Hücreler Birbirleriyle Nasıl İletişim Kurar? Nasıl Haberleşir? Hücre Sinyalizasyonu

0

Hücreler birbirleriyle neden ve nasıl iletişim kurar? Hücrelerin sinyalizasyonu nasıl gerçekleşir, hücrelerin haberleşmesi.

Yakın çevrelerindeki değişikliklere yanıt verebilmek için, hücrelerin sınırlarının dışından gelen sinyalleri alabilmesi ve işleyebilmesi gerekir. Bireysel hücreler genellikle eşzamanlı olarak birçok sinyal alır ve daha sonra aldıkları bilgileri birleşik bir eylem planına entegre ederler. Ancak hücreler sadece alıcı değildir. Ayrıca hem yakın hem de uzaktaki diğer hücrelere mesajlar gönderirler.
hucre haberlesmesi

Advertisement

Hücreler Ne Tür Sinyaller Alır?

Çoğu hücre sinyali doğası gereği kimyasaldır. Örneğin, prokaryotik organizmalar, besinleri algılayan ve besin kaynaklarına doğru ilerlemelerine yardımcı olan sensörlere sahiptir. Çok hücreli organizmalarda, büyüme faktörleri, hormonlar, nörotransmiterler ve hücre dışı matris bileşenleri, hücrelerin kullandığı birçok kimyasal sinyal türünden bazılarıdır. Bu maddeler etkilerini yerel olarak gösterebilir veya uzun mesafeler kat edebilirler. Örneğin, nörotransmiterler, bitişik nöronlar arasındaki veya nöronlar ve kas hücreleri arasındaki küçük boşluklar boyunca seyahat eden bir kısa menzilli sinyal molekülleri sınıfıdır. Diğer sinyal molekülleri, hedeflerine ulaşmak için çok daha fazla hareket etmelidir. Bir örnek, memeli beyninden yumurtalıklara giden ve burada yumurta salınımını tetikleyen folikül uyarıcı hormondur.

Bazı hücreler ayrıca mekanik uyaranlara yanıt verir. Örneğin, ciltteki duyu hücreleri dokunma basıncına tepki verirken, kulaktaki benzer hücreler ses dalgalarının hareketine tepki verir. Ek olarak, insan vasküler sistemindeki özel hücreler, kan basıncındaki değişiklikleri tespit eder – vücudun tutarlı bir kardiyak yükü sürdürmek için kullandığı bilgilerdir.

Hücreler Sinyalleri Nasıl Tanır?

Hücreler, sinyal moleküllerine bağlanan ve fizyolojik bir yanıt başlatan reseptör adı verilen proteinlere sahiptir. Farklı reseptörler, farklı moleküller için spesifiktir. Dopamin reseptörleri dopamine bağlanır, insülin reseptörleri insüline bağlanır, sinir büyüme faktörü reseptörleri sinir büyüme faktörünü bağlar, vb. Aslında, hücrelerde bulunan yüzlerce reseptör türü vardır ve çeşitli hücre türleri, farklı reseptör popülasyonlarına sahiptir. Reseptörler ayrıca, hücreleri atmosferdeki olaylara duyarlı hale getiren ışığa veya basınca doğrudan tepki verebilir.

Reseptörler, genellikle hücre dışındaki sinyal moleküllerine bağlanan ve daha sonra sinyali bir dizi moleküler anahtar aracılığıyla dahili sinyal yollarına ileten transmembran proteinlerdir. Membran reseptörleri üç ana sınıfa ayrılır: G-proteinine bağlı reseptörler, iyon kanalı reseptörleri ve enzime bağlı reseptörler. Bu reseptör sınıflarının isimleri, reseptörlerin harici sinyalleri sırasıyla protein hareketi, iyon kanalı açma veya enzim aktivasyonu yoluyla iç sinyallere dönüştürdüğü mekanizmaya atıfta bulunur. Membran reseptörleri, hücre içindeki hem hücre dışı sinyaller hem de moleküller ile etkileşime girdiğinden, sinyal moleküllerinin hücre işlevini gerçekten hücreye girmeden etkilemesine izin verirler. Bu önemlidir, çünkü çoğu sinyal molekülü bir hücrenin plazma zarını geçmek için çok büyük veya çok yüklüdür.

Advertisement

hucre iletisimi

Hücrenin dışında tüm reseptörler bulunmaz. Bazıları hücrenin derinliklerinde ve hatta çekirdeğin içinde bulunur. Bu reseptörler tipik olarak, azot oksit gibi gazlar ve östrojen gibi steroid hormonlar gibi plazma zarından geçebilen moleküllere bağlanır.

Hücre iletişiminin üç aşaması

Resepsiyon – Alım

Alım, hedef hücre (sinyal molekülüne özgü bir reseptör proteinine sahip herhangi bir hücre), bir reseptör proteinine bağlanarak, genellikle küçük, suda çözünür bir molekül formunda bir sinyal algıladığında gerçekleşir. Alım, hedef hücrenin bir sinyal molekülünün veya ligandın bağlanması yoluyla bir sinyali tespit etmesidir. Reseptör proteinleri, hücrenin plazma zarını yayar ve suda çözünür sinyal moleküllerinin bağlanması için spesifik yerler sağlar. Bu trans-membran reseptörleri, belirli bir ligand ona bağlandığında konformasyonu değiştirdikleri için hücrenin dışından içeriye bilgi aktarabilir. Bilim adamları, üç ana reseptör türüne (G proteinine bağlı reseptörler, reseptör tirozin kinazlar ve iyon kanalı reseptörleri) bakarak, trans-membran reseptörlerinin hücrelerin karmaşıklığına ve bu hücrelerin yaptığı işe nasıl katkıda bulunduğunu görebilirler. Hücre yüzeyi reseptörleri, tek ve çok hücreli organizmaların biyolojik sistemlerinde önemli bir rol oynar ve bu proteinlerin bozulması veya hasar görmesi kanser, kalp hastalığı ve astım ile ilişkilidir.

hucre iletisim

Plazma zarı içinde bir G Proteine bağlı reseptör.

Transdüksiyon

Sinyal molekülüne bağlanırken, reseptör proteini bir şekilde değişir ve transdüksiyon sürecini başlatır. Belirli bir hücresel yanıt, yeni dönüştürülmüş sinyalin sonucudur. Genellikle iletim, farklı molekül dizisinde (sinyal iletim yolu olarak adlandırılır) bir dizi değişiklik gerektirir, ancak bazen tek bir adımda gerçekleşebilir. Bu yolları oluşturan moleküller, röle molekülleri olarak bilinir. Transdüksiyon aşamasının çok aşamalı süreci genellikle proteinlerin fosfat gruplarının eklenmesi veya çıkarılmasıyla aktivasyonundan veya hatta haberciler olarak hareket edebilen diğer küçük moleküllerin veya iyonların salınmasından oluşur. Bir sinyalin yükseltilmesi, bu çok adımlı dizinin faydalarından biridir. Diğer faydalar, hem tek hücreli hem de çok hücreli organizmada daha basit sistemlerden daha fazla düzenleme fırsatı ve yanıtın ince ayarını içerir.

Tepki

Belirli bir hücresel yanıt, hücre sinyallemesinin son aşamasında dönüştürülen sinyalin sonucudur. Bu yanıt, esasen bir vücutta bulunan herhangi bir hücresel aktivite olabilir. Hücre iskeletinin yeniden düzenlenmesini teşvik edebilir veya hatta bir enzim tarafından katalizlenebilir. Hücre sinyallemesinin bu üç adımı, doğru hücrelerin söylendiği gibi, doğru zamanda ve diğer hücrelerle ve organizma içindeki kendi işlevleriyle senkronize bir şekilde hareket etmesini sağlar. Sonunda, bir sinyal yolunun sonu bir hücresel aktivitenin düzenlenmesine yol açar. Bu yanıt, hücrenin çekirdeğinde veya sitoplazmasında gerçekleşebilir. Sinyal yollarının çoğu, çekirdekte belirli genleri açıp kapatarak protein sentezini kontrol eder.

Advertisement

Yerel ve uzun mesafe sinyalizasyon

Yerel

Doğrudan temas yoluyla iletişim, ökaryotik hücreler için bir yerel sinyalleşme biçimidir. Bitki ve hayvan hücreleri, birbirine bitişik hücrelerin sitoplazmasını birbirine bağlayan bağlantılara sahiptir. Bu bağlantılar, sitozolde çözünen maddelerin, bağlanan hücreler arasında kolayca geçişine izin verir. Hayvan hücreleri, boşluk kavşakları içerir ve hücre-hücre tanıma adı verilen bir süreçte bu bağlantılar yoluyla iletişim kurabilirler. Bitki hücreleri plazmodesmata ile bağlanır. Embriyonik gelişim ve bağışıklık tepkisi, büyük ölçüde bu tip yerel sinyale dayanır. Diğer yerel sinyalleşme türlerinde, sinyal hücresi yalnızca kısa mesafelerde seyahat eden haberci molekülleri salgılar. Bu yerel düzenleyiciler, civardaki hücreleri etkiler ve yakındaki hedef hücreleri bir eylem gerçekleştirmeye teşvik edebilir. Bir dizi hücre mesaj alabilir ve aynı anda çevrelerindeki başka bir moleküle yanıt verebilir. Hayvan hücrelerindeki bu yerel sinyalleşme süreci parakrin sinyalizasyonu olarak bilinir.

Uzun mesafe

Hormonlar, hem bitki hem de hayvan hücreleri tarafından uzun mesafeli sinyalizasyon için kullanılır. Hayvan hücrelerinde, özel hücreler bu hormonları salgılar ve onları dolaşım sistemi yoluyla vücudun diğer bölgelerine gönderir. Daha sonra hormonları tanıyıp onlara tepki verebilen ve sonuç üreten hedef hücrelere ulaşırlar. Bu aynı zamanda endokrin sinyalleme olarak da bilinir. Bitki büyüme düzenleyicileri veya bitki hormonları, hedeflerine ulaşmak için hücrelerde veya havada bir gaz olarak yayarak hareket eder.


Leave A Reply