การสื่อสารของเซลล์: หน้าที่งานบทบาทและโรค

การสื่อสารภายในเซลล์เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วยการสื่อสารระหว่างเซลล์และภายในเซลล์ ดังนั้นจึงมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเซลล์ผ่านสารส่งสารก่อน ภายในเซลล์จากนั้นสัญญาณจะถูกส่งและขยายผ่านตัวรับและผู้ส่งสารทุติยภูมิ

การสื่อสารของเซลล์คืออะไร?

การสื่อสารภายในเซลล์เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วยการสื่อสารระหว่างเซลล์และภายในเซลล์ การสื่อสารของเซลล์ใช้เพื่อถ่ายทอดสิ่งเร้าภายนอกโดยการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์และภายในเซลล์ การส่งสัญญาณภายนอกเกิดขึ้นผ่านทางผู้ส่งสารเฉพาะเช่น ฮอร์โมน, สารสื่อประสาท- การถ่ายเทสิ่งกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่มีตัวกลางหรือไอออนสื่อกลางพื้นผิวที่ถูกผูกไว้กับเซลล์ โมเลกุลหรือสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงในช่องว่างระหว่างเซลล์ สัญญาณเข้าสู่ภายในเซลล์ผ่านตัวรับหรือที่เรียกว่าทางแยกช่องว่างและกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาแบบเรียงซ้อนขึ้นอยู่กับเส้นทางการส่งผ่าน ดังนั้นผู้ส่งสารตัวที่สอง (สารรองส่งสาร) จึงถูกสร้างขึ้นในเซลล์ซึ่งส่งสัญญาณไปยังไซต์เป้าหมายและขยายสัญญาณในเวลาเดียวกัน การขยายสัญญาณเกิดขึ้นเนื่องจากสัญญาณภายนอกส่งผลให้มีผู้ส่งสารตัวที่สองจำนวนมาก ตรงกันข้ามกับการสื่อสารระหว่างเซลล์ในการสื่อสารภายในเซลล์สัญญาณจะถูกประมวลผลในเซลล์และเปลี่ยนเป็นปฏิกิริยา ที่นี่ข้อมูลจะไม่ถูกส่งจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง แต่ถูกส่งต่อโดยสารเคมีภายใต้การขยายไปยังไซต์เป้าหมายของเซลล์ กระบวนการทั้งหมดของการสื่อสารภายในเซลล์นี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการถ่ายทอดสัญญาณ

ฟังก์ชั่นและงาน

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์การสื่อสารภายในเซลล์จะประมวลผลสัญญาณที่ส่งโดยผู้ส่งสารนอกเซลล์เช่นเดียวกับสิ่งเร้าภายนอก (การได้ยินการมองเห็น กลิ่น). การถ่ายทอดสัญญาณควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญเช่น ยีน การถอดความการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันการแบ่งเซลล์การรับรู้แสงการรับรู้กลิ่นหรือการหดตัวของกล้ามเนื้อ การเริ่มต้นของการสื่อสารภายในเซลล์ถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้าภายนอกเซลล์หรือภายในเซลล์ ทริกเกอร์ภายนอกเซลล์ ได้แก่ ฮอร์โมน, ปัจจัยการเจริญเติบโต, ไซโตไคน์, สารสื่อประสาทหรือสารสื่อประสาท. นอกจากนี้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อมเช่นแสงหรือคลื่นเสียงยังเป็นสิ่งเร้าภายนอกเซลล์ ภายในเซลล์ แคลเซียม ไอออนมักจะทำให้เกิดการลดหลั่นของการส่งสัญญาณ สัญญาณภายนอกเซลล์ถูกรับเข้ามาก่อนโดยตัวรับที่อยู่ในเซลล์หรือใน เยื่อหุ้มเซลล์. ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างตัวรับไซโตโซลิกและเมมเบรน ตัวรับไซโตโซลิกอยู่ภายในเซลล์ในไซโทพลาสซึม เป็นตัวแทนของเป้าหมายสำหรับขนาดเล็ก โมเลกุล ที่สามารถผ่านไฟล์ เยื่อหุ้มเซลล์. ซึ่งรวมถึงสเตียรอยด์เรตินอยด์ คาร์บอน โมโนออกไซด์และ ไนตริกออกไซด์. ตัวอย่างเช่นตัวรับสเตียรอยด์เมื่อเปิดใช้งานแล้วจะจัดเตรียมผู้ส่งสารตัวที่สองที่รับผิดชอบกระบวนการถอดเสียง ตัวรับที่มีเยื่อหุ้มอยู่ใน เยื่อหุ้มเซลล์ และมีทั้งโดเมนนอกเซลล์และภายในเซลล์ ในระหว่างการส่งสัญญาณสัญญาณ โมเลกุล เชื่อมต่อที่โดเมนภายนอกเซลล์ของตัวรับและโดยการเปลี่ยนรูปแบบตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณถูกส่งไปยังโดเมนภายในเซลล์ จากนั้นกระบวนการทางชีวเคมีจึงเกิดขึ้นเพื่อให้เกิดการเรียงซ้อนของผู้ส่งสารลำดับที่สอง ตัวรับเมมเบรนแบ่งออกเป็นสามกลุ่มคือช่องไอออนตัวรับ g-protein และตัวรับคู่ของเอนไซม์ ในบรรดาช่องไอออนนั้นยังมีช่องไอออนแบบลิแกนด์และมีรั้วกั้นแรงดันไฟฟ้าอีกครั้ง สิ่งเหล่านี้คือทรานส์เมมเบรน โปรตีน ที่เปิดใช้งานหรือปิดใช้งานขึ้นอยู่กับสัญญาณจึงเปลี่ยนความสามารถในการซึมผ่านของไอออนบางชนิด g-protein-pair receptor เมื่อเปิดใช้งานจะทำให้ G-protein แตกออกเป็นสองส่วน ส่วนประกอบทั้งสองนี้ใช้งานได้และทำให้แน่ใจว่ามีการส่งสัญญาณโดยการสร้างผู้ส่งสารตัวที่สอง ตัวรับเอนไซม์คู่ยังเป็นตัวรับเยื่อหุ้มเซลล์ที่ปล่อย เอนไซม์ ผูกพันกับพวกเขาเมื่อส่งสัญญาณ ดังนั้นจึงมีตัวรับที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์หกคลาส ขึ้นอยู่กับตัวรับที่เปิดใช้งานสัญญาณที่เกี่ยวข้องจะถูกแปลงสัญญาณ ตัวอย่างเช่นตัวรับไทโรซีนไคเนสแสดงถึงตัวรับสำหรับฮอร์โมน อินซูลิน. ดังนั้นผลของ อินซูลิน เป็นสื่อกลางผ่านตัวรับนี้ เซลล์บางเซลล์เชื่อมต่อผ่านทางแยกช่องว่างที่เรียกว่าทางแยกช่องว่างเป็นช่องทางระหว่างเซลล์ใกล้เคียงและแสดงถึงรูปแบบของการสื่อสารภายในเซลล์ เมื่อสัญญาณไปถึงเซลล์ใดเซลล์หนึ่งการเชื่อมต่อของช่องว่างจะช่วยให้แน่ใจว่ามีการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วภายในเซลล์ข้างเคียง

โรคและความผิดปกติ

การหยุดชะงักในการสื่อสารภายในเซลล์ (การถ่ายทอดสัญญาณ) เป็นไปได้ที่หลาย ๆ จุดในกระบวนการถ่ายทอดสัญญาณและอาจมีหลาย ๆ สุขภาพ ผลกระทบ หลายโรคเป็นผลมาจากประสิทธิภาพของตัวรับบางชนิดไม่เพียงพอ หากเซลล์ภูมิคุ้มกันได้รับผลกระทบภูมิคุ้มกันจะเกิดขึ้นตามมา โรคภูมิ และอาการแพ้เกิดจากการประมวลผลที่ผิดพลาดของกระบวนการถ่ายทอดสัญญาณภายในเซลล์ แต่โรคต่างๆเช่น โรคเบาหวาน mellitus หรือ เส้นเลือดอุดตัน นอกจากนี้ยังมักเป็นผลมาจากตัวรับที่ไม่ได้ผล ใน โรคเบาหวานเช่นอาจมีเพียงพอ อินซูลิน. อย่างไรก็ตามเนื่องจากตัวรับอินซูลินที่หายไปหรือไม่มีประสิทธิภาพ ความต้านทานต่ออินซูลิน มีอยู่ในกรณีนี้ ผลก็คือยิ่งผลิตอินซูลินมากขึ้น ในที่สุดตับอ่อนอาจหมดแรง ความเจ็บป่วยทางจิตหลายอย่างสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปสู่การรบกวนในการสื่อสารภายในเซลล์ได้เนื่องจากในหลาย ๆ กรณีการส่งสัญญาณไม่ได้รับการรับรองอย่างเพียงพอจากตัวรับที่มีประสิทธิภาพไม่เพียงพอสำหรับสารสื่อประสาท สารสื่อประสาทยังมีบทบาทสำคัญใน จิตเภท. ตัวอย่างเช่นนักวิจัยกำลังตรวจสอบความผิดปกติในกระบวนการที่ซับซ้อนของการส่งสัญญาณที่สามารถทำได้ นำ ไปจนถึงโรคต่างๆเช่น ดีเปรสชัน, ความบ้าคลั่ง, โรคอารมณ์สองขั้วหรือ โรคจิตเภท. สาเหตุทางพันธุกรรมได้เช่นกัน นำ เพื่อรบกวนการสื่อสารภายในเซลล์ ตัวอย่างหนึ่งของความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับรอยแยกของช่องว่าง ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ทางแยกช่องว่างเป็นช่องทางระหว่างเซลล์ข้างเคียง พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยทรานส์เมมเบรน โปรตีน เรียกว่าคอนเน็กซินคอมเพล็กซ์ การกลายพันธุ์ของโปรตีนเชิงซ้อนเหล่านี้สามารถทำได้หลายอย่าง นำ ลึกซึ้ง สูญเสียการได้ยิน หรือแม้กระทั่งหูหนวก สาเหตุของพวกเขาอยู่ที่การทำงานที่บกพร่องของจุดเชื่อมต่อของช่องว่างและการหยุดชะงักในการสื่อสารของเซลล์