Signalstoffs

Signalstoffs, häufig auch als Signalmoleküle bezeichnet, sind chemische Substanzen, die Informationen transportieren und dadurch Reaktionen in Zellen, Organismen oder Populationen auslösen. Sie ermöglichen Kommunikation innerhalb eines Organismus (zelluläre Signale) sowie zwischen Organismen verschiedener Arten (ökologische oder interspezifische Signale). Die Wirkung von Signalstoffen hängt von der passenden Rezeptorbindung, der Konzentration und dem biologischen Kontext ab.

Zu den wichtigsten Kategorien gehören Hormone, Neurotransmitter, Pheromone, Allomone und Phytohormone. Hormone und Neurotransmitter vermitteln innerhalb eines Organismus lang- oder kurzdauernde Signale, während Pheromone Signale zwischen Individuen derselben Art senden. Allomone wirken dem Sender zugutekommend auf andere Arten; Kairomone dagegen zugunsten des Empfängers. Phytohormone regeln in Pflanzen Wachstum, Entwicklung und Reaktionen auf Stress. In Bakterien steuern Signalmoleküle wie Acyl-Homoserin-Lactone (AHL) oder Peptide das Quorum-Sensing-System, das die kollektive Genexpression reguliert.

Auf zellulärer Ebene binden Signalstoffe an spezifische Rezeptoren, wodurch Signalwege aktiviert werden. Typische Reaktionspfade umfassen Änderungen der Genexpression, Aktivierung von Enzymreaktionen oder Veränderungen des Zellzustandes. Die Wirkungsbreite reicht von schnellen, transienten Antworten bis zu langanhaltenden Entwicklungsprozessen.

Signalstoffe spielen in Wissenschaft, Medizin und Landwirtschaft eine zentrale Rolle. Sie dienen als Zielmoleküle bei Therapien, werden zur Koordination von Pflanzenschutzmaßnahmen genutzt und bilden die Grundlage für das Verständnis von Verhalten, Immunität und Ökosystemdynamik.