Signaaltransductie – kennisclip 1 – signaaltransductie I:
Signalen vanuit buitenaf worden binnen in de cel omgezet naar reacties, volgens 3 stappen:
1. Receptie: binding van het signaalmolecuul aan de receptor
2. Transductie: het signaal wordt doorgegeven aan andere moleculen
3. Response: de cellulaire reactie(s).
Alleen als cellen gevoelig zijn voor bepaalde signalen (dus of ze de juiste receptoren
hebben), dan reageren ze op die signalen (een sleutel-slot principe).
Het signaal wordt ook wel een ligand genoemd. De receptor is complementair aan de ligand.
Je hebt meerdere typen receptoren, waarvan de meest voorkomende zijn:
- G protein-coupled Receptoren
- Receptor Tyrosine Kinases
- Ion Channel Receptoren
- Intracellulaire Receptoren
G protein-coupled receptoren (GPCR’s):
- Grote groep van verschillende receptoren die veel functies kunnen hebben en op
verschillende cellen voorkomen
- Ze werken samen met een G protein: een eiwit dat het signaal van zo’n receptor kan
doorgeven.
, - De receptor bevind zich in het celmembraan en bestaat uit 7 alpha helices. Ook heb
je een extracellulair gedeelte, waar ook de daadwerkelijke receptor zit waarop het
signaalmolecuul kan binden. Ook heeft het een stuk intracellulair, waarmee de
receptor het signaal kan doorgeven aan een G protein.
- In afbeelding 1 zie je de G protein-coupled receptor, en ook het G protein. Ook is er
een enzym.
- Afbeelding 2: wanneer een signaal aan de receptor bind, dan activeert de receptor
het G protein. Het G protein kan een GTP (energierijk molecuul) of GDP binden. In de
inactieve toestand heeft het G protein een GDP gebonden. Op het moment dat de
receptor een molecuul bindt, dan wordt de GDP eruit gewipt en vervangen met een
GTP, waardoor het G protein geactiveerd raakt.
- Het geactiveerde G protein activeert weer iets anders, bijvoorbeeld een enzym
(afbeelding 3), waardoor het signaal blijft worden doorgegeven.
- Op het moment dat G protein een ander enzym heeft activeert, dan verliest de GTP
een P waardoor het weer GDP wordt. De cirkel is nu weer rond (afbeelding 4).
Receptor Tyrosine Kinase:
- Het is een kinase, met enzymatische eigenschappen. De groep van de kinases
kunnen fosforyleren: het binden van een fosfaatgroep aan andere moleculen,
bijvoorbeeld eiwitten.
, - In afbeelding 1 zie je een receptor tyrosine kinase. Aan de binnenkant van de cel
zitten Tyrosines aan de receptor. Aan de buitenkant zit het receptor stuk. In inactieve
vorm komen de receptor tyrosine kinases als monomeer voor.
- Wanneer een receptor tyrosine kinase een signaalstof bind, dan gaan ze dimeriseren:
ze zoeken een andere monomeer op (afbeelding 2).
- Ze gaan vervolgens elkaars tyrosines fosforyleren. Daar komt de kinase activiteit van
vandaan (afbeelding 3). De fosfaatgroepen komen vanuit ATP in de omgeving.
- Nu heb je een receptor tyrosine kinase in dimeer vorm die gefosforyleerd is (dus
bevat veel energie). Het dimeer kan nu andere eiwitten aansturen (afbeelding 4).
Receptor tyrosine kinases hebben vaak meerdere cellulaire responses. Ze hebben 6
fosfaatgroepen, en kunnen dus 6 andere moleculen fosforyleren en dus activeren.
Ion Channel Receptoren:
- Kanalen die ionen doorlaten en ook receptoren zijn. Kanalen zijn eiwitten die via
passief transport stoffen door kunnen laten. De stroomrichting van die ionen gaat met
de elektrochemische gradiënt mee.
, - In afbeelding 1 zie je een ion channel receptor.
- De signaalstof bind aan de receptor, waardoor het kanaal opent. De ionen stromen
met de elektrochemische gradiënt mee, in dit geval naar binnen (maar kan dus ook
naar buiten). De verschillende kanalen kunnen verschillende ionen doorlaten.
- Deze receptoren hebben een belangrijke rol bij het doorgeven van signalen door
zenuwcellen.
Intracellulaire receptoren:
- Receptoren die in het cytoplasma zitten (dus niet in het membraan).
- Omdat de receptor in het cytoplasma zit, moet de signaalstof dus eerst het
celmembraan passeren. Deze signaalstoffen zijn vaak hydrofoob, waardoor ze
makkelijk door het celmembraan kunnen. De signaaltransductie van deze receptoren
is vaak niet complex; de vervolgstappen zijn klein. De receptor kan de kern meteen
in, en kan meteen op het DNA gaan zitten en bijvoorbeeld als transcriptiefactor
dienen.
Signaaltransductie – kennisclip 2 – signaaltransductie II:
Signalen worden doorgegeven via meerdere moleculen, omdat er dan meer regulatie
mogelijk is, maar ook om het effect te vergroten.
Signalen vanuit buitenaf worden binnen in de cel omgezet naar reacties, volgens 3 stappen:
1. Receptie: binding van het signaalmolecuul aan de receptor
2. Transductie: het signaal wordt doorgegeven aan andere moleculen
3. Response: de cellulaire reactie(s).
Alleen als cellen gevoelig zijn voor bepaalde signalen (dus of ze de juiste receptoren
hebben), dan reageren ze op die signalen (een sleutel-slot principe).
Het signaal wordt ook wel een ligand genoemd. De receptor is complementair aan de ligand.
Je hebt meerdere typen receptoren, waarvan de meest voorkomende zijn:
- G protein-coupled Receptoren
- Receptor Tyrosine Kinases
- Ion Channel Receptoren
- Intracellulaire Receptoren
G protein-coupled receptoren (GPCR’s):
- Grote groep van verschillende receptoren die veel functies kunnen hebben en op
verschillende cellen voorkomen
- Ze werken samen met een G protein: een eiwit dat het signaal van zo’n receptor kan
doorgeven.
, - De receptor bevind zich in het celmembraan en bestaat uit 7 alpha helices. Ook heb
je een extracellulair gedeelte, waar ook de daadwerkelijke receptor zit waarop het
signaalmolecuul kan binden. Ook heeft het een stuk intracellulair, waarmee de
receptor het signaal kan doorgeven aan een G protein.
- In afbeelding 1 zie je de G protein-coupled receptor, en ook het G protein. Ook is er
een enzym.
- Afbeelding 2: wanneer een signaal aan de receptor bind, dan activeert de receptor
het G protein. Het G protein kan een GTP (energierijk molecuul) of GDP binden. In de
inactieve toestand heeft het G protein een GDP gebonden. Op het moment dat de
receptor een molecuul bindt, dan wordt de GDP eruit gewipt en vervangen met een
GTP, waardoor het G protein geactiveerd raakt.
- Het geactiveerde G protein activeert weer iets anders, bijvoorbeeld een enzym
(afbeelding 3), waardoor het signaal blijft worden doorgegeven.
- Op het moment dat G protein een ander enzym heeft activeert, dan verliest de GTP
een P waardoor het weer GDP wordt. De cirkel is nu weer rond (afbeelding 4).
Receptor Tyrosine Kinase:
- Het is een kinase, met enzymatische eigenschappen. De groep van de kinases
kunnen fosforyleren: het binden van een fosfaatgroep aan andere moleculen,
bijvoorbeeld eiwitten.
, - In afbeelding 1 zie je een receptor tyrosine kinase. Aan de binnenkant van de cel
zitten Tyrosines aan de receptor. Aan de buitenkant zit het receptor stuk. In inactieve
vorm komen de receptor tyrosine kinases als monomeer voor.
- Wanneer een receptor tyrosine kinase een signaalstof bind, dan gaan ze dimeriseren:
ze zoeken een andere monomeer op (afbeelding 2).
- Ze gaan vervolgens elkaars tyrosines fosforyleren. Daar komt de kinase activiteit van
vandaan (afbeelding 3). De fosfaatgroepen komen vanuit ATP in de omgeving.
- Nu heb je een receptor tyrosine kinase in dimeer vorm die gefosforyleerd is (dus
bevat veel energie). Het dimeer kan nu andere eiwitten aansturen (afbeelding 4).
Receptor tyrosine kinases hebben vaak meerdere cellulaire responses. Ze hebben 6
fosfaatgroepen, en kunnen dus 6 andere moleculen fosforyleren en dus activeren.
Ion Channel Receptoren:
- Kanalen die ionen doorlaten en ook receptoren zijn. Kanalen zijn eiwitten die via
passief transport stoffen door kunnen laten. De stroomrichting van die ionen gaat met
de elektrochemische gradiënt mee.
, - In afbeelding 1 zie je een ion channel receptor.
- De signaalstof bind aan de receptor, waardoor het kanaal opent. De ionen stromen
met de elektrochemische gradiënt mee, in dit geval naar binnen (maar kan dus ook
naar buiten). De verschillende kanalen kunnen verschillende ionen doorlaten.
- Deze receptoren hebben een belangrijke rol bij het doorgeven van signalen door
zenuwcellen.
Intracellulaire receptoren:
- Receptoren die in het cytoplasma zitten (dus niet in het membraan).
- Omdat de receptor in het cytoplasma zit, moet de signaalstof dus eerst het
celmembraan passeren. Deze signaalstoffen zijn vaak hydrofoob, waardoor ze
makkelijk door het celmembraan kunnen. De signaaltransductie van deze receptoren
is vaak niet complex; de vervolgstappen zijn klein. De receptor kan de kern meteen
in, en kan meteen op het DNA gaan zitten en bijvoorbeeld als transcriptiefactor
dienen.
Signaaltransductie – kennisclip 2 – signaaltransductie II:
Signalen worden doorgegeven via meerdere moleculen, omdat er dan meer regulatie
mogelijk is, maar ook om het effect te vergroten.
