Essential Cell Biology

Transkriptio

1 Alberts Bray Hopkin Johnson Lewis Raff Roberts Walter Essential Cell Biology FOURTH EDITION Chapter 16 Cell Signaling Copyright Garland Science

2 GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Signals Can Act over a Long or Short Range Each Cell Responds to a Limited Set of Extracellular Signals, Depending on Its History and Its Current State A Cell s Response to a Signal Can Be Fast or Slow Some Hormones Cross the Plasma Membrane and Bind to Intracellular Receptors Some Dissolved Gases Cross the Plasma Membrane and Activate Intracellular Enzymes Directly Solunetti: Solujen välinen viestintä on välttämätöntä monisoluisen organismin toiminnalle. Solut voivat vaikuttaa toisiinsa joko suoran kontaktin tai viestimolekyylien välityksellä. Elimistössä tapahtuva solujen välinen viestintä on jaettu viiteen ryhmään. Jaottelu perustuu lähinnä viestimolekyylin kulkeman matkan pituuteen. 1. Endokriininen viestinvälitys 2. Parakriininen viestinvälitys 3. Kontaktiin perustuva viestinvälitys 4. Autokriininen viestinvälitys 5. Synaptinen viestinvälitys 2

3 Endokriininen Endokriinisessä viestinnässä umpieritysrauhasten tuottamat hormonit erittyvät verenkiertoon ja jakaantuvat siten joka puolelle kehoa. Tämä järjestelmä ei pysty nopeisiin vasteisiin. - esim. lisämunuaisen adrenaliini, sukupuolirauhasten hormonit 3

4 Parakriininen Parakriinisessä viestinnässä viestimolekyylit vapautuvat paikallisesti ja voivat siirtyä solusta toiseen myös aukkoliitosten kautta. Näin vaikuttavia molekyylejä ovat esimerkiksi eräät kasvutekijät, eikosanoidit sekä verisuonia laajentava typpioksidi (NO). Nämä viestimolekyylit yleensä inaktivoidaan nopeasti, joten ne eivät pääse vaikuttamaan laajalla alueella. 4

5 Kontaktiin perustuva eli jukstakriininen Kontaktiin perustuvassa, jukstakriinisessä viestinnässä signalointi tapahtuu vierekkäisten solujen kesken. Solun pinnan molekyylit voivat sitoutua toisen solun pinnalla oleviin reseptoreihin, joiden kautta ärsyke välittyy soluun ja voi aktivoida solun viestinvälitysjärjestelmän. Tämän tyyppinen viestintä on yleistä immuunijärjestelmässä sekä yksilönkehityksen aikana. 5

6 Synaptinen Synaptista viestintää tapahtuu hermosoluissa esim. hermosolun ja lihassolun välillä. Synapsikohdissa sähköinen impulssi muuttuu kemialliseksi viestiksi. Sähköiset ärsykkeet aikaansaavat aksonin kärjessä hermovälittäjäaineiden vapautumisen synapsirakoon. Vastaanottajasolu reagoi erittäin nopeasti viestiä tuovan aksonin aikaansaamaan ärsykkeeseen. Hormonaalisesssa viestinvälityksessä viesti leviää verenkierron mukana koko elimistöön ja vaikuttaa kaikkiin niihin soluihin, joissa on viestimolekyylin reseptori. Synaptisessa viestinvälityksessä sen sijaan viesti kohdistuu vain tiettyyn soluun, koska viestimolekyyli joko hajotetaan tai otetaan takaisin soluun vapautumisensa jälkeen. 6

7 Autokriininen (ei kirjassa) Autokriinisessä viestinnässä solu vapauttaa aineita, jotka vaikuttavat sen omaan toimintaan. Syöpäsolut esimerkiksi tuotttavat usein itse erilaisia kasvutekijöitä, jotka saavat aikaan syöpäsolujen tehokkaamman jakautumisen. Myös yksilönkehityksen aikana autokriininen signalointi on tärkeässä asemassa tietyn solupopulaation erilaistumisen säätelyssä. 7

8 8

9 GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Signals Can Act over a Long or Short Range Each Cell Responds to a Limited Set of Extracellular Signals, Depending on Its History and Its Current State A Cell s Response to a Signal Can Be Fast or Slow Some Hormones Cross the Plasma Membrane and Bind to Intracellular Receptors Some Dissolved Gases Cross the Plasma Membrane and Activate Intracellular Enzymes Directly Asetyylikoliini, keskus- ja ääreishermoston välittäjäaine 9

10 Erilaiset yhdistelmät signaalimolekyylejä -> erilaiset reaktiot kohdesolussa GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Signals Can Act over a Long or Short Range Each Cell Responds to a Limited Set of Extracellular Signals, Depending on Its History and Its Current State A Cell s Response to a Signal Can Be Fast or Slow Some Hormones Cross the Plasma Membrane and Bind to Intracellular Receptors Some Dissolved Gases Cross the Plasma Membrane and Activate Intracellular Enzymes Directly 10

11 GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Signals Can Act over a Long or Short Range Each Cell Responds to a Limited Set of Extracellular Signals, Depending on Its History and Its Current State A Cell s Response to a Signal Can Be Fast or Slow Some Hormones Cross the Plasma Membrane and Bind to Intracellular Receptors Some Dissolved Gases Cross the Plasma Membrane and Activate Intracellular Enzymes Directly 11

12 12

13 13

14 14