CCF20080601001

ZEWNĄTRZKOMÓRKOWA CZĄSTECZKA SYGNAŁOWA

BIAŁKO RECEPTOROWE

WEWNĄTRZKOMÓRKOWE BIAŁKA SYGNALIZACYJNE

enzym białko regulujące białko metaboliczny    geny    cytoszkieletu

BIAŁKA DOCELOWE

Rys. 16-7. Sygnały zewnątrzkomórkowe zmieniają aktywność różnorodnych białek komórkowych, co prowadzi do zmiany zachowania komórki. W zaprezentowanym przykładzie cząsteczka sygnałowa wiąże się z białkiem receptorowym na powierzchni komórki. Białko receptorowe aktywuje wewnątrzkomórkowy szlak sygnalizacyjny, w którym uczestniczy zestaw wewnątrzkomórkowych białek sygnalizacyjnych. Niektóre z tych białek sygnalizacyjnych oddziałują z białkami docelowymi zmieniając ich aktywność, co uruchamia zmianę zachowania komórki

1

zmiana w metabolizmie

zmiana

ekspresji

genów

zmiana kształtu i/lub ruchliwości komórki

go udział w metabolizmie, rozpoczęcie ekspresji genu lub zmiana kon-racji cytoszkieletu (rys. 16-7).

Takie sztafety wewnątrzkomórkowych cząsteczek sygnałowych, czyli kaskady sygnalizacyjne, pełnią kilka kluczowych funkcji (rys. 16-8):

1.    Przekształcają sygnał w formę molekularną, która umożliwia przemieszczenie sygnału lub wywołanie odpowiedzi.

2.    Przenoszą fizycznie sygnał z punktu, w którym odebrała go komórka, do punktu, w którym powstanie odpowiedź.

3.    W większości przypadków kaskady sygnalizacyjne również wzmacniają odebrany sygnał, zwiększając jego intensywność do tego stopnia,

sygnał

4-

4-

4-

4-

ETAPY PRZEKAZYWANIA

Pytanie 16-2

Gdy jeden foton światła zostaje zaabsorbowany przez fotorecep-tor rodopsynę, aktywuje ona około 500 poszczególnych cząsteczek transducyny, wewnątrzkomórkowego białka sygnalizacyjnego. Z kolei każda cząsteczka transducyny wiąże się z enzymem fosfodiesterazą i aktywuje ją, w wyniku czego enzym ten hydro-lizuje około 4000 cząsteczek cyklicznego GMP na sekundę. Cykliczny GMP jest małą cząsteczką, podobną do cyklicznego AMP, która w pręcikowych komórkach fotoreceptorowych wiąże się od strony cytozolu z kanałami Na⁺ w błonie komórkowej i stabilizuje konformację umożliwiającą trwanie kanałów w stanie otwartym, o czym będzie mowa dalej (patrz rys. 16-28). Biorąc tylko pod uwagę spadek stężenia cyklicznego GMP, oblicz stopień amplifikacji sygnału, jeżeli każda cząsteczka transducyny pozostaje aktywna przez 100 milisekund.

MODULACJA PRZEZ INNE CZYNNIKI

Rys. 16-8. Wewnątrzkomórkowe kaskady sygnalizacyjne mogą być złożonymi szlakami. Białko receptorowe eksponowane na powierzchni komórki przekształca sygnał zewnątrzkomórkowy w sygnał wewnątrzkomórkowy, inicjując kaskadę sygnalizacyjną, która przenosi sygnał do wnętrza komórki, wzmacnia go i rozprowadza. Wiele etapów tej kaskady może ulegać modulacji ze strony innych cząsteczek lub procesów w komórce

Ogólne zasady sygnalizacji komórkowej

539