Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

21.4: Zelloberflächen-Signalisierung
INHALTSVERZEICHNIS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Zelloberflächen-Signalisierung
 
Dieser Voiceover ist computergeneriert
PROTOKOLLE
* Die Textübersetzung erfolgt computergeneriert

21.4: Zelloberflächen-Signalisierung

Hormone bzw. Liganden, die sich an einen Rezeptor binden und lipidunlöslich (wasserlöslich) sind, sind nicht in der Lage, durch die Zellmembran zu diffundieren. Um eine Zelle beeinflussen zu können, ohne in sie einzudringen, binden sich diese Hormone an Rezeptoren auf der Zellmembran. Wenn ein erster Botenstoff, ein Hormon, sich an einen Rezeptor bindet, wird eine Signalkaskade in Gang gesetzt. Diese führt dann dazu, dass sekundäre Botenstoffe aktiviert werden. Das sind die Proteine im Inneren der Zelle, die zu Downstream-Effekten führen.

Die Vielfalt der Rezeptor-Familien

Zellmembranrezeptoren bestehen aus drei Teilen: einer externen Ligandenbindungsdomäne, einer Transmembrandomäne und einer internen Domäne. Es gibt drei Kategorien von Zellmembranrezeptoren, die auf der Konsistenz der Struktur und Funktion dieser Domänen innerhalb jeder Kategorie basieren.

Bei der ersten Kategorie handelt es sich um ligandengebundene Ionenkanäle. Wenn diese an einen Liganden gebunden sind ändern sie ihre Form. So können die Ionen durch einen vom Transmembranteil des Rezeptors gebildeten Kanal gelangen.

Die zweite Kategorie sind an G-Proteine gekoppelte Rezeptoren, die eine ausgeprägte Struktur mit sieben Transmembrandomänen aufweisen. Die Bindung der externen Domäne an einen Liganden bewirkt, dass die Alpha-Untereinheit, eine von drei Untereinheiten, die an den internen Teil des Rezeptors gebunden ist, vom Rezeptor dissoziiert und eine zelluläre Antwort auslöst.

Die dritte Kategorie von Rezeptoren, die enzymgebundenen Rezeptoren bzw. katalytische Rezeptoren haben eine intrazelluläre Domäne, die entweder mit einem Enzym verknüpft ist oder selbst ein Enzym ist. Wenn sich ein Ligand an die extrazelluläre Region bindet, wird das intrazelluläre Enzym aktiv und regt andere Proteine innerhalb der Zelle an.

Wenn Rezeptoren krank werden

Zellmembranrezeptoren sind für die Zellfunktionen grundlegend. Daher ist es nicht überraschend, dass viele Krankheiten nachweislich die direkte Folge von nicht korrekt funktionierenden Zellmembranrezeptoren sind. Cholera entsteht zum Beispiel, wenn ein an G-Proteine gekoppelter Rezeptor in den Zellen, die den Dünndarm auskleiden, deaktiviert wird.

Signalübertragung

Der Prozess der Umwandlung eines extrazellulären Stimulus in eine intrazelluläre Antwort wird Signaltransduktion genannt. Dies ist ein mehrstufiger Prozess, bei dem ein Ligand sich an einen Rezeptor bindet. Das führt zu mehreren molekularen Interaktionen innerhalb der Zelle. Diese Interaktionen können sehr kompliziert werden, da jeder Schritt von mehreren anderen Reaktionen abhängig ist. Es handelt sich dabei um eine Form der Überprüfung, um sicherzustellen, dass die richtigen zellulären Aktivitäten stattfinden. Dies verstärkt oft auch die Reaktion.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter