Samenvatting Moleculaire biologie Deeltoets-2!

H9 – Cellulaire signalering
EVOLUTIE cel communicatie
→Bacteriën & quorum sensing: cel-communicatie waarbij bacteriën hun genexpressie afstemmen op de
populatiedichtheid aan de hand van signaalmoleculen in de omgeving
• Biofilm: opeenhoping van bacteriën aan oppervlakte
→Gistcellen & identificeren seksuele partner: a en alpha met specifieke factor en receptor

SIGNAAL RECEPTIE: signaal molecuul bindt aan receptor-eiwit op membraan
→ gap-junction/plasmodesmata: cel-cel communicatie
→ direct cel-cel oppv. contact: embryonale ontwikkeling, immuun reactie, behoud stamcel populatie
• LOCALE signalering
o Paracriene signalering: intercellulaire communicatie tussen buurcellen
o Synaptische signalering: elektrisch signaal --> neurotransmitter -->target cel
• LANGE AFSTAND signalering
o Endocriene (hormonale) signalering: door circulaire systeem getransporteerd
▪ Ethyleen (plant): +fruit rijping/groei, door lucht en diffundeert door celwand
▪ Insuline: bloedsuiker level
▪ Epinephrine/adrenaline: “fight-or-flight” reactive [+ glycogeen afbraak]

Ligand: molecuul dat aan ander specifiek (groter) molecuul bindt (Receptor & signaal molecuul=complementaire vorm)

PLASMAMEMBRAAN RECEPTOREN
• Ion kanaal receptor: openen en sluiten kanaal voor gefaciliteerde diffusie

GPCRs [G-eiwit gekoppelde receptoren]
- binding ligand activeert G-eiwit GDP-->GTP (guanine exchange factor)
1. Adenylyl cyclase (ATP-->cAMP ) → cAMP= second messenger → PKA (protein kinase A) …
• Fosfodiesterase: cAMP --> AMP
2. Fosfolipase c (PIP2 --> IP3+DAG) → IP3= second messenger → IP3 kanaal → Ca2+= second messenger …
Tyrosine Kinase receptoren [1 ligand, meerdere pathways]
- 2 monomeren met extracellulaire bindingsplek + a helix over membraan + intercellulaire staart met Tyr eiwitten
1. Binding ligand --> Vorming dimeer
2. Kruisfosforylatie door Kinase (geen autofosforylatie) --> fosfaat van ATP naar Tyrosine
3. Relay molecuul bindt aan actief gefosforyleerde Tyr --> vormverandering

INTRACELLULAIRE RECEPTOREN (cytoplasma of kern)
• Steroïd/Thyroïd hormoon, NO: (hydrofoob) signaal molecuul door plasmamembraan
• Hormoon-receptor complex: kern, transcriptiefactoren --> genexpressie --> mRNA-->eiwit synthese

SIGNAAL TRANSDUCTIE: vormverandering van relay molecules (eiwit) & second messenger (niet-eiwit, wateroplosbaar)
• Regulatie door fosforylering (Kinase) en defosforylering (fosfatase)
→Cyclische AMP: epinephrine bindt aan GPCRs – adenyl cyclase maakt cAMP – fosfodiesterase cAMP naar AMP
→Ca2+ concentratie: verhoging in cytosol= spiercel contractie, exocytose, celdeling (actief transport cel uit)

CELLULAIRE REACTIE: genexpressie door transcriptiefactoren & regulatie
• Reactie afhankelijk van: collectie eiwitten cel (receptoren), vertakking pathway, cross talk
• Apoptose: geprogrammeerde celdood (celcomponenten gekliefd en in kleine blaasjes→caspases, ced-3)

1. Meerdere stappen van signaal pathway versterkt signaal/reactie (meerdere substraat omzettingen)
2. Elke stap biedt een controle punt voor regulatie (specificatie en coördinatie)
3. Efficiëntie van reactie versterkt door scaffolding eiwitten (verbonden aan meerdere relay moleculen)
4. Terminatie van signaal (omkeerbaarheid, barrière voor reactie)

Cholera: besmet water –-> biofilm bacteriën dunne darm: gif modificeert G-eiwit en blijft actief (GTP≠GDP)
-->cAMP blijft geproduceerd worden= zout cel uit en osmose volgt tot uitdroging
NO: productie cGMP in spiercellen= onspanning spieren (verwijding bloedvaten) – IP3 & DAG