6.9: Internal Receptors
6.9: Récepteurs internes
Many cellular signals are hydrophilic and therefore cannot pass through the plasma membrane. However, small or hydrophobic signaling molecules can cross the hydrophobic core of the plasma membrane and bind to internal, or intracellular, receptors that reside within the cell. Many mammalian steroid hormones use this mechanism of cell signaling, as does nitric oxide (NO) gas.
Similar to membrane-bound receptors, binding of a ligand to a receptor located in the cytoplasm or nucleus of a cell causes a conformational change in the receptor. Like transcription factors, the active receptor can bind to receptor-specific DNA binding sites to increase or decrease the transcription of target genes. In the case of an intracellular receptor located in the cytoplasm, the receptor-ligand complex must first cross the nuclear membrane.
Many steroid hormones, including estrogen and testosterone, use intracellular receptors to induce specific effects. As an example, estrogen can diffuse across the membrane; binding of estrogen to its receptor results in dimerization of the receptors and transport of the ligand-receptor complex to the nucleus. Once in the nucleus, the complex can bind to DNA sequences called Estrogen-Response Elements (EREs). Depending on the other transcription factors and co-activators, binding of activated estrogen receptors (ERs) to EREs may cause an increase or decrease in transcription of target genes.
The activation of other intracellular receptors, including some thyroid hormone receptors, requires that ligands cross both the plasma membrane and nuclear membrane, as the corresponding receptors reside in the nucleus. These ligand-receptor complexes then can bind to DNA, similar to the mechanism described above.
De nombreux signaux cellulaires sont hydrophiles et ne peuvent donc pas passer par la membrane plasmatique. Cependant, de petites molécules de signalisation hydrophobes peuvent traverser le noyau hydrophobe de la membrane plasmatique et se lier à des récepteurs internes, ou intracellulaires, qui résident dans la cellule. Beaucoup d’hormones stéroïdes de mammifères utilisent ce mécanisme de signalisation cellulaire, tout comme le gaz d’oxyde nitrique (NO).
Semblable aux récepteurs liés à la membrane, la liaison d’un ligand à un récepteur situé dans le cytoplasme ou le noyau d’une cellule provoque un changement conformationnel dans le récepteur. Comme les facteurs de transcription, le récepteur actif peut se lier à des sites de liaison d’ADN spécifiques aux récepteurs pour augmenter ou diminuer la transcription des gènes cibles. Dans le cas d’un récepteur intracellulaire situé dans le cytoplasme, le complexe récepteur-ligand doit d’abord traverser la membrane nucléaire.
Beaucoup d’hormones stéroïdes, y compris l’oestrogène et la testostérone, utilisent des récepteurs intracellulaires pour induire des effets spécifiques. À titre d’exemple, l’œstrogène peut se répandre à travers la membrane; la liaison de l’œstrogène à son récepteur entraîne la dimérisation des récepteurs et le transport du complexe des récepteurs ligands vers le noyau. Une fois dans le noyau, le complexe peut se lier à des séquences d’ADN appelées Éléments d’oestrogène-réponse (EER). Selon les autres facteurs de transcription et les coactivateurs, la liaison des récepteurs d’œstrogènes activés (EER) aux EER peut entraîner une augmentation ou une diminution de la transcription des gènes cibles.
L’activation d’autres récepteurs intracellulaires, y compris certains récepteurs hormonaux thyroïdiens, exige que les ligands traversent à la fois la membrane plasmatique et la membrane nucléaire, car les récepteurs correspondants résident dans le noyau. Ces complexes de récepteurs ligand peuvent alors se lier à l’ADN, semblable au mécanisme décrit ci-dessus.
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