ciekawostki biologiczne

Biologia Molekularna

Transdukcja sygnału

Hormony pełnią bardzo ważną rolę w regulacji i koordynacji procesów zachodzących w organizmie. Hormon, wydzielany przez gruczoł dokrewny, oddziałuje na komórki docelowe, wywołując ich reakcję w postaci zmiany aktywności białek lub zmiany wzoru odczytu genów kodujących białka.
W zależności od sposobu przekazywania informacji między hormonem a komórką, wyróżniamy dwa podstawowe typy transdukcji sygnału:

TYP I - poprzez receptor w cytoplazmie lub jądrze komórkowym - w taki sposób oddziałują hormony płciowe (estrogeny, androgeny), hormony kory nadnercza (glukokortykoidy, mineralokortykoidy), hormony tarczycy (tyroksyna, trijodotyronina) i kwas retinolowy.
Hormon łączy się z odpowiednim receptorem, aktywując go, co umożliwia jego połączenie się ze specyficznym dla hormonu odcinkiem DNA, zwanym elementem odpowiedzi hormonalnej (HRE -hormone response element). To zapoczątkowuje proces odczytu (transkrypcji) odpowiednich genów.

TYP II - poprzez receptor osadzony w błonie komórkowej - w taki sposób oddziałują hormony peptydowe i katecholaminy.

1. z udziałemcyklicznego AMP (cAMP)- receptor, zaktywowany przez hormon, aktywuje białko G, które aktywuje cyklazę adenylanową - enzym katalizujący przemianę ATP do cAMP. Ten ostatni uaktywniakinazę A- enzym przenoszący reszty fosforanowe na reszty seryny lub treoniny wielu enzymów, białek regulacyjnych i strukturalnych. To zmienia ich stan aktywności i stan całej komórki.
   
   Przykładami hormonów działających w ten sposób są: hormon adrenokortykotropowy (ACTH), folitropina (FSH), lutropina (LH), tyreotropina (TSH), parathormon, kalcytonina, glukagon i katecholaminy.
2. z udziałemcyklicznego GMP (cGMP)- tak działa przedsionkowy peptyd natriuretyczny. Łączy się on ze śródbłonową cyklazą guanylanową i aktywuje ją. Wytwarza ona cGMP, który aktywuje kinazy od niego zależne. Dzięki temu następuje usuwanie nadmiaru sodu i wody z organizmu.
3. z udziałemdiacylogliceroli i trifosforanu inozytolu- receptor z hormonem aktywują białko G, które aktywuje fosfolipazę C - enzym rozbijający 4,5 difosforan fosfatydyloinozytolu (PIP₂) na trifosforan inozytolu (IP₃) i diacyloglicerol.
   IP₃uwalnia jony wapnia z siateczki endoplazmatycznej. Łączą się one z białkiem - kalmoduliną i ten kompleks aktywuje wiele kinaz i enzymów kalmodulinozależnych. Diacyloglicerol aktywujekinazę C(serynowo-treoninową), która fosforyluje różne białka i zmienia stan komórki.
   
   W ten sposób oddziałują, przykładowo: oksytocyna, wazopresyna, tyreoliberyna (TRH) i angiotensyna II.
4. za pomocą osadzonych w błoniekinaz tyrozynowych, które po przyłączeniu hormonu, fosforylują wybrane reszty tyrozynowe białek lub za pomocą osadzonych w błonie receptorów, które aktywują kinazy tyrozynowe (JAK, Tyk-2). Istnieje kilka rodzajów kaskad fosforylacji, które mogą być przez te białka uruchomione. Kończą się one zmianą wzoru ekspresji genów w komórce i zmianą wzoru aktywności białek.
   
   Ten rodzaj transdukcji sygnału wykorzystywany jest przez prolaktynę, insulinę, somatotropinę, erytropoetynę, a także czynniki wzrostu komórek (EGF, FGF, NGF, PDGF, IGF) i cytokiny - czynniki niezbędne w odpowiedzi immunologicznej.