H6: Signaaltransductie
1. Signaalmoleculen en receptoren
We kijken naar hoe een signaal van cel A naar cel B wordt overgegeven, en hoe cel B daar dan op gaat
reageren. En cel transductie betekend dat er in de cel een hele schakeling aan signalen doorgegeven
gaat worden.
Signaalmolecule gaat binden en gaat in de cel een hele cascade aan events te weeg brengen om finaal
die cel iets te laten doen. Iets te laten reageren qua spiercontractie, secretie …
1.2 Cellulaire communicatie
Informatie-uitwisseling in multicellulair organisme is van vitaal belang
Cel-cel (Dit gaan we vooral bekijken in deze cursus)
o Zenuwstelsel
o Hormonaal stelsel
o …
Hoe kunnen individuele cellen met elkaar communiceren
• Cel-buitenwereld
o Zintuigelijke waarneming: zicht, gehoor, smaak, reuk, tast
• Cel-interne omgeving
o Bloeddruk, glycemie, pO2, pCO2, pH, …
• Doel cel-cel communicatie
o Ontwikkeling en embryogenese, groei
o Functionele integratie van organen
(bv. ß-cel en pancreas die communiceren met spieren)
o Homeostase: constant houden van intern milieu, metabolisme
o Interactie met de interne omgeving
1.3 Intracellulaire communicatie
Signaalcel
• Aanmaak en opslag van signaalmolecule.
• Afgave van signaal molecule door stimulus.
Transport van signaalmolecule
Doelwitcel
• Binding van signaalmolecule aan receptor.
• Activeren van signaaltransductie.
• Cellulaire respons: korte termijn versus lange
termijn. (kan lang of kort duren tot response)
Beëindigen van signaal
Signaalcel, de cel die het signaal uitscheidt, en doelwitcel is de cel die het signaal ontvangt (en
reageert). Signaalcel maakt een signaalmolecule aan en stelt deze vrij. De doelwit cellen liggen niet
altijd naast de signaalcellen, ze moeten getransporteerd worden. Er wordt een hele cascade in gang
gezet en finaal komt er dan een response, response afhankelijk van de doelwitcel. Dan moet signaal
nog stopgezet worden.
, 1.4 Chemische identiteit van signaalmoleculen
1.4.1 Primary messengers
Eiwitten en peptiden Nucleotiden: ATP, ADP
• Insuline, groeifactoren
Nucleosiden: adenosine
Aminozuren of derivaten
• Glutamaat, GABA, glycine Steroïden
• Glycocorticoïden
Biogene amines • Estrogeen, testosteron, progesteron
• Acetylcholine
• Adrenaline, noradrenaline Eicosanoïden
• Dopamine • Prostaglandines, leukotriënen
• Serotonine
• Histamine Gassen: NO, CO
we bekijken eerst de afgave van signaalmoleculen, thv de signaalcel.
Hier is een heel lijstje van voorbeelden wat signaalmoleculen kunnen zijn.
1.5 Synthese van signaalmoleculen
Hoe worden deze signaalmoleculen gemaakt?:
Ofwel via algemene metabole paden
• Eiwitten, peptiden, aminozuren, ATP
Worden gemaakt in de secretorische route, ze worden verpakt in een secretorisch vesikel,,
daar blijven wachten en wanneer er een signaalkomt worden ze afgegeven buiten de cel.
En kunnen ze een signaal doorgeven aan een andere cel. En dus een andere cel gaan
activeren.
Naar de aanmaak gaan we hier niet verder naar kijken, dat hebben we gezien in H5
Ofwel via specifieke set van enzymatische reacties
• Steroidhormonen
Ze worden gemaakt van cholesterol, cholesterol is een bouwsteen voor al onze
steroïdhomonen, denk aan oestrogeen, progesteron… en je hebt dus een enzymatische
reactie nodig om deze dan te maken. Dit gebeurt NIET door de secretorische route. Er is een
specifieke set van enzymen nodig.
• Eicosanoïden
Voor sommige signaalmoleculen is er een enzymatische reactie nodig. Gaan we niet verder op
in, maar weten dat singaalmoleculen ook op een andere manier kunnen gemaakt worden.
, 1.6 Afgave van signaalmoleculen
Geregelde exocytose Diffusie uit cel
• Vereist opslag van signaalmolecule in secretorische vesikel. • NO, steroïden, eicosanoïden
o Eiwitten en peptiden o Vrije diffusie uit cel: lipofiel
o Biogene amines, aminozuren, nucleotiden, o Geen vesikulaire opslag mogelijk
nucleosiden • Regeling van vrijstelling op niveau van synthese
• Afgave door geregelde exocytose. van signaalmolecule
o Stimulus → Ca2+ ↑ → afgave o Stimulus → aanmaak → afgave
Geregelde exocytose
Afgave hebben we ook reeds gezien, heel veel signaalmoleculen worden verpakt in een secretorische
vesikel. Signaalmoleculen worden dus altijd via geregelde excoytose vrijgesteld als ze verpakt zijn in
een vesikel. Dit gebeurt niet spontaan. Als ze opgeslagen zijn in een vesikel dan is er altijd een trigger
nodig, om die buiten de cel af te geven. Signaaltransductie is enkel nodig, wanneer dit moet gebeuren.
Denk aan contractie van de spieren.
Diffusie uit cel
Wat nu met gassen of steroïdhormonen, deze gaan niet in een vesikel ingepakt worden want deze
kunnen gewoon doorheen de membraan diffunderen.
De aanmaak start pas als er een stimulus is.
1.7 Vormen van communicatie
Signaalmoleculen komen terecht in doelwitcellen via een transportsysteem.
Signaalmoleculen en doelwitcellen liggen niet altijd dicht bij elkaar. Er zijn 4 vormen van communicatie,
deze is afhankelijk van het type transport dat nodig is om zijn doelwit cel te bereiken.
, 1.7.1 Endocriene interactie
Dit wil zeggen dat de signaal cel en de doelwitcel op een grote afstand van elkaar liggen.
Signaal cel kan bijvoorbeeld een endocriene klier zijn, het signaalmolecule is dan een hormoon en de
doelwit cel is dan een cel die op afstand ligt van die endocriene klier, de signaal cel.
Denk aan de ß-cel in de pancreas die insuline vrijstelt en insuline bindt dan op de spiercel die op een
grote afstand ligt. Dus dat signaalmolecule moet op een hele grote afstand, via het bloed
getransporteerd worden.
Dus bij endocriene interactie heb je dus transport van de signaalmolecule via het bloed om ze dan op
die manier op de juiste locatie te brengen.
1.7.2 Paracriene interactie
Er zijn ook cellen die naast elkaar liggen en met elkaar communiceren. Dan spreken we over een
paracriene interactie. Er is dus geen transport nodig via het bloed, maar zal het transport van het
signaalmolecule verlopen via diffusie. Zal een signaalmolecule uitgescheiden worden door signaal cel
en kunnen diffunderen en op die manier de doelwit cel bereiken en activeren.
De signaalcel is dan een paracriene cel, die een paracriene factor uitscheidt die met lokaal transport
via diffusie de doelwit cel die in nabijheid van paracriene cel bereikt en activeert.
Een voorbeeld is een vasculaire endotheelcel, cellen die de binnenkant van je bloedvat bedekken. Deze
kunnen NO uitscheiden zodra het is aangemaakt na een stimulus. NO gaat dan diffunderen in de cellen
die ernaast liggen, de gladde spiercellen, die de spiercellen rond je bloedvat vormen.
En dan zullen deze spieren samentrekken om de diameter van het bloedvat te wijzigen.
1. Signaalmoleculen en receptoren
We kijken naar hoe een signaal van cel A naar cel B wordt overgegeven, en hoe cel B daar dan op gaat
reageren. En cel transductie betekend dat er in de cel een hele schakeling aan signalen doorgegeven
gaat worden.
Signaalmolecule gaat binden en gaat in de cel een hele cascade aan events te weeg brengen om finaal
die cel iets te laten doen. Iets te laten reageren qua spiercontractie, secretie …
1.2 Cellulaire communicatie
Informatie-uitwisseling in multicellulair organisme is van vitaal belang
Cel-cel (Dit gaan we vooral bekijken in deze cursus)
o Zenuwstelsel
o Hormonaal stelsel
o …
Hoe kunnen individuele cellen met elkaar communiceren
• Cel-buitenwereld
o Zintuigelijke waarneming: zicht, gehoor, smaak, reuk, tast
• Cel-interne omgeving
o Bloeddruk, glycemie, pO2, pCO2, pH, …
• Doel cel-cel communicatie
o Ontwikkeling en embryogenese, groei
o Functionele integratie van organen
(bv. ß-cel en pancreas die communiceren met spieren)
o Homeostase: constant houden van intern milieu, metabolisme
o Interactie met de interne omgeving
1.3 Intracellulaire communicatie
Signaalcel
• Aanmaak en opslag van signaalmolecule.
• Afgave van signaal molecule door stimulus.
Transport van signaalmolecule
Doelwitcel
• Binding van signaalmolecule aan receptor.
• Activeren van signaaltransductie.
• Cellulaire respons: korte termijn versus lange
termijn. (kan lang of kort duren tot response)
Beëindigen van signaal
Signaalcel, de cel die het signaal uitscheidt, en doelwitcel is de cel die het signaal ontvangt (en
reageert). Signaalcel maakt een signaalmolecule aan en stelt deze vrij. De doelwit cellen liggen niet
altijd naast de signaalcellen, ze moeten getransporteerd worden. Er wordt een hele cascade in gang
gezet en finaal komt er dan een response, response afhankelijk van de doelwitcel. Dan moet signaal
nog stopgezet worden.
, 1.4 Chemische identiteit van signaalmoleculen
1.4.1 Primary messengers
Eiwitten en peptiden Nucleotiden: ATP, ADP
• Insuline, groeifactoren
Nucleosiden: adenosine
Aminozuren of derivaten
• Glutamaat, GABA, glycine Steroïden
• Glycocorticoïden
Biogene amines • Estrogeen, testosteron, progesteron
• Acetylcholine
• Adrenaline, noradrenaline Eicosanoïden
• Dopamine • Prostaglandines, leukotriënen
• Serotonine
• Histamine Gassen: NO, CO
we bekijken eerst de afgave van signaalmoleculen, thv de signaalcel.
Hier is een heel lijstje van voorbeelden wat signaalmoleculen kunnen zijn.
1.5 Synthese van signaalmoleculen
Hoe worden deze signaalmoleculen gemaakt?:
Ofwel via algemene metabole paden
• Eiwitten, peptiden, aminozuren, ATP
Worden gemaakt in de secretorische route, ze worden verpakt in een secretorisch vesikel,,
daar blijven wachten en wanneer er een signaalkomt worden ze afgegeven buiten de cel.
En kunnen ze een signaal doorgeven aan een andere cel. En dus een andere cel gaan
activeren.
Naar de aanmaak gaan we hier niet verder naar kijken, dat hebben we gezien in H5
Ofwel via specifieke set van enzymatische reacties
• Steroidhormonen
Ze worden gemaakt van cholesterol, cholesterol is een bouwsteen voor al onze
steroïdhomonen, denk aan oestrogeen, progesteron… en je hebt dus een enzymatische
reactie nodig om deze dan te maken. Dit gebeurt NIET door de secretorische route. Er is een
specifieke set van enzymen nodig.
• Eicosanoïden
Voor sommige signaalmoleculen is er een enzymatische reactie nodig. Gaan we niet verder op
in, maar weten dat singaalmoleculen ook op een andere manier kunnen gemaakt worden.
, 1.6 Afgave van signaalmoleculen
Geregelde exocytose Diffusie uit cel
• Vereist opslag van signaalmolecule in secretorische vesikel. • NO, steroïden, eicosanoïden
o Eiwitten en peptiden o Vrije diffusie uit cel: lipofiel
o Biogene amines, aminozuren, nucleotiden, o Geen vesikulaire opslag mogelijk
nucleosiden • Regeling van vrijstelling op niveau van synthese
• Afgave door geregelde exocytose. van signaalmolecule
o Stimulus → Ca2+ ↑ → afgave o Stimulus → aanmaak → afgave
Geregelde exocytose
Afgave hebben we ook reeds gezien, heel veel signaalmoleculen worden verpakt in een secretorische
vesikel. Signaalmoleculen worden dus altijd via geregelde excoytose vrijgesteld als ze verpakt zijn in
een vesikel. Dit gebeurt niet spontaan. Als ze opgeslagen zijn in een vesikel dan is er altijd een trigger
nodig, om die buiten de cel af te geven. Signaaltransductie is enkel nodig, wanneer dit moet gebeuren.
Denk aan contractie van de spieren.
Diffusie uit cel
Wat nu met gassen of steroïdhormonen, deze gaan niet in een vesikel ingepakt worden want deze
kunnen gewoon doorheen de membraan diffunderen.
De aanmaak start pas als er een stimulus is.
1.7 Vormen van communicatie
Signaalmoleculen komen terecht in doelwitcellen via een transportsysteem.
Signaalmoleculen en doelwitcellen liggen niet altijd dicht bij elkaar. Er zijn 4 vormen van communicatie,
deze is afhankelijk van het type transport dat nodig is om zijn doelwit cel te bereiken.
, 1.7.1 Endocriene interactie
Dit wil zeggen dat de signaal cel en de doelwitcel op een grote afstand van elkaar liggen.
Signaal cel kan bijvoorbeeld een endocriene klier zijn, het signaalmolecule is dan een hormoon en de
doelwit cel is dan een cel die op afstand ligt van die endocriene klier, de signaal cel.
Denk aan de ß-cel in de pancreas die insuline vrijstelt en insuline bindt dan op de spiercel die op een
grote afstand ligt. Dus dat signaalmolecule moet op een hele grote afstand, via het bloed
getransporteerd worden.
Dus bij endocriene interactie heb je dus transport van de signaalmolecule via het bloed om ze dan op
die manier op de juiste locatie te brengen.
1.7.2 Paracriene interactie
Er zijn ook cellen die naast elkaar liggen en met elkaar communiceren. Dan spreken we over een
paracriene interactie. Er is dus geen transport nodig via het bloed, maar zal het transport van het
signaalmolecule verlopen via diffusie. Zal een signaalmolecule uitgescheiden worden door signaal cel
en kunnen diffunderen en op die manier de doelwit cel bereiken en activeren.
De signaalcel is dan een paracriene cel, die een paracriene factor uitscheidt die met lokaal transport
via diffusie de doelwit cel die in nabijheid van paracriene cel bereikt en activeert.
Een voorbeeld is een vasculaire endotheelcel, cellen die de binnenkant van je bloedvat bedekken. Deze
kunnen NO uitscheiden zodra het is aangemaakt na een stimulus. NO gaat dan diffunderen in de cellen
die ernaast liggen, de gladde spiercellen, die de spiercellen rond je bloedvat vormen.
En dan zullen deze spieren samentrekken om de diameter van het bloedvat te wijzigen.
