Signaalimolekyylejä

Signaalimolekyylit ovat biologisia molekyylejä, joita solut käyttävät viestittääkseen toisilleen ja säätelemään niiden toimintaa. Ne voivat erittyä yhdestä solusta ja vaikuttaa toisiin soluihin kudoksissa tai verenkierron välityksellä. Vastaanottava solu havaitsee signaalin sitoutumalla reseptoriin, mikä käynnistää signaalinsiirtoketjun ja muuttaa solun vastetta.

Signaalimolekyylejä luokitellaan usein sen mukaan, miten ja missä ne vaikuttavat. Autokriininen viestintä tarkoittaa, että signaali vaikuttaa samaan soluun. Parakriininen viestintä vaikuttaa naapur soluihin. Endokriininen viestintä kulkee verenkierron kautta ja voi vaikuttaa kauas, kun taas juxtakriininen viestintä tapahtuu solujen kosketusyhteyden kautta. Hermostossa toimiva signaali on usein synaptinen. Esimerkkejä signaalimolekyyleistä ovat hormoneja kuten insuliini ja adrenaliini, kasvutekijät kuten EGF, sytokiinit kuten IL-6 sekä neurotransmittereita kuten dopamiini ja glutamaatti. Kasveissa signaalit tunnetaan kasvihormoneina, kuten auxinit, gibberellinit, abskisihappo ja etyleeni.

Signaalinsiirtoa varten solut käyttävät erilaisia reseptoreita, joiden sitoutuminen käynnistää signaalinsiirtopolkuja. Tärkeimpiä mekanismeja ovat G-proteiinikytkentäiset reseptorit (GPCR), transmembranaliset reseptorikinaasit (RTK) ja ionikanavareseptorit. Välineinä toimivat välittäjäaineet sekä kaskadit, kuten cAMP, Ca2+, DAG, IP3 sekä MAPK- tai PI3K-Akt-polut. Näiden reaktioiden lopputuloksena voi olla geenin ilmaisun muutos, proteiinien aktiivisuuden säätö tai solujen käyttäytymisen, kuten kasvun, erilaistumisen tai immuunivasteen muutos.

Signaalimolekyyleillä on keskeinen rooli kehityksessä, homeostaattien ylläpidossa ja immuunivasteissa sekä kudosten sopeutumisessa ympäristöön. Virheet signaalin tuotannossa, vastaanottamisessa tai tulkinnassa voivat johtaa sairauksiin, kuten syöpään, autoimmuunireaktioihin tai aineenvaihdunnan häiriöihin. Signaalimolekyylien tutkimus tarjoaa kohteita terapialle ja diagnostiikalle.