JelátvitelSzerkesztés
A hormon vagy több hormon jelenléte válaszreakciót vált ki a receptorban, amely egy jelátviteli kaszkádot indít el. A hormonreceptor különböző molekulákkal kölcsönhatásba lépve különféle változásokat idéz elő, például a tápanyagforrások, a növekedés és más anyagcsere-funkciók növekedését vagy csökkenését. Ezek a jelátviteli útvonalak olyan összetett mechanizmusok, amelyeket visszacsatolási hurkok közvetítenek, ahol a különböző jelek más jeleket aktiválnak és gátolnak. Ha egy jelátviteli útvonal egy tápanyag termelésének növekedésével végződik, akkor ez a tápanyag egy olyan jelet jelent vissza a receptornak, amely kompetitív gátlóként működik, hogy megakadályozza a további termelést. A jelátviteli utak a sejteket a génexpresszió aktiválásán vagy inaktiválásán, a metabolitok szállításán és az enzimaktivitás szabályozásán keresztül szabályozzák a növekedést és az anyagcsere funkcióit.
Intracelluláris (nukleáris receptorok)Edit
Az intracelluláris és nukleáris receptorok közvetlen módját jelentik a sejtnek a belső változásokra és jelekre való reagálásra. Az intracelluláris receptorokat a sejtmembránon áthaladó hidrofób ligandumok aktiválják. Minden nukleáris receptor nagyon hasonló szerkezetű, és saját transzkripciós aktivitással írják le. Az intrinsic transzkripciós a következő három domént foglalja magában: transzkripció-aktiváló, DNS-kötő és ligandum-kötő. Ezek a domének és a ligandumok hidrofóbok, és képesek áthaladni a membránon. A makromolekulák és a ligandum molekulák mozgása a sejtbe lehetővé teszi az intracelluláris jelátvitel komplex transzportrendszerét a különböző sejtkörnyezeteken keresztül a válasz aktiválásáig. A nukleáris receptorok az intracelluláris receptorok egy speciális osztálya, amelyek specifikusan segítik a sejt igényeit bizonyos gének kifejezésére. A nukleáris receptorok gyakran közvetlenül a DNS-hez kötődnek, specifikus DNS-szekvenciákat célozva a közeli gének transzkripciójának expressziója vagy repressziója érdekében.
Transzmembrán receptorokSzerkesztés
Az extracelluláris környezet képes a sejten belüli változások kiváltására. A hormonok vagy más extracelluláris jelek a membránhoz kötött receptorokhoz kötődve képesek változásokat előidézni a sejten belül. Ez a kölcsönhatás lehetővé teszi, hogy a hormonreceptor másodlagos hírvivőket termeljen a sejten belül a válaszadás elősegítése érdekében. A másodlagos hírvivőket intracelluláris receptorokkal való kölcsönhatásba is küldhetik, hogy belépjenek a komplex jelátviteli rendszerbe, amely végül megváltoztatja a sejt működését.
A G-fehérjéhez kapcsolt membránreceptorok(GPCR) a transzmembrán receptorok egyik fő osztálya. A G-fehérjék jellemzői közé tartozik a GDP/GTP-kötés, a GTP-hidrolízis és a guanozin-nukleotidcsere. Amikor egy ligandum kötődik egy GPCR-hez, a receptor megváltoztatja konformációját, ami miatt a receptor különböző membrándoménjei közötti intracelluláris hurkok kölcsönhatásba lépnek a G-fehérjékkel. Ez a kölcsönhatás a GDP GTP-re történő cseréjét okozza, ami strukturális változásokat vált ki a G-fehérje alfa alegységében. A változások megszakítják az alfa alegység kölcsönhatását a béta-gamma komplexszel, és ez egyetlen alfa alegységhez kötött GTP-vel és egy béta-gamma dimerhez vezet. A GTP-alfa-monomer számos sejtszintű célponttal lép kölcsönhatásba. A béta-gamma dimer is képes stimulálni a sejteken belüli enzimeket, például az adenilát-ciklázt, de nincs annyi célpontja, mint a GTP-alfa-komplexnek.
A génexpresszió elősegítéseSzerkesztés
A hormonreceptorok viselkedhetnek transzkripciós faktorokként a DNS-sel való közvetlen kölcsönhatás vagy a jelátviteli útvonalakkal való keresztbeszélgetés révén. Ezt a folyamatot társszabályozók közvetítik. Ligand hiányában a receptormolekulák korepresszorokhoz kötődnek a génexpresszió elnyomása érdekében, a kromatint a hiszton-deacetilátázon keresztül tömörítik. Ligand jelenlétében a nukleáris receptorok konformációs változáson mennek keresztül, hogy különböző koaktivátorokat toborozzanak. Ezek a molekulák a kromatin átalakításán dolgoznak. A hormonreceptorok igen specifikus motívumokkal rendelkeznek, amelyek kölcsönhatásba léphetnek a koaktivátor-komplexekkel. Ez az a mechanizmus, amelyen keresztül a receptorok mind az extracelluláris környezettől, mind a közvetlen sejtösszetételtől függően indukálhatják a génexpresszió szabályozását. A szteroidhormonok és a receptorok általi szabályozásuk a legerősebb molekuláris kölcsönhatások a génexpresszió segítésében.
A nukleáris receptorok kötődésének problémái, amelyek a ligand vagy a receptorok hiányából adódnak, drasztikus hatással lehetnek a sejtre. A ligandtól való függés a legfontosabb része annak, hogy a génexpressziót szabályozni tudjuk, ezért a ligandum hiánya drasztikusan befolyásolja ezt a folyamatot. Az ösztrogénhiány például a csontritkulás egyik oka, és a megfelelő szignálkaszkád képtelensége megakadályozza a csontok növekedését és megerősödését. A nukleáris receptorok által közvetített útvonalak hiányosságai kulcsszerepet játszanak az olyan betegségek kialakulásában, mint a csontritkulás.