Trasmissione del segnaleModifica

La presenza di un ormone o di più ormoni permette una risposta nel recettore, che inizia una cascata di segnalazione. Il recettore ormonale interagisce con diverse molecole per indurre una varietà di cambiamenti, come l’aumento o la diminuzione delle fonti di nutrimento, la crescita e altre funzioni metaboliche. Queste vie di segnalazione sono meccanismi complessi mediati da cicli di feedback in cui diversi segnali attivano e inibiscono altri segnali. Se una via di segnalazione termina con l’aumento della produzione di un nutriente, quel nutriente è poi un segnale di ritorno al recettore che agisce come un inibitore competitivo per prevenire un’ulteriore produzione. Le vie di segnalazione regolano le cellule attraverso l’attivazione o l’inattivazione dell’espressione genica, il trasporto di metaboliti e il controllo dell’attività enzimatica per gestire la crescita e le funzioni del metabolismo.

Intracellulare (recettori nucleari)Edit

I recettori intracellulari e nucleari sono un modo diretto per la cellula di rispondere a cambiamenti e segnali interni. I recettori intracellulari sono attivati da ligandi idrofobici che attraversano la membrana cellulare. Tutti i recettori nucleari sono molto simili nella struttura, e sono descritti con attività trascrizionale intrinseca. La trascrizione intrinseca coinvolge i tre seguenti domini: attivazione della trascrizione, legame al DNA e legame ai ligandi. Questi domini e ligandi sono idrofobici e sono in grado di viaggiare attraverso la membrana. Il movimento delle macromolecole e delle molecole di ligando nella cellula permette un complesso sistema di trasporto di trasferimenti di segnali intracellulari attraverso diversi ambienti cellulari fino a quando la risposta è abilitata. I recettori nucleari sono una classe speciale di recettori intracellulari che aiutano specificamente i bisogni della cellula ad esprimere certi geni. I recettori nucleari spesso si legano direttamente al DNA prendendo di mira specifiche sequenze di DNA al fine di esprimere o reprimere la trascrizione dei geni vicini.

Recettori trans-membranaModifica

L’ambiente extracellulare è in grado di indurre cambiamenti all’interno della cellula. Gli ormoni, o altri segnali extracellulari, sono in grado di indurre cambiamenti all’interno della cellula legandosi a recettori legati alla membrana. Questa interazione permette al recettore dell’ormone di produrre secondi messaggeri all’interno della cellula per aiutare la risposta. I secondi messaggeri possono anche essere inviati a interagire con i recettori intracellulari per entrare nel complesso sistema di trasporto del segnale che alla fine cambia la funzione cellulare.

I recettori di membrana accoppiati a proteine G (GPCR) sono una classe importante di recettori transmembrana. Le caratteristiche delle proteine G includono il legame GDP/GTP, l’idrolisi del GTP e lo scambio di nucleotidi di guanosina. Quando un ligando si lega a un GPCR il recettore cambia conformazione, il che fa interagire i loop intracellulari tra i diversi domini di membrana del recettore con le proteine G. Questa interazione causa lo scambio di GDP per GTP, che innesca cambiamenti strutturali all’interno della subunità alfa della proteina G. I cambiamenti interrompono l’interazione della subunità alfa con il complesso beta-gamma e che risulta in una singola subunità alfa con GTP legato e un dimero beta-gamma. Il monomero GTP-alfa interagisce con una varietà di obiettivi cellulari. Il dimero beta-gamma può anche stimolare gli enzimi all’interno delle cellule, per esempio, l’adenilato ciclasi, ma non ha così tanti obiettivi come il complesso GTP-alfa.

Aiutare l’espressione genicaModifica

I recettori ormonali possono comportarsi come fattori di trascrizione interagendo direttamente con il DNA o attraverso il cross-talking con le vie di segnalazione. Questo processo è mediato da co-regolatori. In assenza di ligando, le molecole del recettore legano i corepressori per reprimere l’espressione genica, compattando la cromatina attraverso l’istone deacetilato. Quando è presente un ligando, i recettori nucleari subiscono un cambiamento conformazionale per reclutare vari coattivatori. Queste molecole lavorano per rimodellare la cromatina. I recettori ormonali hanno motivi altamente specifici che possono interagire con i complessi di coregolatori. Questo è il meccanismo attraverso il quale i recettori possono indurre la regolazione dell’espressione genica a seconda dell’ambiente extracellulare e della composizione cellulare immediata. Gli ormoni steroidei e la loro regolazione da parte dei recettori sono le interazioni molecolari più potenti nell’aiutare l’espressione genica.

I problemi con il legame dei recettori nucleari come risultato della carenza di ligando o recettori possono avere effetti drastici sulla cellula. La dipendenza dal ligando è la parte più importante per poter regolare l’espressione genica, quindi l’assenza di ligando è drastica per questo processo. Per esempio, la carenza di estrogeni è una causa di osteoporosi e l’incapacità di subire una corretta cascata di segnalazione impedisce la crescita e il rafforzamento delle ossa. Le carenze nei percorsi mediati dai recettori nucleari giocano un ruolo chiave nello sviluppo delle malattie, come l’osteoporosi.