6.3: Sygnalizacja drożdży

Drożdże są organizmami jednokomórkowymi, ale w przeciwieństwie do bakterii są eukariontami (komórkami z jądrem). Sygnalizacja komórkowa u drożdży jest podobna do sygnalizacji w innych komórkach eukariotycznych. Ligand, taki jak białko lub mała cząsteczka uwolniona z komórki drożdży, przyłącza się do receptora na powierzchni komórki. Wiązanie stymuluje kinazy drugiego przekaźnika do aktywacji lub inaktywacji czynników transkrypcyjnych, które dodatkowo regulują ekspresję genów. Wiele wewnątrzkomórkowych kaskad sygnalizacyjnych drożdży ma podobne odpowiedniki u ludzi, co czyni drożdże wygodnym modelem do badania sygnalizacji wewnątrzkomórkowej u ludzi.

Sygnalizacja komórkowa i reprodukcja

Drożdże wykorzystują sygnalizację do różnych procesów komórkowych, w tym rozmnażania. Mogą ulegać rozmnażaniu “płciowemu” między haploidalnymi typami komórek godowych (MAT-a i MAT-α). Komórki MAT-a wydzielają sygnały godowe zwane feromonami, które przyciągają komórki MAT-α i odwrotnie. Feromony godowe wiążą się z receptorami sprzężonymi z białkiem G na błonach komórkowych. Po związaniu białko G inicjuje kaskadę kinazy białkowej aktywowanej mitogenem (MAP). W tej kaskadzie sygnałowej członek rodziny białek kinazy MAP specyficznie fosforyluje inną kinazę MAP, która fosforyluje inną i tak dalej. Kinazy ostatecznie fosforylują czynniki transkrypcyjne, które zmieniają ekspresję prawie 200 genów, aby komórka była podatna na kojarzenie. Zmiany te powodują wysunięcie się komórek w kierunku feromonu. Ten występ jest nazywany shmoo i trwa zgodnie z gradientem stężenia feromonów, dopóki komórka nie połączy się ze swoim partnerem. Następnie dwie komórki drożdży łączą się, tworząc pojedynczą komórkę diploidalną.

Quorum Sensing w komórkach drożdży

Oprócz rozmnażania, komórki drożdży wykorzystują sygnalizację do wyczuwania kworum, procesu powszechnie obserwowanego u bakterii, do monitorowania gęstości komórek i regulowania zachowania. Na przykład przy dużej gęstości komórek drożdże zaczynają wydzielać sygnał kworum, który agreguje pojedyncze komórki drożdży w kolonie. Sygnalizacja drożdży odgrywa również istotną rolę w patogenezie i infekcjach grzybiczych u ludzi.