Signalübertragung und Hormone

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Questions and Answers

Was sind First Messenger in der Zellkommunikation?

Intrazelluläre Botenstoffe

Peptidhormone

Metabolite der Zelle

Extrazelluläre Signalmoleküle (correct)

Wie werden Peptidhormone im Körper inaktiviert?

Durch enzymatische Reaktionen im Blut

Durch Abbau in den Nieren

Durch Hydrierung in der Leber

Direkt im Erfolgsorgan durch Proteolyse (correct)

Welche Aussage beschreibt am besten die Reaktionen, die durch Liganden ausgelöst werden?

Sie sind spezifisch, da Zielzellen unterschiedliche Enzyme besitzen. (correct)

Sie sind immer unabhängig von der Rezeptorausstattung der Zielzellen.

Sie sind gleichmäßig in allen Zellen verteilt und homogener Natur.

Sie führen immer zur Aktivierung von Steroidhormonen.

Was geschieht mit Steroidhormonen in den Hepatozyten?

Sie werden durch Hydrierung der Doppelbindung inaktiviert. Signup and view all the answers

Was ist eine Gemeinsamkeit zwischen vielen First Messengern?

Sie aktivieren die gleichen intrazellulären Botenstoffe. Signup and view all the answers

Wie erfolgt die Signalweiterleitung innerhalb der Zelle?

Über eine relativ geringe Anzahl von Signaltransduktionswegen. Signup and view all the answers

Was führt zur spezifischen Reaktion auf einen Liganden?

Die spezifische Ausstattung der Zielzellen mit Enzymen. Signup and view all the answers

Wie wird die Menge der extrazellulären Signalmoleküle beschrieben?

Sie variiert je nach Zelltyp und Zustand. Signup and view all the answers

Was sind Beispiele für Steroidhormone?

Glucocorticoide Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt eine primäre Störung der Hormonproduktion?

Die periphere Hormondrüse ist selbst betroffen. Signup and view all the answers

Was geschieht, wenn ein Hormon-Rezeptor-Komplex im Zellkern gebildet wird?

Er bindet an die DNA und wirkt als Transkriptionsfaktor. Signup and view all the answers

Wie werden lipophile Hormone im Blut transportiert?

Sie binden an Transportproteine. Signup and view all the answers

Was sind Schilddrüsenhormone?

Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4) Signup and view all the answers

Wie verändern sich die Hormonspegel bei sekundären Störungen?

Der Mangel oder Überschuss an Effektorhormon ist auf eine gestörte Stimulation zurückzuführen. Signup and view all the answers

Was passiert bei einer Störung der Hormonproduktion?

Die Rückkopplung durch die Hormonspiegel kann beeinflusst werden. Signup and view all the answers

Was charakterisiert die Struktur lipophiler Hormone?

Sie können die Lipiddoppelschicht der Zellmembranen durchdringen. Signup and view all the answers

Was passiert nach der Bindung eines lipophilen Hormons an seinen Rezeptor im Zellkern?

Es bildet sich ein Dimer, das an die DNA bindet. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Mechanismus der Hormonrezeptoren am besten?

Dimerisierungsprozesse sind entscheidend für die Genexpression. Signup and view all the answers

Welches der folgenden Hormone aktiviert Rezeptoren, die in der Zellkern-DNA gebunden sind?

Schilddrüsenhormone Signup and view all the answers

Welche Rezeptoren müssen Dimerisierungsprozesse durchlaufen, um an regulatorische Sequenzen zu binden?

TR und RXR Signup and view all the answers

Was bewirken Hormon-Rezeptor-Komplexe im Zellkern?

Verändern die Expression spezifischer Gene. Signup and view all the answers

Welche Struktur ist bei der Dimerisierung der Rezeptoren für 9-cis-Retinsäure und all-trans-Retinsäure entscheidend?

Direkte Wiederholungen der Erkennungssequenz Signup and view all the answers

Welcher Rezeptor hat immer die 5'-Position bei der Bildung von Dimeren?

RXR Signup and view all the answers

Was wird durch die Bindung von Hormonen an ihre Rezeptoren in der DNA hervorgerufen?

Die Produktion von Proteinen wird reprimiert oder induziert. Signup and view all the answers

Was geschieht unmittelbar nach der Bindung des Liganden an enzymgekoppelte Rezeptoren?

Es erfolgt eine Dimerisierung der Rezeptormoleküle. Signup and view all the answers

Wie erfolgt die Aktivierung der intrazellulären Tyrosinkinasedomänen?

Durch gegenseitige Phosphorylierung (Autophosphorylierung). Signup and view all the answers

Welche Funktion erfüllen die phosphorylierten Tyrosinreste der Rezeptordomänen?

Sie phosphorylieren andere Proteine in der Zelle. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Funktion von Rezeptor-Serin-/Threoninkinasen?

Sie aktivieren durch Phosphorylierung von Transkriptionsfaktoren die Genaktivität. Signup and view all the answers

Was ist die Rolle von Guanylatzyklasen in der Signaltransduktion?

Sie synthetisieren cGMP aus GTP. Signup and view all the answers

Was bewirken STAT-Dimerstrukturen im Zellkern?

Sie fungieren als Transkriptionsfaktoren für spezifische Gene. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Rezeptoren verwenden den JAK-STAT-Signaltransduktionsweg?

Interferon-Rezeptoren. Signup and view all the answers

Was geschieht, wenn ein Hormon an den Rezeptor bindet?

Es bewirkt eine Änderung der Konformation der intrazellulären Domäne. Signup and view all the answers

Was ist die Rolle des Second Messengers in der Signalübertragung?

Er bewirkt die Aktivierung intrazellulärer Enzyme und Zellantworten. Signup and view all the answers

Welches Protein bindet über die SH2-Domäne an phosphorylierte Tyrosinreste?

STAT-Proteine. Signup and view all the answers

Welches Element ist nicht Teil des Wirkmechanismus hydrophiler Hormone?

Die direkte Beeinflussung der DNA im Zellkern. Signup and view all the answers

Welchen Prozess beschreibt die Aktivierung intrazellulärer Botenstoffe?

Die Fortleitung des Signals durch Rezeptoränderung. Signup and view all the answers

Was sind Spacer in Bezug auf die Rezeptordomänen?

Sie sorgen für einen Abstand zwischen den Rezeptordomänen. Signup and view all the answers

Welche Aussage über hydrophile Hormone ist korrekt?

Sie binden an membranständige Rezeptoren. Signup and view all the answers

Was führt in der Zelle zur spezifischen Antwort auf ein Hormon?

Die Art des Rezeptors und des Second Messengers. Signup and view all the answers

Was geschieht während der Signalübertragung nach der Hormondissoziation?

Die Signalkaskade wird in Gang gesetzt und führt zur Zellantwort. Signup and view all the answers

Study Notes

Signalmoleküle und Rezeptoren

Die Vielzahl der extrazellulären Signalmoleküle (First Messenger) spiegelt sich in der großen Anzahl von Rezeptoren wider, an die diese binden.
Die Information wird über eine begrenzte Anzahl von Signaltransduktionswegen in der Zelle weitergeleitet, viele First Messenger aktivieren die gleichen Second Messenger.
Die Zellen reagieren dennoch spezifisch auf Liganden, da sie unterschiedliche Ausstattung mit Enzymen und Proteinen aufweisen.
Signaltransduktionswege sind oft miteinander vernetzt, die Reaktion hängt von der Summe der beteiligten Signale ab.

Hormon Inaktivierung und Wirkdauer

Die Inaktivierung von Hormonen erfolgt meist im Erfolgsorgan oder in der Leber.
Peptidhormone werden durch Proteolyse in Aminosäuren gespalten, die im Stoffwechsel weiterverwendet werden.
Steroidhormone werden durch Hydrierung der Doppelbindungen in Hepatozyten inaktiviert.

Störungen der Hormonproduktion

Eine Überproduktion oder ein Mangel an Hormonen kann durch primäre oder sekundäre Störungen verursacht werden.
Bei primären Störungen ist die periphere Hormondrüse betroffen und produziert zu viel oder zu wenig Hormon.
Die Freisetzung von glandotropen Hormonen und Releasing-Hormonen ist durch eine Rückkopplung des Hormonspiegels supprimiert oder erhöht.
Bei sekundären Störungen ist der Überschuss bzw. Mangel an Effektorhormon auf eine gestörte Stimulation der peripheren Hormondrüse zurückzuführen.

Lipophile Hormone

Lipophile Hormone haben eine geringe Löslichkeit im Blut und müssen an Transportproteine gebunden transportiert werden.
Aufgrund ihrer lipophilen Eigenschaft können sie die Lipiddoppelschicht der Zellmembranen durchdringen.
Sie gelangen über einfache oder erleichterte Diffusion oder im Komplex mit dem Transportprotein in das Zytosol der Zielzelle.
Einige Hormone binden bereits im Zytosol an einen hoch spezifischen intrazellulären Hormonrezeptor.
Die Bildung eines Hormon-Rezeptor-Komplexes führt zum Transport in den Zellkern, der als Transkriptionsfaktor wirkt.

Nucleäre Rezeptoren

Hormone, die an nucleäre [Kern] Rezeptoren binden, werden als Transkriptionsfaktoren bezeichnet.
Diese Rezeptoren sind im Zellkern lokalisiert und an die DNA gebunden.
Nach der Bindung des Liganden bilden zwei Hormon-Rezeptor-Komplexe in der Regel ein Dimer.
Das Dimer bindet an regulatorische Sequenzen auf der DNA von hormonsensitiven Genen (HRE) und interagiert mit der Transkriptionsmaschinerie.
Dadurch wird die Expression des jeweiligen Gens verändert, z.B. wird die Synthese eines bestimmten Enzyms induziert oder reprimiert.

Membranständige Rezeptoren

Die Bindung des Liganden auf der Membranaußenseite führt zu einer Konformationsänderung der intrazellulären Domäne des Rezeptors.
Das führt je nach Rezeptor zur Öffnung von Ionenkanälen oder Aktivierung von Enzymen.
Enzyme bilden intrazelluläre Botenstoffe (Second Messenger), die die Zellantwort hervorrufen.

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren

Sie werden in 4 Klassen (Gs, Gi, Gq und G12) eingeteilt.
Aktivierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren führt zur Aktivierung verschiedener Enzyme, die auf der intrazellulären Seite lokalisiert sind.

Enzymgekoppelte Rezeptoren

Enzymgekoppelte Rezeptoren binden extrazellulär ein Signalmolekül.
Die Bindung führt zur Aktivierung verschiedener Enzyme.

Rezeptortyrosinkinasen (RTK)

RTKs sind Transmembranproteine, die auf der zytosolischen Seite eine Domäne mit Tyrosinkinaseaktivität besitzen.
Die Signalweiterleitung erfolgt durch die folgenden Schritte:
- Bindung des Liganden führt zur Dimerisierung der Rezeptormoleküle.
- Die intrazellulären Tyrosinkinasedomänen der Rezeptoren phosphorylieren und aktivieren sich gegenseitig (Autophosphorylierung).
- Die Tyrosinkinasedomänen phosphorylieren andere Proteine in der Zelle.
- Die phosphorylierten Tyrosinreste der Rezeptordomänen dienen als Bindungsstellen für Signalproteine.
- Die phosphorylierten Tyrosinreste der Rezeptordomänen dienen als Bindungsstellen für Signalproteine.

JAK-STAT-Signaltransduktionsweg

Der JAK-STAT-Signaltransduktionsweg wird von vielen Zytokinen verwendet.
JAKs (Janus Kinase) werden durch Bindung von Liganden aktiviert.
Aktivierte JAKs phosphorylieren STAT-Proteine (Signal Transducers and Activators of Transcription).
STAT-Proteine dimerisieren und dienen im Zellkern als Transkriptionsaktivator für JAK-STAT-regulierte Gene.

Rezeptor-Serin-/Threoninkinasen

Sie verfügen über eine intrinsische Serin-/Threoninkinase-Aktivität.
Die Signalübertragung erfolgt durch Phosphorylierung von Transkriptionsfaktoren, die die Genaktivität direkt beeinflussen.

Guanylatzyklasen

Guanylatzyklasen sind Hormonrezeptoren, die bei Aktivierung aus GTP den Second Messenger cGMP synthetisieren.
Es gibt zwei Klassen von Guanylatzyklasen:
- Membrangebundene Guanylatzyklasen, die durch Peptide aktiviert werden.
- Zytosolische Guanylatzyklasen, die durch NO aktiviert werden.

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Description

Dieser Quiz behandelt die Signalmoleküle und Rezeptoren, die eine entscheidende Rolle in der Signaltransduktion spielen. Es wird auch auf die Inaktivierung von Hormonen und mögliche Störungen in der Hormonproduktion eingegangen. Teste dein Wissen über die biologischen Mechanismen und ihre Funktionsweise.