Передача сигнала

Передача сигнала

Передача сигнала (signal transduction, сигнальная трансдукция, трансдукция, сигналинг, сигнализация, (англ. signal transduction) — в молекулярной биологии термин «Передача сигнала» относится к любому процессу, при помощи которого клетка превращает один тип сигнала или стимула в другой.

В большинство процессов передачи сигнала вовлечены упорядоченные цепи биохимических реакций внутри клетки, которые осуществляются ферментами, или посредством ферментов, активируемых вторичными посредниками. Такие процессы обычно являются быстрыми, продолжительность таких процессов составляет порядки миллисекунд в случае ионных каналов и минут в случае активации каскадов протеинкиназ и липид-опосредованных киназ, но некоторые могут занимать часы и даже сутки (в случае экспрессии генов). Количество белков и других молекул, принимающих участие в передаче сигнала, возрастает по мере увеличения числа этапов от первоначального стимула. Таким образом, имеет место сигнальный каскад (signal cascade), начинающихся с относительно слабого стимула, который вызывает значительный ответ. Такие процессы относятся к амплификации сигнала. Оригинальный термин en:Signal transduction впервые появился в реферируемых журналах в 1974 году, а в названии статьи фигурировал в 1979 году.

Содержание

Первичные посредники

Механизмы, преобразующие внешние сигналы во внутриклеточные, находятся в плазматической мембране клетки. Восприятие клетками внешних сигналов в основном происходит благодаря взаимодействию внешних факторов с клеточными рецепторами, расположенными на наружной мембране клеток. Рецепторы распознают и связывают внешний сигнал (сигнальный агент — лиганд) и приводят в дейcтвие внутриклеточные пути передачи информации, ведущие к запуску и регуляции различных внутриклеточных процессов.

Внешний сигнальный агент, называемый первичным посредником, как правило, не проникает внутрь клетки, а специфически взаимодействует с рецепторами наружной клеточной мембраны. В качестве первичных посредников выступают различные химические соединения (гормоны, нейромедиаторы, газотрансмиттеры и др.) или физические факторы (квант света). Однако существуют гидрофобные гормоны (стероидные и тиреоидные), которые способны проникать внутрь клетки, преодолевая при этом липидный бислой, и взаимодействовать там с растворимыми рецепторными белками. Таким же механизмом действия обладают малые молекулы — NO и CO.

Если внешняя сигнальная молекула воздействует на рецепторы клеточной мембраны и активирует их, то последние передают полученную информацию на систему белковых компонентов мембраны, называемую каскадом передачи сигнала. Мембранные белки каскада передачи сигнала подразделяют на:

Так действуют . Другие рецепторы (ионные каналы, рецепторы с протеинкиназной активностью) сами служат умножителями.

Вторичные посредники

В роли вторичных посредников (second messenger) выступают малые молекулы и ионы:

Вторичные посредники характеризуются следующими свойствами: имеют небольшую молекулярную массу и с высокой скоростью диффундируют в цитоплазме; быстро расщепляются и быстро удаляются из цитоплазмы.

Иногда в клетке образуются и третичные посредники. Так, обычно ионы Ca2+ выступают в роли вторичного посредника, но при передаче сигнала с помощью инозитолтрифосфата (вторичный посредник) выделяющиеся при его участии из ЭПС ионы Ca2+ служат третичным посредником.

Рецепторы

В плазматических мембранах про- и эукариотических клеток локализованы различные специализированные рецепторные системы, процессы функционирования которых включают реализацию следующих стадий:

  • связывание первичного мессенджера с рецептором;
  • передачу информации о связывании внешнего сигнала с рецептором на мембранные или цитоплазматические белковые компоненты каскада;
  • формирование первичного и вторичного клеточного ответа

Для обеспечения рецепторной функции молекулы белков должны отвечать ряду требований: а) обладать высокой избирательностью к лиганду; б) кинетика связывания лиганда должна описываться кривой с насыщением, соответствующим состоянию полной занятости всех молекул рецепторов, число которых на мембране ограничено; в) рецепторы должны обладать тканевой специфичностью, отражающей наличие или отсутствие данных функций в клетках органа-мишени; г) связывание лиганда и его клеточный (физиологический) эффект должны быть обратимы, параметры сродства должны соответствовать физиологическим концентрациям лиганда.

Механизм

Передача сигнала предполагает примерно следующую схему:

  1. взаимодействие внешнего агента (стимула) с клеточным рецептором,
  2. активация эффекторной молекулы, находящейся в мембране и отвечающей за генерацию вторичных посредников,
  3. образование вторичных посредников,
  4. активация посредниками белков-мишеней, вызывающих генерацию следующих посредников,
  5. исчезновение посредника.

См. также



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Передача сигнала" в других словарях:

  • Передача сигнала в клетке — (клеточная сигнализация, англ. cell signaling)  это часть сложной системы коммуникации, которая управляет основными клеточными процессами и координирует действия клетки. Возможность клеток корректно отвечать на изменения окружающей их… …   Википедия

  • передача сигнала вызова в сети — (МСЭ Т J.177). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN network call signallingNCS …   Справочник технического переводчика

  • передача сигнала тревоги в вещательном режиме — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN broadcast alert …   Справочник технического переводчика

  • передача сигнала тревоги в случае бедствия — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN transmission of distress alert …   Справочник технического переводчика

  • Передача сигнала (биология) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сигнал (значения). У этого термина существуют и другие значения, см. Трансдукция. У этого термина существуют и другие значения, см. Передача сигнала в клетке. Передача сигнала (сигнальная… …   Википедия

  • Передача сигнала внутри клетки — Клеточная сигнализация, передача сигнала в клетке, Cell signaling Cell signaling (передача сигнала в клетке) это часть сложной системы коммуникации, которая управляет основными клеточными процессами и координирует действия клетки. Возможность… …   Википедия

  • Передача — В Викисловаре есть статья «передача» Передача: Передача информации: Телепередача: Ка …   Википедия

  • передача данных в полосе голосового сигнала по IP-протоколу — (МСЭ Т Y.1454). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN voice band data over IPVBDoIP …   Справочник технического переводчика

  • передача отключающего сигнала от защиты противоположного конца ВЛ — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN direct intertrippingpermissive intertripping …   Справочник технического переводчика

  • передача с разнесением сигнала по спектру со скачущей частотой — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN frequency hopping spread spectrumFHSS …   Справочник технического переводчика

Книги

Другие книги по запросу «Передача сигнала» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»