signaalmolekule

Een signaalmolekule is een molecuul dat informatie overbrengt tussen cellen of binnen een cel en zo biologische processen reguleert. Signaalmoleculen kunnen worden onderscheiden naar hun bereik: intercellulaire signalering tussen cellen en intracellulaire signalering binnen een cel. Voorbeelden zijn hormonen, neurotransmitters, cytokinen en groeifactoren, maar ook kleinere moleculen zoals stikstofoxide.

Signaalmoleculen werken door binding aan receptoren op doelcellen. Dit kan op het celoppervlak gebeuren, bijvoorbeeld via GPCRs of receptor-tyrosinekinasen, of in de cytoplasma of kern van de cel voor lipofiele stoffen. Binding activeert signaaltransductie: een cascade die leidt tot tweede boodschappers zoals cAMP, Ca2+, IP3 of NO, waardoor de respons van de cel verandert (bijvoorbeeld genexpressie, stofwisseling, beweging of celdeling). Afstanden variëren van lokaal (autocrien, paracrien, synaptisch) tot hormonaal langafstandsignaal.

Receptoren zijn doorgaans zeer specifiek voor een bepaald signaal en kunnen via feedbackregulatie worden aangezet of uitgeschakeld. De signaalketen wordt beëindigd door afbraak van het molecuul, terugname (reuptake) of diffusie uit het gebied, waardoor de signaalintensiteit afneemt. Signaalroutes kunnen elkaar kruisen en moduleren, wat zorgt voor nauwkeurige regulatie maar ook voor kans op misregulatie bij ziekten.

Naast dierlijke signaling spelen signaalmoleculen in planten een cruciale rol, bijvoorbeeld fytohormonen zoals auxine, gibberellinen en ethyleen, die groei en stressrespons regelen. De studie van signaalmolekulen is centraal in biologie, geneeskunde en biotechnologie en helpt verklaren hoe cellen informatie verwerken en zich aanpassen aan hun omgeving.