Hoofdstuk 15 - Signaaltransductie
Signaaltransductie → het hele proces van het percipiëren van het signaal tot de reactie van de cel
hierop
Signaal van buiten moet vertaald worden naar ‘wat moet de cel doen?’
Extracellulaire signalen kunnen over korte of lange afstanden doorgegeven worden
- Contact-afhankelijk → receptor van de ene cel en ligand van de andere cel moeten op elkaar
passen
Via contact-afhankelijke signalering wordt bijvoorbeeld ook celdeling geremd – via contact-
inhibitie wordt duidelijk dat er niet genoeg ruimte is voor meer cellen
- Paracrien → tussen naburige cellen – niet hele hoge affiniteit van receptor voor signaal
Autocrien → cel reageert
op zijn eigen uitgescheiden
signaal
- Endocrien → via de
bloedbaan kan een
hormoon invloed
uitoefenen op cellen met
een receptor voor het
hormoon – lange afstand →
hoge affiniteit van receptor
want lage concentratie van
hormoon
- Synaptisch →
eenrichtingverkeer – lange
afstand → concentratie van
signaal bij receptor is erg
hoog – receptor heeft dus
lage affiniteit voor signaal
Cellen zijn geprogrammeerd om op een specifieke combinatie van extracellulaire signalen te
reageren
- Oké → overleving
- + → groei, delen & differentiatie
- - → dood/apoptose
Signalen hebben niet altijd hetzelfde effect – intracellulaire signalering of zelfs de receptor kan
anders zijn per cel waardoor cellen anders reageren op hetzelfde signaal
Acethylcholine
- hart → verlaging hartfrequentie
- skeletspier → contractie
- speekselkliercel → secretie speeksel
,Receptoren
- Ion-kanaal gekoppelde receptoren
- GPCR
- Enzym-gekoppelde receptoren
Fosforylatie → eiwit wordt meestal
actief door fosforylatie
Regulatie door fosfatases en kinases –
fosforylatie kost ATP
GTP binding → meestal actief als GTP
gebonden en inactief als GDP gebonden
Regulatie door GAP (GTPase activating
protein) en GEF (guanine nucleotide
exchange factor)
Bij deze regelmechanismen zorgt de switch voor (in)activatie → handig want het eiwit hoeft niet
helemaal gemaakt te worden, maar een klein deel aangepast → snel en goedkoop (qua energie)
Transcriptiefactoren zijn meestal ook standaard in de cel – maar in inactieve vorm door een
inhibitie-eiwit → wanneer het remmende eiwit geremd wordt → stimulering → actieve
transcriptiefactor
Scaffold eiwit → receptor kan scaffold binden – in de scaffold zitten
meerdere downstream eiwitten → snelheid van de transductie is hoog
door de pre-assemblage – diffusieproces wordt geëlimineerd
Er is echter geen amplificatie → 1 MAPKKK kan bijvoorbeeld alleen de
MAPKK activeren waarmee die in het scaffold zit
Ook is er geen/weinig cross-talk – bij vrije diffusie kan een MAPKKK
bijvoorbeeld meerdere isovormen van MAPKK activeren wat zorgt voor
verschillende responsen
Signalering kan ook relatief snel gaan doordat een geactiveerde
receptor meerdere eiwitten rekruteert → deze kunnen elkaar zo ook
snel activeren (hoeven niet toevallig elkaar te vinden)
Ook kan een lipide in de membraan aangepast worden waardoor een docking-site voor eiwitten
gemaakt wordt en eiwitten naar de membraan gerekruteerd worden
Integratie van 2 signalen → de twee signalen leiden wel tot 1 respons
én-én detectie → alleen respons als beide receptoren/signalen actief/aanwezig
of-of detectie → alleen respons als één van beide aan
geen van beide → allen respons als geen van beide signalen aanwezig
, Als een signaal zorgt voor veranderde
eiwitten → snelle reactie
Als signaal zorgt voor veranderde
eiwitsynthese → langzaam – secundaire
respons – transcriptie bij betrokken – het
duurt even voor de eiwitten
gesynthetiseerd zijn
➔ Beide transductie pathways
leiden tot veranderd gedrag van
de cel
Reactie op een signaal
- Alles-of-niets
- Hyperbolisch
- Sigmoïdaal
Positieve en negatieve feedback
- Negatieve feedback komt vaker voor → positieve feedback kan namelijk leiden tot
overstimulatie – aanwezigheid van de stimulus is uiteindelijk niet meer nodig → geheugen
- Oscillaties → bij negatieve feedback met een lange delay
- Positieve feedback
o Alles of niets reactie → cel kan maar in twee toestanden zijn – bijvoorbeeld delen of
niet delen
Regulatie van sensitiviteit voor een signaal – manieren om een signaal uit te schakelen
- Receptor kan enige tijd in een endosoom gehouden worden - recycling
- Receptor kan naar lysosoom → afbraak
- Receptor kan geïnactiveerd worden - negatieve feedback
- Inactivatie van een downstream of targetmolecuul – negatieve feedback
- Productie van een remmend eiwit in de signaleringsroute - negatieve feedback
Signaaltransductie → het hele proces van het percipiëren van het signaal tot de reactie van de cel
hierop
Signaal van buiten moet vertaald worden naar ‘wat moet de cel doen?’
Extracellulaire signalen kunnen over korte of lange afstanden doorgegeven worden
- Contact-afhankelijk → receptor van de ene cel en ligand van de andere cel moeten op elkaar
passen
Via contact-afhankelijke signalering wordt bijvoorbeeld ook celdeling geremd – via contact-
inhibitie wordt duidelijk dat er niet genoeg ruimte is voor meer cellen
- Paracrien → tussen naburige cellen – niet hele hoge affiniteit van receptor voor signaal
Autocrien → cel reageert
op zijn eigen uitgescheiden
signaal
- Endocrien → via de
bloedbaan kan een
hormoon invloed
uitoefenen op cellen met
een receptor voor het
hormoon – lange afstand →
hoge affiniteit van receptor
want lage concentratie van
hormoon
- Synaptisch →
eenrichtingverkeer – lange
afstand → concentratie van
signaal bij receptor is erg
hoog – receptor heeft dus
lage affiniteit voor signaal
Cellen zijn geprogrammeerd om op een specifieke combinatie van extracellulaire signalen te
reageren
- Oké → overleving
- + → groei, delen & differentiatie
- - → dood/apoptose
Signalen hebben niet altijd hetzelfde effect – intracellulaire signalering of zelfs de receptor kan
anders zijn per cel waardoor cellen anders reageren op hetzelfde signaal
Acethylcholine
- hart → verlaging hartfrequentie
- skeletspier → contractie
- speekselkliercel → secretie speeksel
,Receptoren
- Ion-kanaal gekoppelde receptoren
- GPCR
- Enzym-gekoppelde receptoren
Fosforylatie → eiwit wordt meestal
actief door fosforylatie
Regulatie door fosfatases en kinases –
fosforylatie kost ATP
GTP binding → meestal actief als GTP
gebonden en inactief als GDP gebonden
Regulatie door GAP (GTPase activating
protein) en GEF (guanine nucleotide
exchange factor)
Bij deze regelmechanismen zorgt de switch voor (in)activatie → handig want het eiwit hoeft niet
helemaal gemaakt te worden, maar een klein deel aangepast → snel en goedkoop (qua energie)
Transcriptiefactoren zijn meestal ook standaard in de cel – maar in inactieve vorm door een
inhibitie-eiwit → wanneer het remmende eiwit geremd wordt → stimulering → actieve
transcriptiefactor
Scaffold eiwit → receptor kan scaffold binden – in de scaffold zitten
meerdere downstream eiwitten → snelheid van de transductie is hoog
door de pre-assemblage – diffusieproces wordt geëlimineerd
Er is echter geen amplificatie → 1 MAPKKK kan bijvoorbeeld alleen de
MAPKK activeren waarmee die in het scaffold zit
Ook is er geen/weinig cross-talk – bij vrije diffusie kan een MAPKKK
bijvoorbeeld meerdere isovormen van MAPKK activeren wat zorgt voor
verschillende responsen
Signalering kan ook relatief snel gaan doordat een geactiveerde
receptor meerdere eiwitten rekruteert → deze kunnen elkaar zo ook
snel activeren (hoeven niet toevallig elkaar te vinden)
Ook kan een lipide in de membraan aangepast worden waardoor een docking-site voor eiwitten
gemaakt wordt en eiwitten naar de membraan gerekruteerd worden
Integratie van 2 signalen → de twee signalen leiden wel tot 1 respons
én-én detectie → alleen respons als beide receptoren/signalen actief/aanwezig
of-of detectie → alleen respons als één van beide aan
geen van beide → allen respons als geen van beide signalen aanwezig
, Als een signaal zorgt voor veranderde
eiwitten → snelle reactie
Als signaal zorgt voor veranderde
eiwitsynthese → langzaam – secundaire
respons – transcriptie bij betrokken – het
duurt even voor de eiwitten
gesynthetiseerd zijn
➔ Beide transductie pathways
leiden tot veranderd gedrag van
de cel
Reactie op een signaal
- Alles-of-niets
- Hyperbolisch
- Sigmoïdaal
Positieve en negatieve feedback
- Negatieve feedback komt vaker voor → positieve feedback kan namelijk leiden tot
overstimulatie – aanwezigheid van de stimulus is uiteindelijk niet meer nodig → geheugen
- Oscillaties → bij negatieve feedback met een lange delay
- Positieve feedback
o Alles of niets reactie → cel kan maar in twee toestanden zijn – bijvoorbeeld delen of
niet delen
Regulatie van sensitiviteit voor een signaal – manieren om een signaal uit te schakelen
- Receptor kan enige tijd in een endosoom gehouden worden - recycling
- Receptor kan naar lysosoom → afbraak
- Receptor kan geïnactiveerd worden - negatieve feedback
- Inactivatie van een downstream of targetmolecuul – negatieve feedback
- Productie van een remmend eiwit in de signaleringsroute - negatieve feedback
