Voies de transduction
Définition
Les voies de transduction de signal sont utilisées pour transmettre des messages de ligands en changements d'activité biologique de cellules cibles. La signalisation aberrante par les voies de communication peut entraîner des maladies, et les voies de transduction du signal sont de plus en plus la cible du développement de médicaments.
Le processus de transmission de signaux chimiques ou physiques à travers une cellule est connu sous le nom de transduction de signal. La transmission passe par une série d'événements moléculaires, le plus souvent la catalyse de la phosphorylation par des protéines kinases. Le processus aboutit finalement à une réponse cellulaire.
Les voies de transduction du signal :
Les diverses voies de transduction du signal peuvent déclencher un certain nombre de réponses cellulaires, y compris modifier le métabolisme de la cellule recevant le signal ou entraîner une modification de l'expression génique (transcription) dans le noyau de la cellule ou les deux.
Explications
La transduction est un phénomène courant chez les organismes vivants de recevoir et d'interpréter les signaux de leur environnement. Ces signaux provenant de l'environnement peuvent prendre la forme de chaleur, de toucher, de son, d'odeur ou de lumière. Les cellules du corps (humain) reçoivent également des signaux d'autres signaux sur une base continue.
Afin de maintenir le fonctionnement et la vie des cellules, ces signaux sont essentiels. Ces signaux sont également importants pour la simulation d'événements importants tels que la différenciation et la division cellulaires. Le plus souvent, les produits chimiques qui se trouvent autour du liquide extracellulaire des cellules sont appelés signaux.
Ces signaux peuvent provenir des cellules voisines comme dans la signalisation paracrine ou d'endroits éloignés comme dans la signalisation endocrinienne par les hormones ou peuvent provenir de la même cellule, comme dans la signalisation autocrine.
N'importe quel nombre de réponses cellulaires peut être déclenché par des molécules de signalisation qui incluent un changement dans le métabolisme de la cellule qui reçoit le signal ou entraînent un changement dans l'expression/transcription génique à l'intérieur du noyau de la cellule ou les deux.
Il existe trois étapes de voie de transduction du signal :
- Réception : une molécule signal est détectée par la cellule depuis son environnement extérieur. Chaque fois qu'un signal chimique appelé ligand se lie à la protéine réceptrice présente à l'intérieur de la cellule ou à la surface de la cellule, la détection du signal a lieu.
- Transduction : la protéine réceptrice change d'une manière ou d'une autre chaque fois qu'une molécule qui aide à signaler l'attaque au récepteur. Il y a plusieurs étapes impliquées dans la transduction du signal. Tout au long de la voie de transduction, chaque molécule relais est modifiée par sa molécule précédente.
- Réponse : comme dernière étape, par le signal, la réponse cellulaire est déclenchée.
Réception
La fonction du récepteur membranaire est de se lier à un ligand, qui génère un second signal, également appelé second messager. La réponse cellulaire est générée en raison de ce deuxième signal. Les informations sont envoyées à l'intérieur de la cellule depuis l'environnement extracellulaire par ces types de récepteurs en modifiant la forme du récepteur ou en les faisant adhérer aux autres protéines après qu'un certain ligand s'y soit lié.
Ces récepteurs membranaires comprennent les récepteurs tyrosine kinases et les récepteurs couplés aux protéines G.
Dans le cytoplasme ou dans le noyau de la cellule cible (la cellule qui reçoit le signal) contient le récepteur intracellulaire. Les messagers chimiques de très petite taille, comme les hormones stéroïdes ou hydrophobes, n'ont besoin d'aucune aide pour traverser la membrane plasmique et se fixer sur ces récepteurs intracellulaires. Une fois que le ligand se lie et active le récepteur, une réponse cellulaire est activée par un tel récepteur activé. Une telle réponse peut être un changement dans l'expression du gène.
Transduction
La voie en plusieurs étapes est utilisée par les cellules pour que les systèmes de signalisation agissent rapidement et répondent aux signaux chimiques dans leur faible concentration. Le signal est également amplifié par la voie vers de nombreuses molécules à chaque étape.
L'ajout ou le retrait de phosphate est souvent impliqué dans les étapes de la voie de transduction du signal, ce qui entraîne l'activation des protéines. Les protéines kinases catalysent le transfert des groupes phosphate à la protéine à partir de l'ATP. Les protéines kinases sont des exemples de certaines molécules relais incluses dans la voie de transduction. Ceux-ci agissent également sur d'autres protéines kinases le long de la voie. Habituellement, une cascade de phosphorylation est créée par cela, dans laquelle une enzyme est phosphorylée par une autre, qui est ensuite phosphorylée par une autre protéine, entraînant une réaction en chaîne.
Un groupe de protéines appelées protéines phosphates est également essentiel pour la cascade de phosphorylation. Les enzymes phosphates de protéines peuvent inactiver les protéines kinases en effectuant une déphosphorylation (élimination rapide des groupes phosphate des protéines).
Dans la voie de transduction du signal, les protéines phosphatases servent de "commutateur d'arrêt". Chaque fois que le signal n'est plus présent, la voie de transduction du signal est désactivée afin d'assurer la régulation appropriée de la réponse cellulaire. Les protéines kinases sont rendues disponibles pour être réutilisées par déphosphorylation, ce qui permet également à la cellule de répondre à nouveau lors de la réception d'un autre signal.
Lors de la transduction du signal, les cellules utilisent également d'autres outils que les kinases. Les petits ions ou molécules non protéiques solubles dans l'eau sont appelés seconds messagers (le premier messager est le ligand qui se lie au récepteur), peuvent également relayer les signaux reçus par les récepteurs à la surface de la cellule vers le cytoplasme ou noyau des molécules cibles. Les seconds messagers peuvent inclure des ions calcium et l'AMP cyclique (AMPc).
Réponse
La régulation d'une ou plusieurs activités cellulaires est le résultat de la signalisation cellulaire. L'un des résultats courants de la signalisation cellulaire dans la régulation de l'expression des gènes (la transcription de gènes spécifiques est activée ou désactivée).
L'activité de la protéine peut également être régulée par la voie de signalisation, comme dans le cas de l'ouverture ou de la fermeture du canal ionique dans la membrane plasmique ou la promotion d'un changement dans le métabolisme de la cellule, comme la catalyse de la dégradation du glycogène.
Les événements cellulaires importants sont contrôlés par des voies de signalisation telles que l'apoptose cellulaire (mort cellulaire programmée) ou la division.
Synonymes, antonymes
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