6.9: Recettori intracellulari

Molti segnali cellulari sono idrofili e quindi non possono passare attraverso la membrana plasmatica. Tuttavia, le molecole di segnalazione piccole o idrofobiche possono attraversare il nucleo idrofobico della membrana plasmatica e legarsi ai recettori interni, o intracellulari, che risiedono all'interno della cellula. Molti ormoni steroidei mammiferi utilizzano questo meccanismo di segnalazione cellulare, come fa l'ossido nitrico (NO) gas.

Simile ai recettori legati alla membrana, il legame di un ligando a un recettore situato nel citoplasma o nel nucleo di una cellula provoca un cambiamento conformazionale nel recettore. Come i fattori di trascrizione, il recettore attivo può legarsi a siti di legame del DNA specifici del recettore per aumentare o diminuire la trascrizione dei geni bersaglio. Nel caso di un recettore intracellulare situato nel citoplasma, il complesso recettore-ligando deve prima attraversare la membrana nucleare.

Molti ormoni steroidei, tra cui estrogeni e testosterone, usano recettori intracellulari per indurre effetti specifici. Ad esempio, l'estrogeno può diffondersi in tutta la membrana; il legame di estrogeni al suo recettore provoca la dimerizzazione dei recettori e il trasporto del complesso del recettore del ligando al nucleo. Una volta nel nucleo, il complesso può legarsi a sequenze di DNA chiamate Estrogen-Response Elements (ERE). A seconda degli altri fattori di trascrizione e co-attivatori, il legame dei recettori estrogeni attivati (ERR) alle ERE può causare un aumento o una diminuzione della trascrizione dei geni bersaglio.

L'attivazione di altri recettori intracellulari, tra cui alcuni recettori dell'ormone tiroideo, richiede che i ligandanti attraversino sia la membrana plasmatica che la membrana nucleare, poiché i recettori corrispondenti risiedono nel nucleo. Questi complessi ligando-recettore possono quindi legarsi al DNA, simile al meccanismo descritto sopra.

- [Istruttore] I ricettori interni sono proteine solubili

che legano molecole di segnalazione dentro le cellule,

nel citoplasma o nel nucleo,

per innescare una risposta,

come ad esempio una modifica nell'espressione genica.

Solitamente, i leganti che si legano a ricettori interni

sono molecole idrofobiche apolari che si diffondono

attraverso la membrana plasmatica delle cellule interessate

o sono composti che

possono essere sintetizzati per via intracellulare.

Una volta legato,

il legante induce una modifica conformazionale

nel recettore, che permette ad esso di legarsi

ad altre molecole nella cellula.

Per esempio, quando l'ormone del testosterone

o la sua forma convertita enzimaticamente,

il diidrotestosterone,

DHT, si lega ad un recettore androgeno nel citoplasma,

il complesso formato dal legante

è sottoposto a modifiche strutturali

che gli permettono di spostarsi nel nucleo...

...dimerizzarsi...

ed esporre una zona di legame del DNA,

una regione sul recettore che riconosce

specifiche sequenze nucleotidiche del DNA.

In questo caso, le zone di legame sono chiamate ormone,

o elementi di risposta androgena

che modulano l'attività di certi geni,

promovendo o bloccando la sintesi dei mRNA

per mediare gli effetti specifici androgeni nelle cellule.