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6.1:

什么是细胞信号?

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生物学
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What is Cell Signaling?

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细胞使用各种信号 机制来协调细胞内和细胞之间 的特定动作。 细胞间信号传导是指 细胞之间的通信。 这里,一个细胞分泌称为配体的 初始信号分子,以在靶细胞中诱导反应。 一旦配体结合,就会发生细胞内信号传导, 指的是如何在细胞内处理信号。 在一些细菌群落中,一种称为 群体感应的细胞间信号发生, 一旦信号配体的浓度 达到临界阈值, 同区的细胞就会协同作用。 在真核生物中,有时配体靶向 释放它的细胞,称为自分泌信号。 当配体靶向相邻细胞时, 它被称为旁分泌信号传导。 另一种形式的通信,依赖于接触的信令, 发生在物理接触之间。 信号通过动物细胞中的间隙连接 或通过胞间连丝连接的植物细胞 直接从一个细胞传递到另一个细胞。 多细胞生物通常需要身体的一部分 中的细胞与身体不同部分中的 细胞通信。 为此,他们在称为内分泌信号传导的过程中 将配体释放到血液中。 在神经系统中,神经元 使用特定形式的信号,这种信号 依赖于称为突触的特殊结构。 在这里,细胞实际上不接触, 但释放神经递质和其他分子 与我们的靶细胞通信。 在细胞内部,当受体的激活引发称为 信号级联的一系列事件时, 通常转换或转导原始信号。 因此,信号传导通常涉及 信号的检测,转导信号的中间步骤, 以及引发细胞响应的最终靶标, 例如基因显现的调节。

6.1:

什么是细胞信号?

尽管保护膜将细胞与环境隔开,但细胞需要能够检测并响应环境变化。另外,细胞通常需要彼此通信。单细胞和多细胞生物使用各种细胞信号机制进行通信以响应环境。

细胞对许多类型的信息作出反应,通常是通过膜上的受体蛋白。例如,皮肤细胞对触摸信息作出反应并传输触摸信息,而视网膜中的光感受器可以检测到光。然而,大多数细胞已经进化到对化学信号作出反应,包括激素、神经递质和许多其它类型的信号分子。细胞甚至可以协调由同一个信号分子引起的不同反应。

通常,细胞信号传递包括三个步骤:(1)信号的接收,(2)信号传导,和(3)反应。在大多数信号接收中,膜不透性分子或配体引起膜受体的变化;然而,一些信号分子,如激素,可以穿过膜到达其内部受体。膜受体可以将这个信号发送给细胞内的信使,信使将信息转换成细胞反应。这种细胞内反应可能包括改变转录、翻译、蛋白质激活或许多其它。

像细菌这样的单细胞生物可以使用一种称为群体感应的细胞信号来检测它们在群体中的浓度并产生协调的反应。真核细胞可以释放配体,靶向产生信号的同一细胞(自分泌信号)或邻近细胞(旁分泌信号)。信号甚至可以像某些激素那样远距离发送,并在遥远的细胞中产生反应,称为内分泌信号。接触依赖信号描述了相邻细胞之间产生的物理通路,细胞质信号可以通过这些通路快速传递。神经系统细胞可以通过一种叫做突触信号的特殊的细胞信号产生快速反应。

Suggested Reading

Lemmon, Mark A., and Joseph Schlessinger. "Cell signaling by receptor tyrosine kinases." Cell 141, no. 7 (2010): 1117-1134. [Source]