Ποιες πρωτεΐνες επιτρέπουν στα κύτταρα να αισθάνονται το περιβάλλον τους;
1. Πρωτεΐνες υποδοχέα: Αυτοί είναι οι κύριοι "αισθητήρες" που συνδέονται με συγκεκριμένα μόρια στο περιβάλλον. Έρχονται σε διάφορους τύπους, κάθε προσαρμοσμένο σε μια συγκεκριμένη κατηγορία σήματος:
* Κανάλια ιόντων προσδέματος: Αυτές οι πρωτεΐνες αλλάζουν το σχήμα τους κατά τη δέσμευση σε ένα συγκεκριμένο προσδέτη (όπως ένας νευροδιαβιβαστής ή ορμόνη), ανοίγοντας ένα κανάλι μέσω της κυτταρικής μεμβράνης που επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν μέσα ή έξω. Αυτή η αλλαγή στη συγκέντρωση ιόντων μπορεί να προκαλέσει διάφορες κυτταρικές διεργασίες.
* υποδοχείς συζευγμένων με πρωτεΐνη (GPCRs): Η μεγαλύτερη οικογένεια υποδοχέων κυτταρικής επιφάνειας, GPCRs ενεργοποιείται από ένα ευρύ φάσμα προσδεμάτων, συμπεριλαμβανομένων των φωτός, των οσμών, των ορμονών και των νευροδιαβιβαστών. Κατά την ενεργοποίηση, ενεργοποιούν έναν καταρράκτη ενδοκυτταρικών συμβάντων σηματοδότησης που περιλαμβάνουν πρωτεΐνες G και δεύτερους αγγελιοφόρους.
* υποδοχείς συνδεδεμένων με ένζυμο: Αυτοί οι υποδοχείς έχουν μια ενζυματική δραστικότητα που ενεργοποιείται κατά τη δέσμευση του συνδέτη. Αυτή η ενζυματική δράση συχνά αρχίζει ενδοκυτταρικές καταρράκτες σηματοδότησης που ελέγχουν την έκφραση του γονιδίου, την κυτταρική ανάπτυξη και άλλες κυτταρικές διεργασίες.
* υποδοχείς προσκόλλησης: Αυτές οι πρωτεΐνες μεσολαβούν στις αλληλεπιδράσεις κυττάρου-κυττάρου και κυτταρικού-εξωκυτταρικής μήτρας, παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με το φυσικό περιβάλλον του κυττάρου.
2. Πρωτεΐνες μεταγωγής σήματος: Αυτές οι πρωτεΐνες αναμεταδίδουν πληροφορίες από τον υποδοχέα στο εσωτερικό του κυττάρου, συχνά ενισχύουν το σήμα κατά μήκος του δρόμου. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:
* πρωτεΐνες: Ενεργοποιημένες από GPCRs, αυτές οι πρωτεΐνες δεσμεύονται και ενεργοποιούν άλλες πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένης της αδενυλυλ κυκλάσης και της φωσφολιπάσης C.
* Δεύτεροι αγγελιοφόροι: Μικρά μόρια όπως το CAMP, το CA2+και το IP3 που σηματοδοτούν τα σήματα από τους υποδοχείς έως τους κατάντη στόχους εντός του κυττάρου.
* Κινάσες πρωτεϊνών: Ένζυμα που φωσφορυλιώνουν άλλες πρωτεΐνες, μεταβάλλοντας τη δραστηριότητά τους και συμβάλλοντας στον καταρράκτη μεταγωγής σήματος.
* Φωσφατάσες: Τα ένζυμα που απομακρύνουν τις φωσφορικές ομάδες από πρωτεΐνες, αντιστρέφοντας τις επιδράσεις των κινάσεων και συμβάλλοντας στη ρύθμιση του σήματος.
3. Παράγοντες μεταγραφής: Αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται με το DNA και τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης. Λαμβάνουν σήματα από τις οδούς μεταγωγής σήματος και ενεργοποιούν ή καταστέλλουν γονίδια που εμπλέκονται στην κατάλληλη κυτταρική απόκριση στην περιβαλλοντική αλλαγή.
4. Κυτταροσκελετικές πρωτεΐνες: Αυτές οι πρωτεΐνες παρέχουν δομική υποστήριξη για το κύτταρο, βοηθούν στην κίνηση των κυττάρων και συχνά εμπλέκονται στην ανίχνευση και την ανταπόκριση σε φυσικά ερεθίσματα όπως η πίεση ή η μηχανική τάση.
5. Άλλες εξειδικευμένες πρωτεΐνες: Τα κύτταρα έχουν μια ποικιλία άλλων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην ανίχνευση του περιβάλλοντος τους. Αυτά περιλαμβάνουν:
* χημειοϋποδοχείς: Ανίχνευση χημικών κλίσεων και καθοδηγήστε την κίνηση των κυττάρων προς θρεπτικά συστατικά ή μακριά από τοξίνες.
* Φωτοϋποδοχείς: Ανίχνευση φωτός και ξεκινήστε οπτικά σήματα.
* Μηχανο -υποδοχείς: Αισθητικές μηχανικές δυνάμεις και συμβάλλουν στην αφή, την πίεση και την ακοή.
Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα των ποικίλων πρωτεϊνών που επιτρέπουν στα κύτταρα να αισθάνονται το περιβάλλον τους. Ο ειδικός συνδυασμός πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην ανίχνευση και την ανταπόκριση σε συγκεκριμένα ερεθίσματα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο κυττάρου και τη λειτουργία του.
