Module 4: Basale mechanismen voor communicatie tussen cellen
Deel 1: Signalen en perceptie, deel A
Wat voor soort signalen zijn er?
Hoe worden deze signalen waargenomen (perceptie)
Hoe worden deze signalen doorgegeven (transductie)
Hoe worden deze signalen omgezet in cellulaire responsen (doelwitten,
processen)
Effector
Response
Binnen een cel communicatie = gist onderzoeken
Ontwikkelingsbiologie = nematode -> tussen cellen en weefsel
Gedrag = drosophila
Sekseverschil = drosophila
Communicatie tussen organisme = drosophila of muizen
Signaaltransductie route
1. Receptoren (op plasmamembraan) nemen extracellulaire signalen waar
2. Receptor activeert intracellulaire transductie route. Die bestaat uit meerdere stappen
3. Effector eiwitten geven het resultaat
a. Metabolische verandering -> enzymen aan of uit zetten
b. Veranderde genen expressie -> transcriptie regulatie eiwit
c. Veranderde cel vorm of start beweging -> cytoskelet eiwit
Wat zijn signalen?
- Aminozuren, peptide, eiwitten
- Hormonen, groeifactoren
- Suikers
- Nucleotiden (ATP, GTP)
- Gassen (O2, NO)
- Ionen
- Vetzuren/lipiden
- Nutriënten (glucose, aminozuren, vetten)
- Temperatuur
- Water
- Osmotisch (ionen, water potentiaal, turgor)
- Mechanisch
- Licht
Extracellulair ↔ intracellulair
Lang ↔ kort levend
Snel ↔ langzaam effect
Alle signaalmoleculen hebben andere eigenschappen en zijn allemaal verschillend van omvang.
Enzymen zijn wel eiwitten, maar niet alle eiwitten zijn enzymen.
1
,Ieder weefsel heeft andere receptoren, dus zullen ook anders reageren op hetzelfde signaal.
De receptoren kunnen op verschillende plekken zitten en kunnen op 4 verschillende
manieren andere cellen contacteren:
1. Contact-afhankelijk = Directe signalering tussen cellen: contact tussen twee
oppervlakte componenten. De ene oppervlakte component is het signaal voor een
ander oppervlakte component.
Voorbeeld:
- Afweersysteem = T-cellen hebben contact met lichaamscellen of witte
bloedcellen door MHC en T-cel receptor.
- Gap junction = Hier delen cellen signalering informatie en reageren
hetzelfde. Er zijn dan twee membraanlagen en dan heb je connecsines die
aan allebei de kanten door het membraan zitten en een structuur vormen.
Via de gap junction kunnen kleine moleculen uitgewisseld worden. Het is
dus een signaaltransductie kanaal.
o Vooral in spiercellen : Het is beter dat spieren tegelijk samentrekken
in plaats van allemaal apart.
2. Paracrien = Signaal wat in de omgeving van de cel zelf een effect zal hebben,
het signaal kan niet ver reizen.
Voorbeeld:
- Groeifactoren die lokaal werken = Denk hierbij aan het herstel aan
weefsel. Zoals de VEGF en dat is een groeifactor die vaten vanuit het
endotheel van bloedvaten stimuleert. Wanneer er te weinig zuurstof is
gaan ze bij het bloedvat zorgen dat er gedeeld wordt en het weefsel
wat te weinig zuurstof heeft gaat bewegen.
De groeifactoren worden vaak door meerdere receptoren
herkent. Dat is veiliger want het signaal wordt niet snel
toevallig geactiveerd.
- Cytokines, NO, ATP, RNA, endocannabinoïden
3. Synaptisch = Vaak elektrisch afhankelijk. Neurotransmitter afhankelijk
signaal naar andere cellen.
Aan het aantal synapsen kun je zien wat er aan de hand is met een persoon.
4. Endocrien = Een signaal wordt uitgescheiden en gaat via de bloedbaan (of
lymfe) ergens anders heen en heeft daar een effect. Systemisch effect van
een uitgescheiden signaal op cellen in andere weefsels.
Voorbeeld:
Endocriene hormonen
- Adrenaline
- Cortisol
- Glucagon
- Insuline
- Testosteron
- Schildklierhormoon
- Vasopressine
- Neurohormonen -> Zitten dus in de hersenen
2
, Receptoren
1. Cell-surface receptoren = Receptoren die signalen aan de buitenkant van
de cel opvangt
- Zitten in het plasma-membraan
- Hydrofiele signalen, want ze moeten in het bloed of tussenruimte zitten.
Die omgevingen zijn hydrofiel
3 typen:
1. Ion kanaal gekoppelde receptoren
2. G-protein gekoppelde receptoren
Complex zit aan het membraan. Zodra het signaal bindt aan
de receptor wordt het G-eiwit aan de binnenkant geactiveerd
en hun werking doen.
3. Enzym-gekoppelde receptoren
Receptor steekt door het membraan heen en heeft een herkenningsdomein. Bestaat uit twee losse
delen en worden pas actief als het signaal ze aan elkaar bindt. Of de twee receptoren moeten
samenkomen voordat een signaal kan binden.
2. Intracellulaire receptoren = Receptoren die signalen ontvangen aan de
binnenkant van de cel.
- Zitten in het cytoplasma of de kern
- Hydrofobe signalen, worden met een carrier eiwit door het lichaam
getransporteerd, maar omdat ze over het celmembraan moeten zijn ze
hydrofoob.
Dit gaat vooral over receptoren van steroïde : Hydrofoob (veel ringstructuren)
Steroïde zit aan een carrier eiwit en die zorgt er ook voor dat de steroïde op de goede plek komt. Zo
komen ze dan samen in de bloedbaan. Het eiwit laat los zodra de steroïde over het membraan moet
gaan op de plek van bestemming. Worden bijna altijd herkent door een receptor in het cytoplasma
en dan naar de kern getransporteerd. Door de binding van het steroïde hormoon wordt een stuk van
het eiwit blootgesteld en dat stukje heeft dan een nucleaire localisation signal. Ze zullen vooral effect
hebben op de expressie van genen. Er ontstaan nieuwe eiwitten en gaat de cel dus veranderen onder
invloed van die hormonen.
Hoe wordt er het goede signaal gebonden?
- Affiniteit gaat omhoog voor het juiste signaal
- Een reactie gaat pas in actie als de concentratie van het signaal hoog genoeg is.
3
Deel 1: Signalen en perceptie, deel A
Wat voor soort signalen zijn er?
Hoe worden deze signalen waargenomen (perceptie)
Hoe worden deze signalen doorgegeven (transductie)
Hoe worden deze signalen omgezet in cellulaire responsen (doelwitten,
processen)
Effector
Response
Binnen een cel communicatie = gist onderzoeken
Ontwikkelingsbiologie = nematode -> tussen cellen en weefsel
Gedrag = drosophila
Sekseverschil = drosophila
Communicatie tussen organisme = drosophila of muizen
Signaaltransductie route
1. Receptoren (op plasmamembraan) nemen extracellulaire signalen waar
2. Receptor activeert intracellulaire transductie route. Die bestaat uit meerdere stappen
3. Effector eiwitten geven het resultaat
a. Metabolische verandering -> enzymen aan of uit zetten
b. Veranderde genen expressie -> transcriptie regulatie eiwit
c. Veranderde cel vorm of start beweging -> cytoskelet eiwit
Wat zijn signalen?
- Aminozuren, peptide, eiwitten
- Hormonen, groeifactoren
- Suikers
- Nucleotiden (ATP, GTP)
- Gassen (O2, NO)
- Ionen
- Vetzuren/lipiden
- Nutriënten (glucose, aminozuren, vetten)
- Temperatuur
- Water
- Osmotisch (ionen, water potentiaal, turgor)
- Mechanisch
- Licht
Extracellulair ↔ intracellulair
Lang ↔ kort levend
Snel ↔ langzaam effect
Alle signaalmoleculen hebben andere eigenschappen en zijn allemaal verschillend van omvang.
Enzymen zijn wel eiwitten, maar niet alle eiwitten zijn enzymen.
1
,Ieder weefsel heeft andere receptoren, dus zullen ook anders reageren op hetzelfde signaal.
De receptoren kunnen op verschillende plekken zitten en kunnen op 4 verschillende
manieren andere cellen contacteren:
1. Contact-afhankelijk = Directe signalering tussen cellen: contact tussen twee
oppervlakte componenten. De ene oppervlakte component is het signaal voor een
ander oppervlakte component.
Voorbeeld:
- Afweersysteem = T-cellen hebben contact met lichaamscellen of witte
bloedcellen door MHC en T-cel receptor.
- Gap junction = Hier delen cellen signalering informatie en reageren
hetzelfde. Er zijn dan twee membraanlagen en dan heb je connecsines die
aan allebei de kanten door het membraan zitten en een structuur vormen.
Via de gap junction kunnen kleine moleculen uitgewisseld worden. Het is
dus een signaaltransductie kanaal.
o Vooral in spiercellen : Het is beter dat spieren tegelijk samentrekken
in plaats van allemaal apart.
2. Paracrien = Signaal wat in de omgeving van de cel zelf een effect zal hebben,
het signaal kan niet ver reizen.
Voorbeeld:
- Groeifactoren die lokaal werken = Denk hierbij aan het herstel aan
weefsel. Zoals de VEGF en dat is een groeifactor die vaten vanuit het
endotheel van bloedvaten stimuleert. Wanneer er te weinig zuurstof is
gaan ze bij het bloedvat zorgen dat er gedeeld wordt en het weefsel
wat te weinig zuurstof heeft gaat bewegen.
De groeifactoren worden vaak door meerdere receptoren
herkent. Dat is veiliger want het signaal wordt niet snel
toevallig geactiveerd.
- Cytokines, NO, ATP, RNA, endocannabinoïden
3. Synaptisch = Vaak elektrisch afhankelijk. Neurotransmitter afhankelijk
signaal naar andere cellen.
Aan het aantal synapsen kun je zien wat er aan de hand is met een persoon.
4. Endocrien = Een signaal wordt uitgescheiden en gaat via de bloedbaan (of
lymfe) ergens anders heen en heeft daar een effect. Systemisch effect van
een uitgescheiden signaal op cellen in andere weefsels.
Voorbeeld:
Endocriene hormonen
- Adrenaline
- Cortisol
- Glucagon
- Insuline
- Testosteron
- Schildklierhormoon
- Vasopressine
- Neurohormonen -> Zitten dus in de hersenen
2
, Receptoren
1. Cell-surface receptoren = Receptoren die signalen aan de buitenkant van
de cel opvangt
- Zitten in het plasma-membraan
- Hydrofiele signalen, want ze moeten in het bloed of tussenruimte zitten.
Die omgevingen zijn hydrofiel
3 typen:
1. Ion kanaal gekoppelde receptoren
2. G-protein gekoppelde receptoren
Complex zit aan het membraan. Zodra het signaal bindt aan
de receptor wordt het G-eiwit aan de binnenkant geactiveerd
en hun werking doen.
3. Enzym-gekoppelde receptoren
Receptor steekt door het membraan heen en heeft een herkenningsdomein. Bestaat uit twee losse
delen en worden pas actief als het signaal ze aan elkaar bindt. Of de twee receptoren moeten
samenkomen voordat een signaal kan binden.
2. Intracellulaire receptoren = Receptoren die signalen ontvangen aan de
binnenkant van de cel.
- Zitten in het cytoplasma of de kern
- Hydrofobe signalen, worden met een carrier eiwit door het lichaam
getransporteerd, maar omdat ze over het celmembraan moeten zijn ze
hydrofoob.
Dit gaat vooral over receptoren van steroïde : Hydrofoob (veel ringstructuren)
Steroïde zit aan een carrier eiwit en die zorgt er ook voor dat de steroïde op de goede plek komt. Zo
komen ze dan samen in de bloedbaan. Het eiwit laat los zodra de steroïde over het membraan moet
gaan op de plek van bestemming. Worden bijna altijd herkent door een receptor in het cytoplasma
en dan naar de kern getransporteerd. Door de binding van het steroïde hormoon wordt een stuk van
het eiwit blootgesteld en dat stukje heeft dan een nucleaire localisation signal. Ze zullen vooral effect
hebben op de expressie van genen. Er ontstaan nieuwe eiwitten en gaat de cel dus veranderen onder
invloed van die hormonen.
Hoe wordt er het goede signaal gebonden?
- Affiniteit gaat omhoog voor het juiste signaal
- Een reactie gaat pas in actie als de concentratie van het signaal hoog genoeg is.
3
