Sinyal Iletimi

Biyolojide sinyal transdüksiyonu bir hücrenin bir cins sinyal veya uyarıyı başka birine dönüştürme sürecidir. Çoğu zaman bu, hücre içinde enzimlerin yürüttüğü biyokimyasal reaksiyonlarla gerçekleşir, bunlar birbirine ikincil habercilerle bağlanıp bir "ikincil haberci yolu" oluştururlar.

Biyolojide sinyal iletimi bir hücrenin bir cins sinyal veya uyarıyı başka birine dönüştürme sürecidir. Çoğu zaman bu, hücre içinde enzimlerin yürüttüğü biyokimyasal reaksiyonlarla gerçekleşir, bunlar birbirine ikincil habercilerle bağlanıp bir "ikincil haberci yolu" oluştururlar. Bu süreçler genelde hızlı olur, iyon akıları durumunda milisaniyeler mertebesinde, protein ve lipit aracılıklı kinaz çağlayanı (``cascade``) durumunda dakikalar mertebesinde sürer. Çoğu sinyal iletimi işleminde sinyal ilk uyarandan ileri doğru yayıldıkça bu olaylara katılan protein ve diğer moleküllerin sayısı da artar ve böylece küçük bir sinyal büyük bir tepki doğurabilir; buna "sinyal çağlayanı" denir. Bakteri ve diğer tek hücreli organizmalarda, hücrenin sahip olduğu sinyal iletim süreçleri onun çevresine nasıl tepki vereceğini belirler. Çok hücreli organizmalarda organizmanın bir bütün olarak çalışmasını sağlamak için bireysel hücrelerin davranışlarını koordine eden pek çok sinyal iletim süreci gerekmektedir. Tahmin edileceği üzere, bir organizma ne kadar karmaşıksa organizmanın sahip olduğu sinyal aktarım süreçlerinin repertuvarı da o derece karmaşık olmak durumundadır. Dolasıyla hücresel seviyede hem iç hem de dış çevrenin duyumu sinyal aktarımına dayalıdır. Çoğu hastalık, örneğin diyabet, ateroskleroz, özbağışıklık (otoimmünite), kanser, sinyal aktarım yollarındaki bozukluklardan kaynaklanır. Bu durum, sinyal aktarımının biyoloji kadar tıpta da olan önemini ortaya koyar.

Genel Bakış

Uyaran

Sinyal iletim olaylarını uyaran çoğu molekül hücre dışından kaynaklanır ve hücre zarı içine yerleşmiş proteinlerle etkileşirler. Çok hücreli organizmalarda ikincil haberci sinyal çağlayanlarını uyarıp hücrenin biyolojik etkinliğini organizmanın bütünü ile koordine etemeye yarayan pek çok küçük molekül ve peptit vardır. Bu moleküller işlevsel olarak hormonlar (örneğin melatonindergi belirt | yazar = Sugden D, Davidson K. ``et al``. | başlık = Melatonin, melatonin receptors and melanophores: a moving story | journal = Pigment Cell Res. | yıl=2004 | cilt=17 | sayı=5 | sayfalar=454-460 | id = PMID 15357831), büyüme faktörleri (ör. epidermal büyüme faktörüdergi belirt | yazar = Carpenter G, and Cohen S. | başlık = Epidermal growth factor | journal = J. Biol. Chem. | yıl=1990 | cilt=265 | sayı=14 | sayfalar=7709-7712 | id = PMID 2186024), hücre dışı matriks bileşenleri (ör. fibronektin Ward M, and Marcey, D. [1] Retrieved on 2007-03-06), sitokinler (ör. interferon gamadergi belirt | yazar=Schroder ``et al``. | başlık=Interferon-γ an overview of signals, mechanisms and functions | journal=Journal of Leukocyte Biology | yıl=2004 | cilt=75 | sayfalar=163-189 | url=http://www.jleukbio.org/cgi/content/full/75/2/163), kemokinler (ör. RANTESdergi belirt | yazar =Chung CW, Cooke RM ``et al``. | başlık = The three-dimensional solution structure of RANTES | journal = Biochemistry | yıl=1995 | cilt=34 | sayı=29 | sayfalar=9307-9314 | id = PMID 7542919), nörotransmiterler (ör. asetilkolindergi belirt | yazar =Kistler J, Stroud RM ``et al``. | başlık = Structure and function of an acetylcholine receptor | journal = Biophys. J. | yıl=1982 | cilt=37 | sayı=1 | sayfalar=371-383 | id = PMID 7055628) ve nörotrofinler (ör. sinir büyüme faktörüdergi belirt | yazar =Wiesmann, C. and de Vos, AM. | başlık = Nerve growth factor: structure and function | journal = Cell Mol Life Sci | yıl=2001 | cilt=58 | sayı=5-6 | sayfalar=748-759 | id = PMID 11437236) olarak sınıflandırılmışlardır. Bu sınıflandırmaların çoğu o sınıftaki moleküllerin moleküler yapısını göz önüne almaz. Örneğin, bir sınıf olarak nörotransmiterler endorfin gibi nöropeptitlerdergi belirt | yazar =Goldstein, A. | başlık = Opioid peptides endorphins in pituitary and brain | journal = Science | yıl=1976 | cilt=193 | sayı=4258 | sayfalar=1081-1086 | id = PMID 959823 ve [2]]dergi belirt | yazar =Kroeze WK, Kristiansen K, and Roth BL. | başlık = Molecular biology of serotonin receptors, structure and function at the molecular level | journal = Curr Top Med Chem | yıl=2002 | cilt=2 | sayı=6 | sayfalar=507-528 | id = PMID 12052191 ve dopamindergi belirt | yazar =Missale C, Nash SR. ``et al`` | başlık = Dopamine receptors:from structure to function | journal = Physiol. Rev. | yıl=1998 | cilt=78 | sayı=1 | sayfalar=189-225 | id = PMID 9457173 gibi küçük moleküllerden oluşur. Hormonlar sinyal iletimini başlatan jenerik bir molekül sınıfıdır, aralarında insülin (bir polipeptit)dergi belirt | yazar =Adams TE, Epa, VC ``et al`` | başlık = Structure and function of the type 1 insulin-like growth factor receptor | journal = Cell Mol Life Sci | yıl=2000 | cilt=57 | sayı=7 | sayfalar=1050-1093 | id = PMID 10961344, testosteron (bir steroit)dergi belirt | yazar =Roy AK and Chatterjee B. | başlık = Androgen action | journal = Crit Rev Eukaryot Gene Expr. | yıl=1995 | cilt=5 | sayı=2 | sayfalar=157-176 | id = PMID 8845582 ve epinefrin (bir küçük organik molekül)dergi belirt | yazar =Small KM, McGraw DW and Liggett SB. | başlık = Pharmacology and physiology of human adrenergic receptor polymorphisms | journal = Annu Rev Pharmacol Toxicol | yıl=2003 | cilt=43 | sayfalar=381-411 | id = PMID 12540746 bulunur.

Yukarıda sıralanmış uyaranlara ek olarak çevresel uyaranlar da sinyal iletim çağlayanlarını uyarabilir. Retinaya düşen ışıkdergi belirt | yazar =Burns ME and Arshavsky VY. | başlık = Beyond counting photons: trials and trends in vertebrate visual transduction | journal = Neuron | yıl=2005 | cilt=48 | sayı=3 | sayfalar=387-401 | id = PMID 16269358, burun epitelinde bulunan koku reseptörlerine bağlanan kokulardergi belirt | yazar =Ronnett GV and Moon C. | başlık = G proteins and olfactory signal transduction | journal = Annu Rev Physiol | yıl=2002 | cilt=64 | sayfalar=189-222 | id = PMID 11826268, tat tomurcuklarındaki tat reseptörlerini uyaran tatlardergi belirt | yazar =Wong GT, Gannon KS and Margolskee RF. | başlık = Transduction of bitter and sweet taste by gustducin | journal = Nature | yıl=1996 | cilt=381 | sayı=6585 | sayfalar=796-800 | id = PMID 8657284 iyi bilinen örneklerdir. Tek hücreli organimalar da sinyal iletim yollarıyla birbirleriyle haberleşirler. Örneğin cıvık mantarlar aç kaldıkları zaman siklik AMP salgılarlar, bu da civarlarındaki hücreleri öbekleşmeleri için uyarırdergi belirt | yazar =Hanna MH, Nowicki JJ and Fatone MA | başlık = Extracellular cyclic AMP during development of the cellular slime mold Polysphondylium violaceum: comparison of accumulation in the wild type and an aggregation-defective mutant | journal = J Bacteriol | yıl=1984 | cilt=157 | sayı=2 | sayfalar=345-349 | id = PMID 215252. Maya hücreleri eşeyli üremede birbirlerinin eşey tipini anlamak için üreme faktörleri kullanır.dergi belirt | yazar = Sprague GF Jr.| başlık = Signal transduction in yeast mating: receptors, transcription factors, and the kinase connection | journal = Trends Genet | yıl=1991 | cilt=7 | sayı=11-12 | sayfalar=393-398 | id = PMID 1668192

Tüm sinyal iletim uyaranlarının ortak özelliği, belli proteinlerin (hücre zarında veya hücre içinde) etkinliğini değiştirebilmeleri, ve bunun sonucunda hücrenin biolojik davranışının bir şekilde değişmesine yol açmalarıdır.

Tepkiler

Genlerin etkinleşmesidergi belirt | yazar =Lalli E and Sassone-Corsi P | başlık = Signal transduction and gene regulation: the nuclear response to cAMP | journal = j Biol Chem | yıl=1994 | cilt=269 | sayı=26 | sayfalar=17359-17362 | id = PMID 8021233, metabolizmada değişimlerdergi belirt | yazar =Rosen O | başlık = After insulin binds | journal = Science | yıl=1987 | cilt=237 | sayı=4821 | sayfalar=1452-1458 | id = PMID 2442814, hücrenin çoğalması veya hayatta kalmaya devam etmesidergi belirt | yazar = Guo D, Jia Q. ``et al`` | başlık = Vascular endothelial cell growth factor promotes tyrosine phosphorylation of mediators of signal transduction that contain SH2 domains. Association with endothelial cell proliferation | journal = J Biol Chem | yıl=1995 | cilt=270 | sayı=12 | sayfalar=6729-6733 | id = PMID 7896817, hücre hareketinin uyarılması veya bastırılması,dergi belirt | yazar =Bornfeldt KE, Raines EW. ``et al``. | başlık = Platelet-derived growth factor. Distinct signal transduction pathways associated with migration versus proliferation. | journal = Ann N Y Acad Sci | yıl=1995 | cilt=766 | sayfalar=416-430 | id = PMID 7486687 sinyal üretimi sonucu hücrenin verdiği tepkilerden bazılarıdır. Gen etkinleşmesi sonucunda başka hücresel değişimler de olur, çünkü tepki veren genlerin protein ürünleri arasında enzimler ve transkripsiyon faktörleri de bulunur. Sinyal iletim çağlayanı sonucu üretilen transkripsiyon faktörleri sonra başka genleri de etkinleştirebilirler. Dolayısıyla bir ilk uyaran, bir sürü başka genin ifadesini tetikleyebilir, bu da çeşitli sayıda karmaşık fizyolojik olayı harekete geçirebilir. Bu olaylara örnek olarak insülin uyarısı sonucu kandan glikoz alımı, ve bakteri ürünlerinin uyarısı sonucu nötrofillerin bir enfeksiyon bölgesine göç etmeleri sayılabilir. Bir uyaranın etkisiyle etkinleşen genler grubuna ve bunların etkinleşme sırasına "genetik program" denir.dergi belirt | yazar =Massague J and Gomis RR | başlık = The logic of TGFbeta signaling | journal = FEBS Lett | yıl=2006 | cilt=580 | sayı=12 | sayfalar=2811-2820 | id = PMID 16678165

Çoğu memeli hücresi hem bölünmek için hem de hayatta kalabilmek için uyarılmaya gerek duyar. Büyüme faktörü uyarısı olmayınca programlı hücre ölümü meydana gelir. Bu tür hücre dışı uyarımlar, hem çok hücreli hem de tek hücreli canlılarda hücre davranışının kontrolü için gereklidir. Sinyal iletim yolları biyolojik süreçler için o kadar merkezi bir role sahiptir ki onların bozulması pek çok hastalığa yol açar.

Notlar



Genel kaynakça

  • kaynak wiki
|dil=İngilizce |madde=Signal transduction |tarih=13.03.2007 |url=http://en.wikipedia.org/w/index.php?başlık=Signal_transduction&oldid=114822874

;Teknik olmayan kaynaklar

;Teknik kaynaklar
  • Gomperts, Kramer, Tatham, "Signal Transduction", AP/Elsevier [3], ISBN 0122896319. Reference book, for more information: http://www.cellbiol.net .
  • Gerhard Krauss, ``Biochemistry of Signal Transduction and Regulation``, Wiley-VCH, 1999, ISBN 3-527-30378-2
  • John T. Hancock, ``Cell Signalling``, Addison-Wesley, 1998 ISBN 0-582-31267-1


Dış bağlantılar



Kaynaklar

Vikipedi

İlgili konuları ara


Görüşler

Bu konuda henüz görüş yazılmamış.
Gürüş/yorum alanı gerekli.
Markdown kodları kullanılabilir.