Transduction du signal
Définition
La transduction du signal est le processus par lequel un signal extracellulaire, par exemple provenant de la liaison de ligands extracellulaires à des récepteurs transmembranaires, est traduit pour créer une réponse.
La transduction de signal désigne l'ensemble des processus biochimiques par lesquels les cellules traduisent des signaux extracellulaires provenant de leur environnement en réponses spécifiques.
Schéma d'une transduction de signal :
Les voies de transduction du signal régulent la communication cellulaire de diverses manières, notamment le métabolisme, la division cellulaire, la mort, la différenciation et le mouvement. Les voies de signalisation suivantes sont toutes liées à la transduction du signal.
Explications
Au cours des 50 dernières années, des recherches intensives ont découvert les enzymes et les molécules qui participent à ce processus (c'est-à-dire les récepteurs, les seconds messagers, les phospholipases, les kinases, les phosphatases, etc.) et ont défini les mécanismes par lesquels les cellules intègrent plusieurs signaux.
On pense maintenant que la transduction du signal intervient à travers des réseaux étroitement organisés dans lesquels les interactions protéine-protéine et l'assemblage réversible des complexes de signalisation sont contrôlés par un petit nombre de domaines modulaires. Le défi à l'avenir sera de mieux comprendre comment la spécificité du signal est obtenue. Ces informations sont vitales pour le réveil de la "biologie des systèmes".
La transduction du signal est essentielle dans la régulation des fonctions pulmonaires non respiratoires. La sécrétion de mucines par les cellules épithéliales bronchiques et de surfactant par les cellules épithéliales alvéolaires de type II, la phagocytose et la bouffée respiratoire par les macrophages alvéolaires, la production de cytokines par diverses cellules, le remplacement de divers types cellulaires par la division cellulaire et la différenciation font partie des processus hautement régulés via des voies de signalisation dans les poumons.
La transduction du signal est l'un des modes majeurs d'influences hémodynamiques sur les fonctions artérielles.
La transduction de signal aberrante sous-tend les changements pathologiques tels que la prolifération des fibroblastes et le cancer.
Voie de signalisation AKT
La voie Akt, ou voie PI3K-Akt, est impliquée dans des processus cellulaires fondamentaux, notamment la synthèse, la prolifération et la survie des protéines. AKT est la protéine kinase B, et PI3K est la phosphatidylinositol 3-kinase.
L'AKT joue également un rôle régulateur dans l'angiogenèse et le métabolisme. La voie AKT est activée par des facteurs qui induisent PI3K qui à son tour active les voies mTOR. La voie de signalisation AKT joue un rôle régulateur important dans de nombreuses voies de survie cellulaire, principalement en tant qu'inhibiteur de l'apoptose.
La signalisation AKT a été impliquée dans divers cancers et constitue un domaine d'intérêt actif pour les thérapeutiques anticancéreuses. La voie peut être activée par une gamme de signaux, y compris des hormones, des facteurs de croissance et des composants de la matrice extracellulaire (ECM).
Voie de signalisation JAK-STAT
La voie de signalisation JAK-STAT transmet des informations à partir de signaux chimiques extracellulaires régulant la croissance, la survie, la différenciation et la résistance aux agents pathogènes. Il existe trois éléments clés de la signalisation JAK-STAT : les Janus kinases (JAK), le transducteur de signal et l'activateur des protéines de transcription (STAT) et les récepteurs (qui lient les signaux chimiques).
La cascade de signalisation JAK-STAT se compose de trois composants principaux : un récepteur de surface cellulaire, une Janus kinase (JAK) et deux protéines de transducteur de signal et d'activateur de transcription (STAT). Une fonctionnalité JAK-STAT perturbée ou dérégulée peut entraîner des syndromes d'immunodéficience et des cancers.
Les récepteurs de surface cellulaire, généralement des cytokines, telles que l'interféron, l'interleukine et les facteurs de croissance, activent les JAK associées, augmentant leur activité kinase.
Signalisation des récepteurs couplés aux protéines G
Les récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) régulent une grande variété de processus biologiques normaux et jouent un rôle dans la physiopathologie de nombreuses maladies lors de la dérégulation de leurs activités de signalisation en aval.
Les voies de signalisation intracellulaires activées par la signalisation GPCR comprennent la voie cAMP/PKA, la voie PKC, la voie Ca2+/NFAT, la voie PLC, la voie PTK, la voie PKC/MEK, la voie MAPK (MAP kinase), la voie p38 MAP, la voie PI3K, la voie Rho, la voie NF-κB et la voie JAK-STAT.
Les GPCR régulent une grande variété de processus biologiques, tels que la vision, l'olfaction, le système nerveux autonome et le comportement. Les GPCR reconnaissent une variété de ligands et de stimuli, notamment les hormones peptidiques et non peptidiques et les neurotransmetteurs, les chimiokines, les prostanoïdes et les protéinases, les amines biogènes, les nucléosides, les lipides, les facteurs de croissance, les molécules odorantes et la lumière.
Principes de la signalisation cellulaire
La transduction du signal ou signalisation cellulaire concerne les mécanismes par lesquels l'information biologique est transférée entre les cellules. La coordination fonctionnelle dans les organismes multicellulaires complexes nécessite une communication intercellulaire entre une gamme variée de types de cellules spécialisées dans divers tissus et organes. Le maintien de cette coordination nécessite un flux constant et dynamique de communication intercellulaire.
Les cellules adjacentes peuvent communiquer directement par des interactions de protéines de surface et par des jonctions spécialisées de la membrane plasmique (jonctions lacunaires) qui permettent le passage direct de petites molécules cytoplasmiques d'une cellule à l'autre.
La communication intercellulaire à longue portée est possible grâce à l'implication de molécules de signalisation extracellulaires (telles que les hormones et les neurotransmetteurs) qui sont synthétisées et libérées par des cellules spécifiques, diffusent ou circulent vers les cellules cibles et provoquent des réponses spécifiques dans les cellules cibles qui expriment des récepteurs. pour le signal particulier.
Les réponses au signal extracellulaire sont générées par divers mécanismes de transduction du signal qui impliquent fréquemment de petites molécules intracellulaires (seconds messagers) qui transmettent les signaux des récepteurs activés à l'intérieur de la cellule, entraînant des modifications de l'expression des gènes et de l'activité des enzymes. Ces voies de signalisation intercellulaires et intracellulaires sont essentielles à la croissance, au développement, au métabolisme et au comportement de l'organisme.
Au niveau des cellules individuelles, la signalisation est cruciale dans la division, la différenciation, le contrôle métabolique et la mort. Les voies de signalisation cellulaire sont impliquées dans la physiopathologie de nombreuses maladies. Le cancer est une maladie caractérisée par un dysfonctionnement de la signalisation dû à l'inactivation d'une voie inhibant la croissance (suppresseur de tumeur) ou à l'activation d'une voie favorisant la croissance (oncogène) par mutation génétique.
Le diabète résulte de défauts de signalisation de l'insuline impliqués dans l'homéostasie de la glycémie.
Les voies de signalisation cellulaire sont également impliquées dans les mécanismes d'action de nombreux médicaments, dont les anesthésiques locaux et généraux.
La connaissance des mécanismes de base de la signalisation cellulaire est donc essentielle pour comprendre de nombreux mécanismes physiopathologiques et pharmacologiques. Les progrès dans ce domaine ont été renforcés par l'achèvement d'un projet de séquence du génome humain, qui comprend au moins 3775 gènes (-14 % de tous les gènes) impliqués dans la transduction du signal.
Le nouveau défi de la signalisation cellulaire est de comprendre la régulation temporelle et spatiale des événements de signalisation dans les cellules.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "transduction du signal" :
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