Concept 9.1 external signals
Adrenaline (epinephrine):
Cellen kunnen communiceren met andere cellen en reageren op de signalen die ze van andere cellen
en hun omgeving krijgen.
- Signalen zijn meestal chemische verbindingen.
- Iden?eke mechanismen voor cel-communica?e bij verschillende soorten en bij verschillende
processen.
à Hart gaat sneller kloppen, er wordt energie vrijgemaakt.
Evolu?e van cel signalering:
Communica?e bij bacteriën:
- Kunnen popula?edichtheid op te merken en hun gedrag erop afstemmen = quorum sensing:
genexpressie aanpassen op popula?edichtheid.
o Nutriënten beschikbaar.
Eencellige eukaryoten:
Communiceren doormiddel van bepaalde mee?ng factors:
- Gist cel komen voor in een haploïd a en α (1 set chromosomen).
1. Scheiden ma?ng factors uit (korte pep?de).
2. a-cel scheid a-factor uit en α-cel scheidt α-factor uit.
3. Kunnen binden op receptoren van de andere cel.
4. Wanneer die twee met elkaar binden, weten ze van elkaar dat ze in de buurt zijn → kunnen zich
gaan fuseren = ma?ng.
5. Vorming van diploïde cel = nieuwe a/α -cel.
Cel <–> cel communica?e:
Communica?e door directe contact (liggen tegen elkaar aan):
- Maken van cell junc?ons, stoffen kunnen diffunderen door de kanaaltjes tussen cellen:
o Gap junc?ons bij dierlijke cellen.
o Plasmodesmata bij plantencellen.
- Cell-cell recogni?on, cellen hebben moleculen (eiwi_en) liggen op de oppervlakte die kunnen
binden met andere cellen.
o Signaal wordt doorgegeven aan de binnenkant van de cel wanneer de receptor van de ene
cel bindt met de receptor van de andere cel.
Communica?e door uitgescheiden moleculen:
Lokaal (korte afstand signalering):
1. Paracrien: signalerende cel scheidt een lokale regulator uit d.m.v. blaasjes te laten fuseren
waarbij een eiwit in de extracellulaire omgeving komt → bindt aan cellen die daar in de omgeving
heen liggen.
o Autocrien: wanneer signaal moleculen aan zichzelf binden.
2. Synap?sche spleet: elektrisch signaal zorgt voor het vrijlaten van neurotransmi_ers,
neurotransmi_ers fuseren met de synapsen → bindt aan kanaaltjes van de ontvangende cel,
signaal wordt doorgegeven.
Lange afstand:
1. Endocrien: endocriene cel scheidt een hormoon uit naar de bloedbaan, hormoon kan hele
bloedbaan doorgaan → bindt op een hele andere plek aan een target cel.
- Signaalstof is hormoon.
Cel signalering:
Signaal bereikt de cel via 3 stappen leidt dit tot een reac?e in de (target) cel.
1. Recep?e (ontvangst)
1
, - Signaal molecuul komt aan, moet ontvangen worden door een receptor op de signaal-
ontvangende cel.
2. Transduc?e (doorgeven)
- Receptor ondergaat vaak een vormverandering → geec het signaal door aan relay moleculen.
3. Respons (reac?e)
- Signaal komt aan bij een molecuul dat ac?veert een bepaalde cellulaire reac?e.
Concept 9.2 recep4on
Receptoren:
- Binding tussen het signaal (= ligand) en receptor is zeer specifiek.
- Na binding van ligand en receptor, ondergaat de receptor een conforma?e → binnenkant gaat
de vorm meestal ook veranderen waardoor andere dingen aan kunnen binden.
o Signaal van buiten naar binnen doorgeven.
- Meestal zi_en de receptoren in het plasmamembraan.
Moleculaire schakelaars (aan/uit):
Schakelaar 1: G-eiwit.
- Uit: GDP is gebonden (gueninedifosfaat).
o Aanze_en: GDP wordt losgelaten, GTP bindt (gueninetrifosfaat).
- Aan: GTP is gebonden.
o Uitze_en: GTP hydrolyseren naar GDP + Pi.
- Door G-eiwit zelf (na verloop van ?jd).
Schakelaar 2: fosforylering.
- Uit: ongefosforyleerd.
o Aanze_en: fosfaat wordt overgedragen van ATP naar een eiwit (+ ADP) → door kinase.
- Aan: fosfaat (P) (covalent) gebonden.
o Uitze_en: fosfaat verwijderen → door fosfatase.
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR):
7 keer door het membraan heen als α-helices.
1. Systeem bestaat uit: receptor, G-eiwit en effector (enzym).
2. Ligand bindt → G-eiwit bindt aan receptor en wisselt GDP voor GTP.
3. Receptor wordt inac?ef → G-eiwit ac?veert enzym.
4. G-eiwit hydrolyseert GTP (naar GDP), systeem staat uit.
Tyrosine kinase receptors:
Receptor is een kinase: kan een fosfaat aan een ander eiwit ze_en.
- 1 receptor kan meerdere routes in de cel aanze_en, veel betrokken bij groeifactoren (kanker).
1. Systeem bestaat uit 2 receptoren.
2. Wanneer het ligand bindt → brengt het de 2 receptoren bij elkaar = vormt een dimeer.
3. Receptoren gaan elkaar fosforylering = cross-fosforyla?e, op tyrosine-residue.
4. Gefosforyleerde receptoren binden relay moleculen die het signaal doorgeven.
Ion-kanaal receptoren:
1. Ligand bindt aan het ligand-gated ion-kanaal receptor.
2. Kanaal gaat open waardoor de specifieke ionen naar binnen gaan → volgt een cellulaire reac?e in
de cel op.
3. Ligand laat los en kanaal gaat dicht.
- Ligand bij deze kanalen zijn neurotransmi_ers, sommige worden geac?veerd door een
elektrisch signaal.
- Kan ook intercellulair gebeuren.
2
, Intracellulaire receptoren:
Zi_en in het cytosol of in de kern van een cel.
- Liganden passeren het membraan: is dus klein en hydrofoob (steroïde hormonen).
- Een geac?veerde receptor kan als transcrip?efactor werken: specifieke genen aan- of uitze_en.
Concept 9.3 transduc4on
Van signaal naar reac?e = mul?step process. Voordelen:
- Mogelijkheid tot amplifica?e (versterking) van signaal.
- Veel mogelijkheden op regula?e.
Eiwit (de)fosforyla?e in transduc?e:
Fosforyla?e en defosforyla?e worden veel gebruikt om ac?viteiten in een eiwit te reguleren.
- Kinases brengen fosfaat (P) van ATP over naar een eiwit.
- Veel relay-moleculen in een signaaltransduc?e route zijn kinases = fosforyla?e cascade.
Fosfatases kunnen een geac?veerd eiwit weer inac?veren → door het verwijderen van een fosfaat
groep.
Second messengers:
Geven een signaal door ?jdens veel signaaltransduc?e routes.
- Klein, wateroplosbaar molecuul/ion (niet een eiwit).
- Verspreidt zich door een cel via diffusie.
- Voorbeelden: CA2+, IP3, DAG, cAMP (cyclische AMP).
Cyclische AMP (cAMP):
Wordt gebruikt als second messenger.
- Geproduceerd door adenylyl cyclase.
- Afgebroken door phosphodiesterase.
Concept 9.4 response
Respons op signalering:
- Inac?ef transcrip?e factor → ac?ef transcrip?e factor: genexpressie.
- Openen van kanalen
- S?muleren of remmen van bepaalde enzymen.
- Aanze_en van metabole route.
- Cel beweging: immuun cel die ergens naartoe moet bewegen.
- Cel prolifera?e
Regula?e van respons: amplifica?e
- Adrenaline → zorgt voor veel cel responsen.
o In levercel: vrijmaken van energie dus glycogeen → glucose.
Binding van 1 adrenaline (epinephrine) aan G-eiwit-gekoppelde receptor → glycogeen naar 108 glucose
- Inac?eve G-eiwit wordt geac?veerd G-eiwit 102.
- Inac?eve adenylyl cyclase wordt geac?veerd adenylyl cyclase102.
- ATP wordt cyclische AMP 104.
- Inac?eve eiwit kinase wordt geac?veerd eiwit kinase 104.
- Inac?eve phosphorylase kinase wordt geac?veerd phosphorylase kinase 105.
- Inac?eve glycogeen phosphorylase wordt geac?veerd glycogeen phosphorylase 106.
Regula?e van respons: Specificiteit/coördina?e
Adrenaline → zorgt voor veel cel responsen:
1. Levercel: aoraak van glycogeen.
2. Skeletspieren: aoraak van glycogeen.
3
Adrenaline (epinephrine):
Cellen kunnen communiceren met andere cellen en reageren op de signalen die ze van andere cellen
en hun omgeving krijgen.
- Signalen zijn meestal chemische verbindingen.
- Iden?eke mechanismen voor cel-communica?e bij verschillende soorten en bij verschillende
processen.
à Hart gaat sneller kloppen, er wordt energie vrijgemaakt.
Evolu?e van cel signalering:
Communica?e bij bacteriën:
- Kunnen popula?edichtheid op te merken en hun gedrag erop afstemmen = quorum sensing:
genexpressie aanpassen op popula?edichtheid.
o Nutriënten beschikbaar.
Eencellige eukaryoten:
Communiceren doormiddel van bepaalde mee?ng factors:
- Gist cel komen voor in een haploïd a en α (1 set chromosomen).
1. Scheiden ma?ng factors uit (korte pep?de).
2. a-cel scheid a-factor uit en α-cel scheidt α-factor uit.
3. Kunnen binden op receptoren van de andere cel.
4. Wanneer die twee met elkaar binden, weten ze van elkaar dat ze in de buurt zijn → kunnen zich
gaan fuseren = ma?ng.
5. Vorming van diploïde cel = nieuwe a/α -cel.
Cel <–> cel communica?e:
Communica?e door directe contact (liggen tegen elkaar aan):
- Maken van cell junc?ons, stoffen kunnen diffunderen door de kanaaltjes tussen cellen:
o Gap junc?ons bij dierlijke cellen.
o Plasmodesmata bij plantencellen.
- Cell-cell recogni?on, cellen hebben moleculen (eiwi_en) liggen op de oppervlakte die kunnen
binden met andere cellen.
o Signaal wordt doorgegeven aan de binnenkant van de cel wanneer de receptor van de ene
cel bindt met de receptor van de andere cel.
Communica?e door uitgescheiden moleculen:
Lokaal (korte afstand signalering):
1. Paracrien: signalerende cel scheidt een lokale regulator uit d.m.v. blaasjes te laten fuseren
waarbij een eiwit in de extracellulaire omgeving komt → bindt aan cellen die daar in de omgeving
heen liggen.
o Autocrien: wanneer signaal moleculen aan zichzelf binden.
2. Synap?sche spleet: elektrisch signaal zorgt voor het vrijlaten van neurotransmi_ers,
neurotransmi_ers fuseren met de synapsen → bindt aan kanaaltjes van de ontvangende cel,
signaal wordt doorgegeven.
Lange afstand:
1. Endocrien: endocriene cel scheidt een hormoon uit naar de bloedbaan, hormoon kan hele
bloedbaan doorgaan → bindt op een hele andere plek aan een target cel.
- Signaalstof is hormoon.
Cel signalering:
Signaal bereikt de cel via 3 stappen leidt dit tot een reac?e in de (target) cel.
1. Recep?e (ontvangst)
1
, - Signaal molecuul komt aan, moet ontvangen worden door een receptor op de signaal-
ontvangende cel.
2. Transduc?e (doorgeven)
- Receptor ondergaat vaak een vormverandering → geec het signaal door aan relay moleculen.
3. Respons (reac?e)
- Signaal komt aan bij een molecuul dat ac?veert een bepaalde cellulaire reac?e.
Concept 9.2 recep4on
Receptoren:
- Binding tussen het signaal (= ligand) en receptor is zeer specifiek.
- Na binding van ligand en receptor, ondergaat de receptor een conforma?e → binnenkant gaat
de vorm meestal ook veranderen waardoor andere dingen aan kunnen binden.
o Signaal van buiten naar binnen doorgeven.
- Meestal zi_en de receptoren in het plasmamembraan.
Moleculaire schakelaars (aan/uit):
Schakelaar 1: G-eiwit.
- Uit: GDP is gebonden (gueninedifosfaat).
o Aanze_en: GDP wordt losgelaten, GTP bindt (gueninetrifosfaat).
- Aan: GTP is gebonden.
o Uitze_en: GTP hydrolyseren naar GDP + Pi.
- Door G-eiwit zelf (na verloop van ?jd).
Schakelaar 2: fosforylering.
- Uit: ongefosforyleerd.
o Aanze_en: fosfaat wordt overgedragen van ATP naar een eiwit (+ ADP) → door kinase.
- Aan: fosfaat (P) (covalent) gebonden.
o Uitze_en: fosfaat verwijderen → door fosfatase.
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR):
7 keer door het membraan heen als α-helices.
1. Systeem bestaat uit: receptor, G-eiwit en effector (enzym).
2. Ligand bindt → G-eiwit bindt aan receptor en wisselt GDP voor GTP.
3. Receptor wordt inac?ef → G-eiwit ac?veert enzym.
4. G-eiwit hydrolyseert GTP (naar GDP), systeem staat uit.
Tyrosine kinase receptors:
Receptor is een kinase: kan een fosfaat aan een ander eiwit ze_en.
- 1 receptor kan meerdere routes in de cel aanze_en, veel betrokken bij groeifactoren (kanker).
1. Systeem bestaat uit 2 receptoren.
2. Wanneer het ligand bindt → brengt het de 2 receptoren bij elkaar = vormt een dimeer.
3. Receptoren gaan elkaar fosforylering = cross-fosforyla?e, op tyrosine-residue.
4. Gefosforyleerde receptoren binden relay moleculen die het signaal doorgeven.
Ion-kanaal receptoren:
1. Ligand bindt aan het ligand-gated ion-kanaal receptor.
2. Kanaal gaat open waardoor de specifieke ionen naar binnen gaan → volgt een cellulaire reac?e in
de cel op.
3. Ligand laat los en kanaal gaat dicht.
- Ligand bij deze kanalen zijn neurotransmi_ers, sommige worden geac?veerd door een
elektrisch signaal.
- Kan ook intercellulair gebeuren.
2
, Intracellulaire receptoren:
Zi_en in het cytosol of in de kern van een cel.
- Liganden passeren het membraan: is dus klein en hydrofoob (steroïde hormonen).
- Een geac?veerde receptor kan als transcrip?efactor werken: specifieke genen aan- of uitze_en.
Concept 9.3 transduc4on
Van signaal naar reac?e = mul?step process. Voordelen:
- Mogelijkheid tot amplifica?e (versterking) van signaal.
- Veel mogelijkheden op regula?e.
Eiwit (de)fosforyla?e in transduc?e:
Fosforyla?e en defosforyla?e worden veel gebruikt om ac?viteiten in een eiwit te reguleren.
- Kinases brengen fosfaat (P) van ATP over naar een eiwit.
- Veel relay-moleculen in een signaaltransduc?e route zijn kinases = fosforyla?e cascade.
Fosfatases kunnen een geac?veerd eiwit weer inac?veren → door het verwijderen van een fosfaat
groep.
Second messengers:
Geven een signaal door ?jdens veel signaaltransduc?e routes.
- Klein, wateroplosbaar molecuul/ion (niet een eiwit).
- Verspreidt zich door een cel via diffusie.
- Voorbeelden: CA2+, IP3, DAG, cAMP (cyclische AMP).
Cyclische AMP (cAMP):
Wordt gebruikt als second messenger.
- Geproduceerd door adenylyl cyclase.
- Afgebroken door phosphodiesterase.
Concept 9.4 response
Respons op signalering:
- Inac?ef transcrip?e factor → ac?ef transcrip?e factor: genexpressie.
- Openen van kanalen
- S?muleren of remmen van bepaalde enzymen.
- Aanze_en van metabole route.
- Cel beweging: immuun cel die ergens naartoe moet bewegen.
- Cel prolifera?e
Regula?e van respons: amplifica?e
- Adrenaline → zorgt voor veel cel responsen.
o In levercel: vrijmaken van energie dus glycogeen → glucose.
Binding van 1 adrenaline (epinephrine) aan G-eiwit-gekoppelde receptor → glycogeen naar 108 glucose
- Inac?eve G-eiwit wordt geac?veerd G-eiwit 102.
- Inac?eve adenylyl cyclase wordt geac?veerd adenylyl cyclase102.
- ATP wordt cyclische AMP 104.
- Inac?eve eiwit kinase wordt geac?veerd eiwit kinase 104.
- Inac?eve phosphorylase kinase wordt geac?veerd phosphorylase kinase 105.
- Inac?eve glycogeen phosphorylase wordt geac?veerd glycogeen phosphorylase 106.
Regula?e van respons: Specificiteit/coördina?e
Adrenaline → zorgt voor veel cel responsen:
1. Levercel: aoraak van glycogeen.
2. Skeletspieren: aoraak van glycogeen.
3
