Indhold
- Celler kommunikerer med fire typer signaler
- Paracrine-signaler holder orden i celleområdet
- Autokrin signalering kan fremme vækst
- Endokrin signalering påvirker hele organismen
- Synaptiske signalforbindelser To celler
- Signalmodtagelsesprocessen ligner alle typer cellulær kommunikation
- Genekspression er en mekanisme til ændringer i celleopførsel
Celler i flercellede organismer skal påtage sig specialiserede roller og skal vide, hvornår de skal udføre specifikke aktiviteter. Celler koordinerer deres handlinger gennem forskellige typer cellulær kommunikation, også kaldet celle signalering. Typiske cellesignaler har kemisk karakter og kan målrettes lokalt eller for organismen generelt.
Mobil kommunikation er en flertrinsproces, der inkluderer følgende:
De forskellige typer cellulær kommunikation følger alle de samme trin, men adskiller sig ved hastigheden af signalprocessen og den afstand, hvorpå den fungerer. Nerveceller signaliserer hurtigt, men lokalt, mens kirtler, der frigiver hormoner, fungerer langsommere, men gennem hele organismen.
De forskellige typer cellulær signalering har udviklet sig for at tage højde for hastighed og afstandskrav til forskellige cellefunktioner.
Celler kommunikerer med fire typer signaler
Celler bruger forskellige typer signalering, afhængigt af hvilke andre celler, de vil nå. De fire typer cellekommunikation er:
Celler frigiver kemiske signaler for at lade andre celler vide, hvilke handlinger de udfører, og de modtager signaler, der informerer dem om aktiviteterne i andre organisme-celler. Handlinger som celledeling, cellevækst, celledød og produktion af proteiner koordineres gennem de forskellige typer cellesignalering.
Paracrine-signaler holder orden i celleområdet
Under signalering af paracrine udskiller en celle et kemikalie, der til sidst forårsager specifikke ændringer i nabocellernes opførsel. Den oprindende celle producerer det kemiske signal, der diffunderer gennem vævet i nærheden. Kemikaliet er ikke stabilt og forringes, hvis det skal køre i lange afstande.
Som et resultat bruges signal til paracrine lokal cellekommunikation.
Kemikaliet, som cellen producerer, er målrettet mod andre specifikke celler. De målrettede celler har receptorer på deres cellemembraner for det sekreterede kemikalie. Ikke-målrettede celler har ikke de krævede receptorer og påvirkes ikke. Det udskilte kemikalie binder sig til receptorerne for målrettede celler og udløser en reaktion inde i cellen. Reaktionen påvirker igen målrettet celleopførsel.
For eksempel vokser hudceller i lag med det øverste lag bestående af døde celler. Celler af et andet væv ligger under det nederste lag af hudceller. Lokal cellesignalering sikrer, at hudcellerne ved, hvilket lag de befinder sig, og om de er nødt til at dele sig for at erstatte døde celler.
Paracrine-signalering bruges også til at kommunikere inde i muskelvæv. Et kemisk paracrin-signal fra nervecellerne i musklen får muskelcellerne til at sammensætte, hvilket muliggør muskelbevægelse i den større organisme.
Autokrin signalering kan fremme vækst
Autokrin signalering ligner paracrine signalering, men virker på den celle, der oprindeligt udskiller signalet. Den originale celle producerer et kemisk signal, men receptorerne for signalet er på den samme celle. Som et resultat stimulerer cellen sig selv til at ændre sin adfærd.
For eksempel kan en celle udskille et kemikalie, der fremmer cellevækst. Signalet diffunderer gennem det lokale væv, men indfanges af receptorer på den oprindelige celle. Cellen, der secernerede signalet, stimuleres derefter til at engagere sig i mere vækst.
Denne funktion er nyttig i embryoner, hvor vækst er vigtig, og den fremmer også effektiv celledifferentiering, når autokrin signalering forstærker en celleidentitet. Autokrin selvstimulering er sjældent i voksent sundt væv, men kan findes i nogle kræftformer.
Endokrin signalering påvirker hele organismen
Ved endokrin signalering udskiller den oprindende celle et hormon, der er stabilt over lange afstande. Hormonet diffunderer gennem cellevævet til kapillærer og bevæger sig gennem organismens kredsløb.
Endokrine hormoner spredes over hele kroppen og målceller på steder, der er fjernt fra signalcellen. De målrettede celler har receptorer for hormonet og ændrer deres opførsel, når receptorerne aktiveres.
For eksempel producerer celler i binyrerne hormonet adrenalin, hvilket får kroppen til at gå ind i "kamp eller flyve" -tilstand. Hormonet spreder sig i kroppen i blodet og forårsager reaktioner i målrettede celler. Blodkar fortrænger for at øge blodtrykket for musklerne, hjertet pumpes hurtigere og nogle svedkirtler aktiveres. Hele organismen placeres i en tilstand af parathed til ekstra anstrengelse.
Hormonet er det samme overalt, men når det udløser receptorer på celler, ændrer cellerne deres opførsel på forskellige måder.
Synaptiske signalforbindelser To celler
Når to celler kontinuerligt skal udveksle omfattende signalering, er det fornuftigt at opbygge særlige kommunikationsstrukturer for at lette udvekslingen af kemiske signaler. Det synapser er en celleforlængelse, der bringer de ydre cellemembraner i to celler tæt på. Signaleringen på tværs af en synapse forbinder altid kun to celler, men en celle kan have så tæt tilknytning til flere celler på samme tid.
Kemiske signaler frigivet i synaptisk kløft optages straks af partnercellereceptorerne. For nogle celler er afstanden så lille, at cellerne rører effektivt. I dette tilfælde kan kemiske signaler på den ene celles ydre cellemembran direkte gribe ind i receptorer på membranen i den anden celle, og kommunikationen er især hurtig.
Typisk synaptisk kommunikation finder sted mellem neuroner i hjernen. Hjernecellerne konstruerer synapser for at etablere foretrukne kommunikationskanaler med nogle naboceller. Cellerne kan derefter kommunikere især godt med deres synaptiske kommunikationspartnere og udveksle kemiske signaler hurtigt og ofte.
Signalmodtagelsesprocessen ligner alle typer cellulær kommunikation
et cellulært kommunikationssignal er relativt ligetil, da cellen udskiller kemikaliet, og signalet distribueres i henhold til dets type. Modtagelse af et signal er mere kompliceret, fordi signalkemikaliet forbliver uden for målcellen. Før signalet kan ændre celleopførsel, skal det ind i cellen og udløse ændringen.
Først skal målcellen have receptorer svarende til det kemiske signal. Receptorerne er kemikalier på overfladen af cellen, der kan binde til visse kemiske signaler. Når en receptor binder til et kemisk signal, frigiver den en trigger på indersiden af cellemembranen.
Udløseren indgår derefter i en proces med signaltransduktion hvor det udløste kemikalie er rettet mod en del af cellen, hvor cellernes adfærd skal ændres.
Genekspression er en mekanisme til ændringer i celleopførsel
Celler vokser og opdeles som et resultat af signalering fra andre celler. Et sådant vækstsignal binder til målcellereceptorerne og udløser en signaltransduktion inde i cellen. Transduktionskemikaliet kommer ind i cellekernen og får cellen til at starte vækst og efterfølgende celledeling.
Transduktionskemikaliet opnår dette ved at påvirke genekspression. Det aktiverer de gener, der er ansvarlige for produktionen af yderligere celleproteiner, der får cellen til at vokse og opdele. Cellen udtrykker et nyt sæt gener og ændrer dets opførsel i henhold til det signal, der blev modtaget.
Celler kan også ændre deres opførsel i henhold til cellesignaler ved at ændre mængden af energi, de producerer, ændre mængderne af kemikalier, de udskiller eller engagerer sig i cellen apoptose eller kontrolleret celledød. Den cellulære kommunikationscyklus forbliver den samme, med celler, der har oprindelsesignaler, målceller modtager dem og målceller derefter ændrer deres opførsel i henhold til det modtagne signal.