Sinjalizimi Qelizor

Sinjalizimi qelizor

• Sinjalizimi qelizor është procesi i transferimit të informacionit nga jashtë qelizës në brendësi të saj. Kjo është thelbësore për mbijetesën e qelizës.

• Zhvillimi nga qelizat njëqelizore në qeliza shumëqelizore ka kaluar një periudhë me të vështirësinë e mekanizmëve të komunikimit.

• Proceset e sinjalizimit që varen nga:

  • Njohja e stimulit nga receptori specifik në sipërfaqen e membranës plazmatike.
  • Transferimi i sinjalit në sipërfaqen citoplazmatike të membranës.
  • Transmetimi i sinjalit në brendësi të citosolit, duke shkaktuar përgjigje qelizore
  • Shuarjen e përgjigjes me shkatërrimin e molekulës sinjalizuese kur niveli i stimulit jashtëqelizor zvogëlohet.

• Molekulat sinjalizuese jashtëqelizore prodhohen nga qelizat për të sinjalizuar qelizat fqinjë apo ato më të distancuara.

• Sistemet proteinikë lejojnë përgjigjen specifike të çdo qelize ndaj një grupi sinjalesh.

• Proteinat sinjalizuese intraqelizore përcjellin sinjalin në zona të qelizës.

• Proteinat target rregullojnë sjelljen e qelizeve, si enzima, proteina rregullatore gjenike, pjesë të citoskeletit.

Parimet bazë të komunikimit qelizor

• Mekanizmet e komunikimit qelizor ekzistonin që para shfaqjes së organizmave shumëqelizorë.

• Qelizat njëqelizore, si tharmi, mund të komunikojnë edhe për shumim seksual. Shembulli i tharmës S.cerevisiae.

• Analiza e formave mutante të tharmeve mund të identifikojë proteinat që janë të nevojshme për sinjalizimin qelizor.

Molekulat sinjalizuese jashtëqelizore

• Qelizat e organizmave të lartë shtazorë komunikojnë me mijëra molekula sinjalizuese, si proteina, peptide të vegjël, steroide, retinoide, derivate të acideve yndyrore dhe gaze të tretur (NO, CO).

• Molekula sinjalizuese sekretohen në hapësirën ekstraqelizore me anën e ekzocitozës.

• Receptorët për këto molekula janë proteina transmembranore në sipërfaqen e qelizave target ose në brendësi të qelizave.

• Sinjalizimi i varur nga kontakti, jucakrini është i rëndësishëm gjatë zhvillimit embrional dhe në përgjigjen imune.

Sinjalizimi në distanca të shkurtra dhe të gjata

• Sinjalizimi parakrin karakterizohet nga molekulat që veprojnë në distanca të shkurtra rreth qelizave sinjalizuese.

• Në organizma shumëqelizorë të mëdhenj, sinjalizimi në distanca të shkurtra nuk është i mjaftueshëm, kështu që ata kanë qeliza të specializuara për komunikimin në distanca të mëdha.

• Sinjalizimi sinaptik karakterizohet me çlirimin e neurotransmetuesit në hapsiren sinaptike.

• Sinjalizimi endokrin karakterizohet nga lirimi i hormoneve nga qelizat endokrine në gjak.

Sinjalizimi autokrin

• Sinjalizimi autokrin është kur një qelizë sekreton molekula sinjalizuese që lidhen tek receptorët e saj.

• Ky është i rëndësishëm në zhvillimin embrional dhe diferencimin e qelizave.

• Sinjalizimi autokrin mund të koordinojë veprimet e një grupi qelizash. Sinjalet nga qelizat kanceroze.

Përgjigja ndaj kombinimeve specifike të sinjaleve

• Qelizat shumëqelizore ekspozohen ndaj shumë sinjaleve jashtëqelizore.

• Qelizat mund të përgjigjen selektivësisht ndaj sinjaleve të ndryshme.

• Për mbijetesën e qelizave të organizmave kompleksë, përgjigjen në kombinime të ndryshme të sinjaleve.

Oksidi nitrik (NO) si mesazher sekondar

• NO vepron si molekulë sinjalizuese, te bimët dhe kafshët.

• NO është aktivator i guanilatciklazës.

• NO sekretohet nga qelizat endoteliale për të shkaktuar relaksimin e muskujve të enëve të gjakut, p.sh. funksioni i nitroglicerina.

• NO luan rol në funksionimin e sistemit kardiovaskular, përgjigjen imune dhe neurotransmetimit.

Receptorët bërthamorë

• Molekulat sinjalizuese hidrofobe shuhen direkt në receptorët brendaqelizorë, si hormonet steroidë, tiroidë dhe retinoidet.

• Këta receptorë lidhen në ADN për të rregulluar transkriptimin e gjeneve.

• Hormonet steroidë, si kortizoli dhe hormonet seksualë, rregullojnë metabolizmin dhe tiparet seksuale.

• Vitamina D rregullon metabolizmin e kalcium.

• Retinoidet luajnë rol në zhvillimin e vertebrorëve.

Tre klasat e proteinave receptore të sipërfaqes qelizore

• Receptorët sipërfaqësorë janë konvertues të sinjaleve jashtë në brenda qelizës.

• Receptorët e lidhur me kanale jonikë: Sinjalizim sinaptik i shpejtë.

• Receptorët e lidhur me G-proteinat: Rregullojnë indirekt aktivitetin e proteinave target (enzimat apo kanale jonike).

• Receptorët e lidhur me enzimat: Aktivizohen si enzima apo asociohen me enzima për të ndryshuar sjelljen e qelizeve target.

Molekulat e vogla dhe rrjeta e proteinave sinjalizuese brendaqelizore

• Molekulat e vogla (mesazherë sekondarë) përçojnë informacion brenda qelizës.

• Proteinat sinjalizuese brendaqelizore kalojnë informacionin nga një pjesë shumëfish në një tjetër të qelizës.

• Këto proteina ndahen në: Ritransmetuese, Mesazhere, Adaptore, Amplifikuese, Konvertuese, Bifurkative, Integratore, rregullatore të gjeneve.

Molekula "ndezëse"

• Proteina që kalojnë nga gjendja inaktive në gjendjen aktive duke ndryshuar konformacionin e tyre.

• Proteina që fosforilohen dhe defosforilohen, ose ndizen dhe shuhen me anë të GTP apo GDP.

• Proteinkinazat: Fosforilojnë proteinat, dhe luajnen rol në zinxhirin e sinjalizimit për shumë procese qëndrore.

• G-proteinat: Aktivizohen kur lidhen me GTP dhe janë të rëndësishme në përcjelljen e sinjaleve.

Komplekset sinjalizuese brendaqelizorë

• Intensifikojnë shpejtësinë, efikasitetin dhe specifiçitetin e përgjigjes së qelize.

• Proteinat mbështetëse/skelë, organizojnë grupet e proteinave sinjalizimi në rrugë specifike.

• Sinjali amplifikohet dhe përhapet në pjesë të tjera të qelizës.

Ndërveprimi i proteinave sinjalizuese

• Proteina sinjalizuese brenda qelizës karakterizohen nga domene modularë.

• Domenet SH2, SH3, PTB, PH, PDZ ndihmojnë interaksione specifike rreth qelizës.

Receptorët e çiftuar me proteina G

• Receptorët e çiftuar me proteina G (GPCR) lidhen me hormone, neurotransmetues, dhe molekula të ndryshme.

• Aktivizimi i GPCR shkakton sinjalizimin përmes kaskadës së përbërësve.

• Disensibilizimi është mekanizmi i inaktivizimit të receptorëve GPCR.

Roli i receptorëve të çiftuar me proteina G në perceptimin ndjesor

• Receptorët GPCR janë të rëndësishëm për shikim, shije dhe erë.

• Rodopsina është një GPCR i ndjeshëm ndaj dritës në shkopinjtë e retinës.

Receptorët tirozinkinazikë

• RTK lidhen me faktorët e rritjes dhe rregullojnë procese të ndryshme qelizore.

• Aktivizimi i RTK, siç është receptori i insulinës, shkakton fosforilimin e proteinave si pjesë e sinjalizimit brenda qelizës.

• Rruga e sinjalizimit nga receptori i insulinës aktivizon një shumëllojshmëri efektorësh.

Rruga citokinike Jak-STAT

• Rregullon përgjigjen ndaj citokinave.

• Proteinat Jak kinaza fosforilojnë proteinat STAT, të cilat translokohen në bërthamë për të rregulluar shprehjen e gjeneve.

• Dëmtimet e kësaj rruge ndikojnë në sëmundjet imune dhe kancer.