Transmission du signalModifier
La présence d’une hormone ou de plusieurs hormones permet une réponse dans le récepteur, qui commence une cascade de signalisation. Le récepteur hormonal interagit avec différentes molécules pour induire une variété de changements, tels que l’augmentation ou la diminution des sources de nutriments, la croissance et d’autres fonctions métaboliques. Ces voies de signalisation sont des mécanismes complexes médiés par des boucles de rétroaction où différents signaux activent et inhibent d’autres signaux. Si une voie de signalisation se termine par l’augmentation de la production d’un nutriment, ce nutriment est alors un signal de retour vers le récepteur qui agit comme un inhibiteur compétitif pour empêcher toute production supplémentaire. Les voies de signalisation régulent les cellules par l’activation ou l’inactivation de l’expression des gènes, le transport des métabolites et le contrôle de l’activité enzymatique pour gérer la croissance et les fonctions du métabolisme.
Intracellulaire (récepteurs nucléaires)Edit
Les récepteurs intracellulaires et nucléaires sont un moyen direct pour la cellule de répondre aux changements et signaux internes. Les récepteurs intracellulaires sont activés par des ligands hydrophobes qui traversent la membrane cellulaire. Tous les récepteurs nucléaires ont une structure très similaire, et sont décrits avec une activité transcriptionnelle intrinsèque. L’activité transcriptionnelle intrinsèque implique les trois domaines suivants : activation de la transcription, liaison à l’ADN et liaison au ligand. Ces domaines et ligands sont hydrophobes et sont capables de traverser la membrane. Le mouvement des macromolécules et des molécules de ligand dans la cellule permet un système de transport complexe de transferts de signaux intracellulaires à travers différents environnements cellulaires jusqu’à ce que la réponse soit activée. Les récepteurs nucléaires sont une classe spéciale de récepteurs intracellulaires qui aident spécifiquement les besoins de la cellule à exprimer certains gènes. Les récepteurs nucléaires se lient souvent directement à l’ADN en ciblant des séquences d’ADN spécifiques afin d’exprimer ou de réprimer la transcription de gènes proches.
Récepteurs trans-membranairesModification
L’environnement extracellulaire est capable d’induire des changements au sein de la cellule. Les hormones, ou d’autres signaux extracellulaires, sont capables d’induire des changements au sein de la cellule en se liant à des récepteurs liés à la membrane. Cette interaction permet au récepteur de l’hormone de produire des seconds messagers à l’intérieur de la cellule pour faciliter la réponse. Les seconds messagers peuvent également être envoyés pour interagir avec les récepteurs intracellulaires afin d’entrer dans le système complexe de transport du signal qui finit par modifier la fonction cellulaire.
Les récepteurs membranaires couplés aux protéines G(RCPG) constituent une classe majeure de récepteurs transmembranaires. Les caractéristiques des protéines G comprennent la liaison GDP/GTP, l’hydrolyse du GTP et l’échange de nucléotides de guanosine. Lorsqu’un ligand se lie à un RCPG, le récepteur change de conformation, ce qui fait que les boucles intracellulaires situées entre les différents domaines membranaires du récepteur interagissent avec les protéines G. Cette interaction entraîne l’échange du GDP contre le GTP. Cette interaction entraîne l’échange du GDP contre le GTP, ce qui déclenche des changements structurels au sein de la sous-unité alpha de la protéine G. Ces changements interrompent l’interaction entre le récepteur et la protéine G. Ces modifications interrompent l’interaction de la sous-unité alpha avec le complexe bêta-gamma, ce qui donne une seule sous-unité alpha liée au GTP et un dimère bêta-gamma. Le monomère GTP-alpha interagit avec une variété de cibles cellulaires. Le dimère bêta-gamma peut également stimuler des enzymes à l’intérieur des cellules par exemple, l’adénylate cyclase mais il n’a pas autant de cibles que le complexe GTP-alpha.
Aider à l’expression des gènesEdit
Les récepteurs hormonaux peuvent se comporter comme des facteurs de transcription en interagissant directement avec l’ADN ou en interagissant avec les voies de signalisation. Ce processus est médié par des corégulateurs. En l’absence de ligand, les molécules des récepteurs se lient à des corépresseurs pour réprimer l’expression des gènes, en compactant la chromatine par l’intermédiaire de l’histone désacétylase. En présence d’un ligand, les récepteurs nucléaires subissent un changement de conformation pour recruter divers coactivateurs. Ces molécules agissent pour remodeler la chromatine. Les récepteurs hormonaux possèdent des motifs très spécifiques qui peuvent interagir avec les complexes corégulateurs. C’est le mécanisme par lequel les récepteurs peuvent induire la régulation de l’expression des gènes en fonction à la fois de l’environnement extracellulaire et de la composition cellulaire immédiate. Les hormones stéroïdiennes et leur régulation par les récepteurs sont les interactions moléculaires les plus puissantes pour favoriser l’expression des gènes.
Les problèmes de liaison des récepteurs nucléaires résultant d’un manque de ligand ou de récepteurs peuvent avoir des effets drastiques sur la cellule. La dépendance au ligand est la partie la plus importante pour pouvoir réguler l’expression des gènes, donc l’absence de ligand est drastique pour ce processus. Par exemple, la carence en œstrogènes est une cause d’ostéoporose et l’incapacité à subir une cascade de signalisation appropriée empêche la croissance et le renforcement des os. Les déficiences des voies médiées par les récepteurs nucléaires jouent un rôle clé dans le développement de maladies, comme l’ostéoporose.