การส่งสัญญาณ: ฟังก์ชันบทบาทและโรค

การถ่ายทอดสัญญาณคือการส่งผ่านสิ่งเร้าภายนอกและภายในในสิ่งมีชีวิต ผู้รับ โปรตีนผู้ส่งสารคนที่สองและ เอนไซม์ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณนี้ ข้อบกพร่องในการถ่ายทอดสัญญาณเป็นสาเหตุของโรคส่วนใหญ่เช่น โรคมะเร็ง และ โรคภูมิต้านตนเอง.

การถ่ายโอนสัญญาณคืออะไร?

โดยการถ่ายทอดสัญญาณทางสรีรวิทยาหรือการถ่ายทอดสัญญาณเซลล์ร่างกายจะตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกและภายใน โดยการถ่ายทอดสัญญาณทางสรีรวิทยาหรือการถ่ายทอดสัญญาณเซลล์ร่างกายจะตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกและภายใน ในกระบวนการนี้สัญญาณจะถูกเปลี่ยนและแทรกซึมเข้าไปภายในเซลล์ซึ่งจะกระตุ้นเอฟเฟกต์ของเซลล์ผ่านสายสัญญาณ ด้วยวิธีนี้สัญญาณสามารถส่งจากช่องร่างกายหนึ่งไปยังอีกช่องหนึ่งได้ ดังนั้นเซลล์จึงสามารถสื่อสารกันได้ การส่งสัญญาณเกิดขึ้นในระดับเดียวหรือหลายระดับ เมื่อหลายระดับที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการนี้จะเรียกว่าน้ำตกสัญญาณ เอ็นไซม์ และผู้ส่งสารทุติยภูมิมีส่วนเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดสัญญาณ ดังนั้นเราจึงมักพูดถึงกระบวนการทางชีวเคมีที่เป็นสื่อกลางของเอนไซม์ซึ่งข้อมูลทางชีวภาพถูกส่งผ่านทางพาหะ สัญญาณจากแหล่งต่าง ๆ จะประสานกันในไซโตพลาสซึมหรือนิวเคลียส ร่วมกันเส้นทางการส่งสัญญาณที่แตกต่างกันของชนิดเซลล์ในรูปแบบที่เรียกว่าเครือข่ายการส่งสัญญาณ การตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและกล้ามเนื้อ การหดตัวเช่นเดียวกับการรับรู้ภาพและการดมกลิ่นล้วนขึ้นอยู่กับการถ่ายทอดสัญญาณ

ฟังก์ชั่นและงาน

โปรตีน จะพบในไฟล์ เยื่อหุ้มเซลล์ และภายในเซลล์ร่างกาย เหล่านี้ โปรตีน ทำหน้าที่เป็นผู้รับ การส่งสัญญาณ โมเลกุล ยึดติดกับโปรตีนตัวรับบนพื้นผิว ดังนั้นตัวรับจะรับสัญญาณจากภายนอกหรือภายในและส่งไปยังภายในเซลล์เพื่อประมวลผล การส่งสัญญาณที่รู้จักกันดีที่สุด โมเลกุล รวมถึงสารสื่อประสาทและ ฮอร์โมน, ตัวอย่างเช่น. มีตัวรับที่แตกต่างกันมากมายในร่างกายมนุษย์ ตัวอย่างเช่นตัวรับซีสโตลิกตั้งอยู่ในส่วนที่มีความหนืดของไซโทพลาซึม ตัวรับประเภทนี้ส่วนใหญ่รวมถึงตัวรับสเตียรอยด์ สิ่งที่แตกต่างจากตัวรับเหล่านี้คือตัวรับเมมเบรน พวกมันมีระดับภายในเซลล์และระดับนอกเซลล์ ดังนั้นจึงมีความสามารถในการจับโมเลกุลของสัญญาณภายนอกเซลล์ เพื่อให้สัญญาณทะลุเข้าไปข้างในพวกมันจึงเปลี่ยนโครงสร้างเชิงพื้นที่ สัญญาณตัวเองไม่ได้ทะลุผ่านเซลล์ แต่ข้อมูลสัญญาณจะเข้าไปถึงภายในเซลล์ผ่านกระบวนการทางชีวเคมีของโปรตีน กระบวนการทางชีวเคมีเหล่านี้ถูกควบคุมโดยสารที่ชอบน้ำเช่นสารสื่อประสาท ตัวรับที่เชื่อมต่อกับเมมเบรน ได้แก่ ช่องไอออนตัวรับโปรตีน G หรือเส้นทางการส่งสัญญาณคู่กับเอนไซม์ ไอออนแชนแนลคือโปรตีนที่ผ่านการกรอง มีการเปิดใช้งานหรือปิดใช้งานโดยสัญญาณ ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนจึงเพิ่มขึ้นหรือลดลงสำหรับไอออนบางชนิด ช่องไอออนมีความเกี่ยวข้องกับสัญญาณประสาทโดยเฉพาะ ตัวรับโปรตีน G กระตุ้นโปรตีน G เพื่อแทนที่ GDP ที่ถูกผูกไว้ด้วย GTP ของสารประกอบทางเคมี สิ่งนี้ทำให้โปรตีน G แตกตัวเป็นหน่วยαและβγซึ่งทั้งสองอย่างนี้จะส่งสัญญาณ ตัวรับโปรตีน G มีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการต่างๆเช่นการมองเห็นและการสร้างเม็ดเลือด เส้นทางการส่งสัญญาณคู่เอนไซม์ประกอบด้วยคลาสย่อยหกคลาส ทั้งหมดนี้สอดคล้องกับโปรตีนทรานส์เมมเบรน กระบวนการเช่นฟอสโฟรีเลชันที่เป็นสื่อกลางไคเนสและฟอสโฟรีเลชันที่เป็นสื่อกลางของฟอสฟาเตสมีบทบาทเกี่ยวข้องกับวิถีการส่งสัญญาณเหล่านี้ โดยไม่คำนึงถึงวิถีการส่งสัญญาณการส่งสัญญาณภายในและภายนอกไปยังโปรตีนเอฟเฟกต์ภายในเซลล์เป็นเป้าหมายที่แท้จริงของการถ่ายทอดสัญญาณ การถ่ายทอดนี้เกิดขึ้นผ่านการกำหนดเป้าหมาย ปฏิสัมพันธ์ ระหว่างโปรตีนหลายชนิด การกระตุ้นโปรตีนการส่งสัญญาณและโปรตีนการส่งสัญญาณภายในเซลล์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ สัญญาณบางอย่างถูกขยายโดยการเปิดใช้งานโปรตีนเอฟเฟกต์หลายตัวพร้อมกัน ผู้ส่งสารที่สองมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายของเส้นทางการส่งสัญญาณและการรวมสัญญาณที่แตกต่างกัน นี่คืออินเทอร์เฟซของพา ธ ต่างๆที่สามารถทริกเกอร์การตอบสนองเฉพาะเซลล์ การถ่ายทอดสัญญาณทำให้สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมของมันได้เช่นผ่านการควบคุมการเผาผลาญของ sotff หรือ ยีน นิพจน์. ด้วยวิธีนี้กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวได้ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์การถ่ายทอดสัญญาณทำให้สามารถรับและประมวลผลสิ่งเร้าภายในและภายนอกได้ ดังนั้นการถ่ายทอดสัญญาณจึงไม่สามารถถูกแทนที่ได้เพื่อความอยู่รอดของพวกมัน การเจริญเติบโตของเซลล์การแบ่งเซลล์และการตายของเซลล์ได้รับอิทธิพลจากกระบวนการที่อธิบายไว้

โรคและความผิดปกติ

เมื่อเส้นทางการส่งสัญญาณหยุดชะงักการหยุดชะงักนี้อาจส่งผลให้เกิดโรคต่างๆ มะเร็ง โรคเบาหวาน, ไต โรคและ โรคภูมิต้านตนเอง แสดงให้เห็นว่าเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในการถ่ายทอดสัญญาณ โมเลกุลการส่งสัญญาณมักจะจับกับตัวรับที่อธิบายไว้บนพื้นผิวของเซลล์และสามารถกระตุ้นการแบ่งเซลล์ในการตอบสนองที่ซับซ้อน ใน โรคมะเร็ง, การกลายพันธุ์ในการเข้ารหัสยีนสำหรับการส่งสัญญาณ โมเลกุล, ผู้รับหรือ เอนไซม์ ส่งผลให้กิจกรรมเส้นทางการส่งสัญญาณเพิ่มขึ้นหรือผิดทิศทาง ส่งผลให้มีการกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์เพิ่มขึ้น ในบริบทนี้เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดมีบทบาทสำคัญ พวกเขามักจะแสดงกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นใน โรคมะเร็ง. เภสัชวิทยาจึงต้องการยับยั้งเอนไซม์เหล่านี้ในอนาคตและพัฒนายาต้านมะเร็ง แม้จะนอกเหนือจากสารต้านมะเร็งแล้วการวิจัยทางการแพทย์ในปัจจุบัน (ณ ปี 2015) ยังมีส่วนร่วมอย่างเข้มข้นในการพัฒนาวิธีการรักษาโดยอาศัยกระบวนการถ่ายทอดสัญญาณ แม้ อหิวาตกโรค, ไอกรน ไอและโรคที่พบบ่อยเช่น ความดันเลือดสูง เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในการถ่ายทอดสัญญาณที่คิดว่าได้รับการอำนวยความสะดวกจากสิ่งเร้าภายนอกบางอย่าง ยาเสพติด สำหรับโรคต่างๆในปัจจุบันยังรบกวนการถ่ายทอดสัญญาณโดยเฉพาะอยู่แล้ว ในอนาคตการแทรกแซงนี้มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นเป้าหมายและมีเป้าหมายมากยิ่งขึ้น