalvon läpi kertyen solunulkoiseen ja solunsisäiseen tilaan. Kun stimuloiva pitoisuus saavutetaan, QS: n säätelemien geenien transkriptio aktivoidaan.

Gram-negatiivisissa bakteereissa itsen induktorit ovat modifioituja peptidejä, jotka viedään solunulkoiseen tilaan, missä ne ovat vuorovaikutuksessa yhdessä membraaniproteiinien kanssa. On fosforylaatiovesiputous, joka aktivoi proteiineja, jotka sitoutuvat DNA: han ja hallitsevat valkoisten geenien transkriptiota.

Voi palvella sinua: kaliform -solut

Vibrio Harveyi tuottaa kaksi autoinduktoria, nimeltään HAI-1 ja A1-2. HAI-1 on kyllästynyt laktonihomoseriini, mutta sen synteesi ei riipu Luxista. A1-2 on furanosil borato-laihduttaja. Molemmat aineet toimivat fosforylaatiovesiputouksen kautta, joka on samanlainen kuin muiden gram-negatiivisten bakteerien kautta. Tämäntyyppinen QS hallitsee bioluminesenssia.

Kemiallinen viestintä

Signaalimolekyylin spesifinen liitto tai ligatointi vastaanottavaan proteiiniin tuottaa spesifisen soluvasteen. Jokaisessa solutyypissä on tietyntyyppisiä reseptoreita. Vaikka tietyntyyppistä vastaanotinta löytyy myös erityyppisistä soluista ja tuottaa erilaisia ​​vasteita samaan linkittämiseen.

Signaalimolekyylin luonne määrittää polun, jota käytetään soluun pääsemiseen. Esimerkiksi hydrofobiset hormonit, kuten steroidit, leviävät lipidikaksoiskerrokseen ja sitoutuvat reseptoreihin muodostamaan komplekseja, jotka säätelevät spesifisten geenien ilmentymistä.

Kaasut, kuten typpioksidi ja hiilimonoksidi, leviävät kalvon läpi ja aktivoivat yleensä syklasi guanyyli, syklinen GMP -tuottaja. Useimmat signaalimolekyylit ovat hydrofiilisiä.

Sen reseptorit ovat solun pinnalla. Reseptorit toimivat signaalin kääntäjinä, jotka muuttavat valkoisen solun käyttäytymistä.

Solun pintareseptorit jaetaan: a) GF -proteiiniin kytkettyihin reseptoreihin; b) reseptorit, joilla on entsyymiaktiivisuus, kuten kinaasimomentti; ja c) ionikanavan reseptorit.

Vastaanottimien ominaisuudet proteiinille päätellen G

Proteiinia kytkettyjä reseptoreita löytyy kaikista eukaryooteista. Yleensä ne ovat vastaanottajia, joilla on seitsemän domeenia, jotka ylittävät kalvon, N-terminaalisen alueen kanssa solujen ulkopuolelle. Nämä reseptorit liittyvät G -proteiiniin, joka kääntää signaalit.

Kun ligandi sitoutuu vastaanottimeen, G -proteiini aktivoidaan. Se puolestaan ​​aktivoi efektorientsyymin, joka tuottaa toisen solunsisäisen lähettilään, joka voi olla syklinen monofosfaatti-adenosiini (AMPC), arakidonihappo, diasyyliglyseroli tai inositoli-3-fosfaatti, joka toimii signaalin alkuperäisen virran vahvistimena.

Proteiinilla G on kolme alayksikköä: alfa, beeta ja gamma. Proteiinin aktivaatio G tarkoittaa G -proteiinin BKT: n dissosiaatiota ja GTP: n liitosta alfa -alayksikköön. G -g_alfa-GTP dissosioitu beeta- ja gamma -alayksiköistä, vuorovaikutuksessa erityisesti efektoriproteiinien kanssa, aktivoimalla ne.

Beeta-adrenergiset reseptorit voivat aktivoida AMPC-reitin. AMPC: n tuottaa adenyyli -syklaasi. Fosfoosytolireitti aktivoidaan asetyylikoliinin muskariinireseptoreilla. Aktivoi fosfolipaasi C. Arakidonihapon reitti aktivoidaan histamiini -reseptorilla. Aktivoi fosfolipaasi A2.

AMPC -reitti

Ligandin sitoutuminen vastaanottimeen stimuloiva proteiini G (G_s), yhdessä BKT: n kanssa, aiheuttaa BKT: n vaihdon GTP: llä ja G: n alfa -alayksikön dissosiaatio_s beeta- ja gamma -alayksiköistä. Kompleksi g_alfa-GTP liittyy adenyylisyklasan domeeniin, aktivoimalla entsyymin ja AMPC: n tuottaminen ATP: stä.

Voi palvella sinua: fibroblastit

AMPC liittyy AMPC -riippuvaisen kinaasiproteiinin säätely -alayksiköihin. Vapauttaa katalyyttisiä alayksiköitä, jotka fosforyloivat proteiineja, jotka säätelevät soluvasteita. Tätä reittiä säätelevät kahden tyyppiset entsyymit, nimittäin fosfodit ja fosfataasiproteiinit.

Fosfoiinitolireitti

Ligandin sitoutuminen vastaanottimeen aktivoi proteiini G: n (G_{Q -}), joka aktivoi fosfolipaasi C (PLC). Tämä entsyymi rikkoo fosfatidyyli-inositolia 1,4,5-bifosfaattia (PIP₂) Kahden toisen lähetin, inositoli 1,4,5-trifosfaatti (IP₃) ja diacilglyseroli (DAG).

IP -IP₃ leviää sytoplasmassa ja liittyy endoplasmisen retikulumin reseptoreihin aiheuttaen CA: n vapautumisen⁺² sisältä. DAG pysyy kalvossa ja aktivoi Cinase C (PKC) -proteiinin. Jotkut PKC -isoformit tarvitsevat CA: ta⁺².

Araquidonihapporeitti

Ligandin sitoutuminen vastaanottimeen aiheuttaa G -proteiinin beeta- ja gamma -alayksiköiden aktivoimiseksi fosfolipaasilla₂ (PLA₂-A. Tämä entsyymi hydrolysoi fosfatidyylinositoli (PI) plasmamembraanissa vapauttaen arakidonihappoa, jota metaboloivat eri reitit, kuten 5 ja 12-lipXigenaasi ja sykloksigenaasi.

Tyrosiinikinaasireseptorin ominaisuudet

Tyrosiinikinaasi (RTK) -reseptoreilla on solunulkoiset säätelydomeenit ja solunsisäiset katalyyttiset domeenit. Toisin kuin GF -proteiinin kytketty vastaanotin, tyrosiinikinaasireseptoreiden polypeptidiketju ylittää plasmamembraanin vain kerran.

Ligandiliitto, joka on hormoni tai kasvutekijä, sääntelyalueelle aiheuttaa vastaanottimen kaksi alayksikköä. Tämä mahdollistaa vastaanottimen autofosfaatin tyrosiinitähteessä ja proteiinin fosforylaatiovesiputousten aktivoitumisen.

Torkeinaasireseptorin (RTK) fosforyloituneet tyrosiinitähteet ovat vuorovaikutuksessa adapteriproteiinien kanssa, jotka yhdistävät reseptorin, joka on aktivoitu signaalinsiirtoreitin komponentteihin. Proteiinien mukauttaminen muodostaa multiproteisia signaalikomplekseja.

RTK liittyy erilaisiin peptideihin, kuten: epidermaalinen kasvutekijä; Fibroblastien kasvutekijät; aivojen kasvutekijät; hermojen kasvutekijä; ja insuliini.

Vastaanottimien yleiset ominaisuudet

Pintareseptoreiden aktivointi tuottaa muutoksia proteiinin fosforylaatiossa aktivoimalla kahden tyyppiset kinaasiproteiinit: vilske ja seerumi ja treoniinikinaasit .

Seriini- ja treoniinikinaasit ovat: AMPC -riippuvainen kinaasiproteiini; GMPC -riippuvainen kinaasiproteiini; Kinaasiproteiini C; ja CA -riippuvainen proteiini⁺²/Kalmoduliini. Näissä kinaasiproteiineissa, AMPC -riippuvaista kinaasia lukuun ottamatta, katalyyttinen ja säätelijädomeeni on samassa polypeptidiketjussa.

Toinen lähettiläs liittyy näihin seriini- ja treonine -kinaaseihin aktivoimalla ne.

Ionisia kanavia olevien reseptoreiden ominaisuudet

Ionikanavareseptoreilla on seuraavat ominaisuudet: a) ne käyttävät ioneja; b) tunnista ja valitse tietyt ionit; c) Ne avautuvat ja sulkeutuvat vasteena kemiallisille, sähköisille tai mekaanisille signaaleille.

Ionikanavan reseptorit voivat olla monomeeriä tai olla heteroligomeerejä tai homoligomeerejä, joiden polypeptidiketjun alueet ylittävät plasmamembraanin. Ionikanavien perheitä on kolme: a) Puerta del Ligando -kanavat; b) aukkoyhdistyskanavat; ja c) na -riippuvaiset jännitekanavat⁺.

Joitakin esimerkkejä ionikanavan reseptoreista ovat neuromuskulaarisen liitoksen asetyylikoliinireseptorit ja glutamaatin, NMDA: n ja ei NMDA: n ionotrooppiset reseptorit keskushermostossa.

Voi palvella sinua: myofibrillit: ominaisuudet, rakenne, koostumus, toiminnot

Viestintä solunulkoisten rakkuloiden kautta

Solunulkoiset vesikkelit (VE) ovat ektosomien ja eksosomien seos, jotka ovat vastuussa biologisen tiedon (RNA, entsyymit, reaktiiviset happilajit jne.) Solun ja solun välillä. Molempien rakkuloiden alkuperä on erilainen.

Ektosoomat ovat vesikkelia, joita tuottavat plasmamembraanien ituja, mitä seuraa sen erottaminen ja vapautuminen kohti solunulkoista tilaa.

Ensinnäkin, membraaniproteiiniryhmittely erillisissä domeeneissa tapahtuu. Sitten proteiinilipidiankkurit keräävät sytosolisia proteiineja ja RNA: ta luumenissa, joten puhkeaminen kasvaa.

Eksosomit ovat vesikkelia, jotka muodostuvat monimuotoisista kappaleista (MVB) ja jotka vapautuvat eksosytoosilla solunulkoiseen tilaan. MVB ovat myöhäisiä endosomeja, joiden sisällä on sisäisiä rakkuloita (ILV). MVB voi sulauttaa lysosomit ja jatkaa hajoavaa polkua tai vapauttaa ISS: n eksosomeina eksosytoosilla.

He ovat vuorovaikutuksessa valkoisen solun kanssa eri tavoin: 1) VE -kalvon ero ja sen sisätilojen aktiivisten tekijöiden vapautuminen; 2) he luovat kosketuksen valkoisen solun pintaan, joka sulautetaan, vapauttaen niiden sisällön sytosolissa; ja 3) ve vangitaan kokonaan makropinosytoosin ja fagosytoosin avulla.

Merkitys

Solunvälisten viestintätoimintojen suuri valikoima osoittaa sen merkityksen itsessään. Joidenkin esimerkkien avulla havainnollistetaan erityyppisten soluviestinnän merkitys.

- Merkitys Koorumin tunnistus. QS säätelee erilaisia ​​prosesseja, kuten virulenssi lajissa, tai eri lajien tai sukujen mikro -organismeja. Esimerkiksi kanta Staphylococcus aureus Käytä signaalimolekyyliä Koorumin tunnistus Isäntä tartuttaa ja estää muita kantoja S. aureus Tehdä se.

- Kemiallisen viestinnän merkitys. Kemiallinen indikaatio on välttämätöntä monisoluisten organismien selviytymiselle ja lisääntymiselle.

Esimerkiksi ohjelmoitu solukuolema, joka säätelee monisoluista kehitystä, eliminoi täydelliset rakenteet ja mahdollistaa tiettyjen kudosten kehittymisen. Kaiken tämän välittävät troofiset tekijät.

- Näkemysten merkitys. Heillä on tärkeä rooli diabeteksessä, tulehduksessa ja neurodegeneratiivisissa ja sydän- ja verisuonisairauksissa. He näkevät normaalit solut ja syöpäsolut eroavat melko paljon. VE voi kuljettaa tekijöitä, jotka edistävät tai tukahduttavat syöpäfenotyyppiä valkoisissa soluissa.

Viitteet

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., ja kaali. 2007. Solumolekyylin biologia. Garland Science, New York.
2. Bassler, b.Lens. 2002. Pieni keskustelu: solujen välinen viestintä bakteereissa. Solu, 109: 421-424.
3. Cocucci, E. ja Meldoli, J. 2015. Ektosomit ja eksosomit: Sekaannuksen leviäminen solunulkoisten rakkuloiden välillä. Solubiologian suuntaukset, xx: 1-9.
4. Kandel, E., Schwarts, J.H., ja Jesell, t., 2000. Neuraalitieteen periaatteet. McGraw-Hill USA.
5. Loodish, h., Berk, a., Zipurski, S.Lens., Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Solu- ja molekyylibiologia. Toimitus Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Meksiko, Sāo Paulo.
6. PUPAS, K.M., Weingart, c.Lens., Winans, s.C. 2004. Proteobakteerien kemiallinen viestintä: Signaalisyntaasien ja vastaanottimien biokemialliset ja rakenteelliset tutkimukset, joita tarvitaan solujen väliseen signalointiin. Mikrobiologia Molecular, 53: 755-769.
7. Perbal, b. 2003. Viestintä on avain. Soluviestintä ja signalointi. Toimitus, 1-4.