Arten von Signalmolekülen

Zellen nutzen Signalmoleküle oder Liganden zur Kommunikation. Die Moleküle, die als zelluläre Signale dienen, unterscheiden sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie in ihrem Wirkungsbereich.

Chemisch gesehen können Liganden Ionen wie Kalzium, kleine Moleküle wie der Neurotransmitter Acetylcholin oder Peptide und Proteine wie Wachstumsfaktoren sein.

Gelöste Gase wie Stickstoffmonoxid dienen ebenfalls als Signale. Darüber hinaus reagieren Zellen auf physische Signale wie Licht, Berührung und Wärme.

Rezeptor-Liganden-Wechselwirkungen sind für die zelluläre Signalübertragung von zentraler Bedeutung. Hydrophile Moleküle können die Plasmamembran nicht passieren. Viele binden an Rezeptoren auf der Zelloberfläche; Kleine hydrophile Moleküle können jedoch über Gap Junctions über die Plasmamembran zu einer benachbarten Zelle transportiert werden.

Hydrophobe Moleküle können wie Steroidhormone frei durch die Zellmembran diffundieren und an intrazelluläre Rezeptoren binden.

Signalmoleküle können über lange oder kurze Reichweiten wirken. Einige Liganden, wie z. B. Zytokine, werden durch Exozytose in den extrazellulären Raum freigesetzt und zielen auf entfernte Zellen ab. Während membrangebundene Liganden, wie z. B. Integrine, direkt an Rezeptoren auf den benachbarten Zellen oder an die extrazelluläre Matrix binden.