La trasduzione del segnale si riferisce al meccanismo attraverso il quale una cellula risponde alle informazioni che riceve, da agenti chimici o altri segnali (tensione, ...). Controlla una cascata di segnali secondari, interni alla cellula (“segnalazione”) o esterni (es .: azione su altri tipi cellulari tramite interleuchine ), e processi cellulari interni ( metabolismo , ciclo cellulare , motilità , ecc.).
La trasduzione è la seconda fase di quella che viene chiamata cascata di segnalazione :
Alcune cellule rilasciano molecole ( ormoni , neurotrasmettitori ) specificamente riconosciute dai recettori espressi sia sulla superficie che nel citoplasma, altre cellule, chiamate “cellule bersaglio”. Qualunque sia la natura e la posizione del recettore, il complesso che forma quando associato al suo ligando modifica l'attività della cellula bersaglio attivando almeno una via di segnalazione, un meccanismo che può o meno coinvolgere uno o più messaggeri secondari .
Se il ligando entra nella cellula (una molecola lipofila che può diffondersi attraverso la membrana plasmatica, steroidi o ormoni tiroidei) si lega a un recettore citoplasmatico che generalmente agirà nel nucleo come fattore di trascrizione .
Se il ligando è solubile in acqua, si lega al dominio extracellulare di un recettore di membrana . Il complesso che risulta da questa interazione acquisisce proprietà catalitiche diverse da quelle possedute dal recettore libero: ad esempio, l'attività della protein chinasi del recettore dell'insulina (in generale) innesca una cascata di attivazioni o inibizioni di sistemi enzimi dedicati (altre protein chinasi , Proteine G per recettori come il recettore dell'ormone corticotropico ).
Infine, la trasduzione del segnale può indurre una modifica dell'attività della cellula bersaglio. Può partecipare ai meccanismi di comunicazione intercellulare, coinvolgendo ad esempio interleuchine e ormoni. Infatti, nei mammiferi, ci sono più di 200 tipi di cellule diverse e specializzate che devono comunicare tra loro.
Le vie di trasduzione del segnale cellulare possono essere designate dal loro principale messaggero, dal loro principale recettore, dalla loro sequenza (cascata di attivazioni) e / o dal principale processo cellulare in cui sono coinvolti.
Lo ione calcio (Ca 2+ ) è un messaggero di segnalazione cellulare comune. Nel citoplasma esercita una regolazione allosterica su numerosi enzimi e proteine, ma agisce anche come messaggero primario sui canali ionici, e come messaggero secondario (in particolare nel percorso dei recettori accoppiati alla proteina G). Vedi Metabolismo e trasduzione del segnale
Le proteine G costituiscono i principali meccanismi di segnalazione cellulare. Tipicamente trasducono un segnale extracellulare (ormone, ecc.) Mediante conversione di GTP in PIL e spesso formazione a valle di un messaggero secondario (cAMP). Vedere proteine G .
Le protein chinasi catalizzano il trasferimento di un gruppo fosfato dall'adenosina trifosfato (ATP) a proteine specifiche (di -OH). La proteina chinasi A (PKA), ad esempio, regola in particolare il metabolismo di glicogeno, zucchero e lipidi.
la fosfolipasi C (PLC) attiva varie vie del metabolismo da parte delle proteine G incluso il rilascio di acidi grassi dai fosfolipidi e altri legati alla segnalazione del calcio; La fosfolipasi A2 (PLA2) partecipa ai segnali cellulari di reazioni infiammatorie.
Le vie di segnalazione cellulare ( percorsi ) interconnettono e influenzano tutti i processi cellulari. Oltre ai messaggeri chiave e agli enzimi sopra menzionati, coinvolgono molti altri enzimi e recettori più o meno specifici di questi processi.