signaalomzettingsketens

Signaalomzettingsketens zijn netwerken van moleculen die een extern signaal omzetten in een cellulaire respons. Ze bestaan uit drie hoofdonderdelen: herkenning van het signaal door een receptor, signaaltransductie via een cascade van moleculaire gebeurtenissen en uiteindelijk een respons, zoals veranderingen in genexpressie of enzymatische activiteit. Het doel is dat cellen snel en nauwkeurig kunnen reageren op omgevingsveranderingen.

Signaalreceptoren bevinden zich op het celoppervlak, in het cytoplasma of in de kern. Veelvoorkomende types zijn G-eiwitgekoppelde receptoren (GPCRs) en receptor-tyrosinekinasen. Liganden zoals hormonen, neurotransmitters of groeifactoren binden aan deze receptoren, wat vaak leidt tot activatie van transducers zoals G-eiwitten, kinases of ionkanalen. Signalen worden vervolgens omgezet in secundaire boodschappers zoals cAMP, calciumionen (Ca2+), inositoltrisfosfaat (IP3) en diacylglycerol (DAG), die de cascade verder aansturen. Effectoren zoals proteïnekinasen, fosfatasen en transcriptionele factoren voeren uiteindelijk de gewenste respons uit.

Signaalomzettingsketens vertonen vaak versterking: één receptor kan via meerdere koppelingen een groot celantwoord veroorzaken. Cascades bestaan uit opeenvolgende enzymactivering (bijv. MAPK/ERK, PKA, PKC) en eindigen in veranderingen in eiwitten of genexpressie. Afstemming vindt plaats via scaffold-eiwitten en cross-talk met andere routes, zodat signalen kunnen integreren en specifieke responsen bepalen.

Het signaal wordt gemoduleerd en beëindigd door desensitisatie van receptoren, endocytose of afbraak van boodschappers en door fosfactasen die fosfaatgroepen verwijderen. Regulatoire feedbackmechanismen voorkomen overreactie en helpen de cel terug te keren naar de rusttoestand. Fouten in signaalomzettingsketens dragen bij aan ziekten zoals kanker, diabetes en neurodegeneratieve aandoeningen, en vormen belangrijke therapeutische targets.