Samenvatting Fundamentals of Anatomy & Physiology - cel communicatie
Celbiologie - histologie (AB_1138)
Vrije Universiteit Amsterdam
Aanbevolen voor jou
Reacties
Preview tekst
Cel communicatie (hoofdstuk 16 – Essential Cell
Biology)
Er bestaat communicatie tussen cellen (maar vooral binnen cellen zelf) om te overleven, te delen, te differentiëren en celdood te reguleren.
Er zijn verschillende manieren van communiceren tussen cellen door ze te selecteren op afstand onderling:
I. Endocrien: signaal van een cel (hormoon) over een lange afstand naar een andere cel via vloeistof (bloed) Oplosbaar Goed diffunderen Goede concentratie II. Paracrien: kleinere afstand dan endocrien, waardoor de vloeistof niet meer nodig is en het signaal ‘gewoon’ tussen de cellen verplaatst. III. Neuronaal: hele korte afstand, het signaal gaat heel kort door het buitenmedium (transmitter naar target cel), de diffusie is hier heel kort. IV. Contact-dependent: de ene cel presenteert een signaal en de andere cel draagt een receptor op zijn membraan waardoor er fysiek contact tussen de cellen ontstaat bij het doorgeven van het signaal Epitheel is bijvoorbeeld zo een cel die in contact moet staan met andere cellen, staat die dit niet dan wordt de epitheelcel opgeruimd. De epitheelcellen krijgen een specifieke taak zodra ze gebonden zijn met andere cellen:
Eenzelfde soort neurotransmitter kan bij verschillende cellen een andere actie voortbrengen (acetylcholine zorgt voor bepaalde contractie van het hart in de hartspier, maar voor het uitscheiden van speeksel in de speekselcel).
Een cel draagt verschillende receptoren voor verschillende taken: overleven, groeien en delen en differentiatie. Stoffen/signalen die vrijkomen van andere cellen zorgen voor het aanvullen van bepaalde receptoren en zo het uitvoeren van hun taken. Zijn er geen van alle stoffen/signalen aanwezig, zal de cel doodgaan.
Signalen in een cel brengen 1. Moleculen die te groot zijn om door het membraan te gaan binden aan een receptor die het signaal doorgeven aan de binnenkant van de cel. Het signaal op de receptor op het membraan veroorzaakt in de cel verschillende signalen die elkaar op volgen en zo ontstaat er: - Metabolische enzym in actie - De cel is in een ander vorm of beweging gekomen - De regulatie van een gen
- Moleculen die zelf de cel in kunnen door het membraan en zich binnen de cel binden aan een receptor (intercellulaire receptoren). a. Steroïde hormonen: binden binnen de cel aan een nucleair receptor en zorgen zijn zo een transcriptie regulator in de kern. b. Gassen kunnen ook zonder problemen door het membraan naar binnen en daar aan een intercellulaire receptor binnen (gassen als NO).
Moleculaire switches: een signaal zorgt ervoor of een molecuul actief of inactief wordt. I. Kinase/fosfatase: Door fosforylering worden moleculen actief en inactief geschakeld. II. GTP-bindende eiwitten: Door binding van GTP wordt het molecuul actief en door het verliezen van een fosfaatgroep ontstaat er GDP die ervoor zorgt dat het molecuul weer inactief wordt.
Typen receptoren
Werking G-eiwit-gekoppelde receptor Een G-eiwit bestaat uit drie subunits: alfa, bèta en gamma. Wanneer de alfa subunit is verbonden met GDP zijn ze alle drie samen en is het G-eiwit inactief. Zodra er een signaal molecuul bindt aan het receptor eiwit, wordt GDP afgestoten omdat de alfa subunit zijn affiniteit met dit molecuul verliest. Het GDP molecuul wordt ingewisseld voor GTP waardoor de alfa subunit loslaat van de andere twee units. Op dit moment zijn alle subunits van het G-eiwit actief. Door hydrolyse van het GTP molecuul, wat daardoor weer vervangen wordt door GDP, komt het G-eiwit weer in zijn oude structuur zoals hij was aan het begin van de ‘cyclus’.
Activatie van het G-eiwit Inactivatie van het G-eiwit
Een voorbeeld van de werking van een G-eiwit is als volgt:
Een signaal (acetylcholine) activeert het G-eiwit. Het geactiveerde G-eiwit opent het kaliumkanaal. Zodra de alfa subunit weer wordt geïnactiveerd door de hydrolyse van het GTP molecuul, sluit het kanaal weer.
Target enzymen voor G-eiwitten 1. Adenylyl cyclase, dit enzym produceert het kleine intercellulaire signaal molecuul: cyclisch AMP 2. Fosfolipase C, dit enzym produceert de kleine intercellulaire signaal moleculen: inositol trifosfaat en diacylglycerol. Deze kleine signaalmoleculen worden ook wel ‘second messengers’ genoemd, de ‘first messengers’ zijn namelijk de signalen die worden gegeven aan de receptor bij het G-eiwit.
Het G-eiwit wordt geactiveerd door het signaalmolecuul (de ‘first messenger’)
De kleine signaalmoleculen die ontstaan vanuit het geactiveerde enzym door het G-eiwit zijn de ‘second messengers’
Adenylyl cylcase Cyclisch AMP kan het enzym PKA (cyclic-AMP-dependent protein kinase) activeren. PKA fosforyleert transcriptie factoren waardoor zij geactiveerd worden en er genen worden getranscribeerd:
Fosfolipase C
C. Enzym-gekoppelde receptor Ook bij deze receptor ligt er een deel in het membraan en een deel erbuiten. In tegenstelling tot een G-eiwit heeft deze enzym-gekoppelde receptor wel een enzymatisch effect.
De receptoren worden RTKs (receptor tyrosine kinases) genoemd, omdat ze tyrosine fosforyleren door kinase.
Het verkeerd signaleren van RTKs en andere enzym-gekoppelde receptoren spelen een grote rol bij de ontwikkeling van kanker. Dit kan namelijk abnormale celgroei, snelle toename, differentiatie, overleving en verplaatsing (van cellen) veroorzaken.
Twee receptoren komen samen bij de binding van een dimeer. De kinases worden geactiveerd waardoor beide receptoren elkaar fosforyleren. De fosfaten aan de receptor in het cytosol zijn een nieuwe bindingsplek voor andere signaaleiwitten.
De receptoren die geactiveerd zijn kunnen worden geïnactiveerd op twee verschillende manieren: 1. Door fosfatase worden de receptoren in het cytosol gedefosforyleerd. 2. De geactiveerde RTKs worden door endocytose naar de binnenkant van de cel getransporteerd en daar vernietigd door vertering in de lysosomen.
16_31_active_Ras
Ras Map-kinase pathway
Het Ras-eiwit is een G-eiwit dan geactiveerd kan worden door een eiwit aan de RTK. Het omzetten van GDP naar GTP (de activatie van het Ras-eiwit) wordt door Ras- GEF veroorzaakt en van GTP naar GDP door Ras-GAP. Door de activatie van een Ras-eiwit ontstaat er een cascade aan activaties door fosforylering:
Door een fout in het activeren/deactiveren van Ras kan er kanker ontstaan, wanneer Ras geen GTPase meer actief is, kan Ras zichzelf niet meer uitzetten en zal er ongecontroleerde celgroei ontstaan (=kanker).
Mutaties kunnen verschillende doeleinden verzorgen: - Door zelf mutaties toe te passen kan je onderzoeken welk deel van de receptor voor welke signaalmoleculen ‘codeert’. - Mutaties kunnen signalen blokkeren
Samenvatting Fundamentals of Anatomy & Physiology - cel communicatie
Vak: Celbiologie - histologie (AB_1138)
Universiteit: Vrije Universiteit Amsterdam
- Ontdek meer van:
