Signaaltransductie

Signaaltransductie is het proces waarmee cellen signalen van buitenaf omzetten in intracellulaire reacties. Het omvat ontvangst van een signaal door een receptor, de doorgave via een keten van moleculaire stappen en uiteindelijk een respons die kan variëren van veranderingen in genexpressie tot aanpassing van metabolisme, beweging of celdeling.

Receptoren kunnen membraangebonden zijn, zoals G-eiwitgekoppelde receptoren en receptor-tyrosine kinases, of intracellulair, bijvoorbeeld voor lipofiele hormonen. Bij ligandbinding veranderen zij van structuur en zetten zij de signaalketen in werking.

Signaaltransductie berust vaak op tweede boodschappers zoals cAMP, Ca2+, IP3, DAG en cGMP, die het signaal verder verspreiden binnen de cel. Kernreacties worden vaak uitgevoerd door proteïnekinasen die fosforyleren en zo doelwitten activeren of remmen. Veel gebruikte routes zijn de GPCR-cascades, de receptor-tyrosine kinase cascades en de JAK-STAT route, met aanvullende routes zoals MAPK en PI3K-AKT die señalering koppelen aan stofwisseling en groei.

Doel van de transductie is diverse responsen: veranderde genexpressie, aanpassing van enzymactiviteit, veranderingen in ionkanalen of cytoskeletdynamiek, en afstemming met andere signalen.

Regulatie en beëindiging van signalen gebeuren via feedbackmechanismen, desensitisatie en internalisatie van receptoren, afbraak van second messengers en de werking van fosfatasen die fosfaatgroepen verwijderen.

Signaaltransductie is fundamenteel voor ontwikkeling, homeostase en adaptieve responsen. Aandoeningen zoals kanker, diabetes en hartaandoeningen kunnen voortkomen uit storingen in signaalroutes. Veel geneesmiddelen richten zich op receptoren, kinases of boodschappers om signalering te moduleren.