JELUTAK 1. A Sejtkommunikáció Alapjai: Általános lapelvek



Hasonló dokumentumok
ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

1. Mi jellemző a connexin fehérjékre?

Egy idegsejt működése

Szignalizáció - jelátvitel

8. előadás. Sejt-sejt kommunikáció és jelátvitel

JELUTAK 2. A Jelutak Komponensei

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

S-2. Jelátviteli mechanizmusok

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Orvosi élettan. Bevezetés és szabályozáselmélet Tanulási támpontok: 1.

Idegsejtek közötti kommunikáció

A sejtfelszíni receptorok három fő kategóriája

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Apoptózis. 1. Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút

Epigenetikai Szabályozás

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

16. A sejtek kommunikációja: jelátviteli folyamatok (szignál-transzdukció)

1. Előadás Membránok felépítése, mebrán raftok

Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

Az immunrendszer működésében résztvevő sejtek Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

RECEPTOROK JELÁTVITEL Sperlágh Beáta

Orvosi élettan. Bevezetés és szabályozáselmélet Tanulási támpontok: 1.

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

Intelligens molekulákkal a rák ellen

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

A somatomotoros rendszer

Endokrinológia. Közös jellemzők: nincs kivezetőcső, nincs végkamra - hámsejt csoportosulások. váladékuk a hormon

Dózis-válasz görbe A dózis válasz kapcsolat ábrázolása a legáltalánosabb módja annak, hogy bemutassunk eredményeket a tudományban vagy a klinikai

Orvosi élettan. Bevezetés és szabályozáselmélet Tanulási támpontok: 1.

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

MINIMUM KÖVETELMÉNYEK BIOLÓGIÁBÓL Felnőtt oktatás nappali rendszerű képzése 10. ÉVFOLYAM

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

Jelátviteli útvonalak 1

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

Kommunikáció. Sejtek közötti kommunikáció

Immunológia alapjai előadás. A humorális immunválasz formái és lefolyása: extrafollikuláris reakció és

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

MOLEKULÁRIS FORRÓDRÓTOK Jeltovábbító folyamatok a sejtekben

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

Signáltranszdukciós útvonalak: Kívülről jövő információ aktiválja őket Sejtben keletkező metabolit aktiválja őket (mindkettő)

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

A SEJTEK KÖZÖTTI KOMMUNIKÁCIÓ ÚTJAI

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

sejt működés jovo.notebook March 13, 2018

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Szignáltranszdukció Mediátorok (elsődleges hírvivők) az információ kémiailag kódolt

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

4. A humorális immunválasz október 12.

TRANSZPORTFOLYAMATOK A SEJTEKBEN

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Receptor felépítése. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

Immunológia I. 4. előadás. Kacskovics Imre

A kemotaxis kiváltására specializálódott molekula-család: Cytokinek

Natív antigének felismerése. B sejt receptorok, immunglobulinok

A glükóz reszintézise.

4. Egy szarkomer sematikus rajza látható az alanti ábrán. Aktív kontrakció esetén mely távolságok csökkenése lesz észlelhető? (3)

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

JELÁTVITEL I A JELÁTVITELRŐL ÁLTALÁBAN, RECEPTOROK INTRACELLULÁRIS (NUKLEÁRIS) RECEPTOROK G FEHÉRJÉHEZ KÖTÖTT RECEPTOROK

Szignáltranszdukció: jelátvitel általános jellemzői, másodlagos hírvivők: szabad gyökök és intracelluláris szabad Ca2+

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA AZ IZOMMŰKÖDÉS 1. kulcsszó cím: A SZERVEZETBEN ELŐFORDULÓ IZOM- SZÖVETEK TÍPUSAI 1. képernyő cím: Sima izomszövet

Sejtmozgás és adhézió Molekuláris biológia kurzus 8. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt és Immunbiológiai Intézet

Sejtek közötti kommunikáció

Az egysejtű eukarióták teste egyetlen sejtből áll, és az az összes működést elvégzi, amely az élet fenntartásához, valamint megújításához, a

Felkészülés: Berger Józsefné Az ember című tankönyvből és Dr. Lénárd Gábor Biologia II tankönyvből.

A centriólum és a sejtek mozgási organellumai

A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Inger Modalitás Receptortípus. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

Tartalom. Előszó... 3

Élettan írásbeli vizsga (PPKE BTK pszichológia BA); 2014/2015 II. félév

A citoszol szolubilis fehérjéi. A citoplazma matrix (citoszol) Caspase /Kaszpáz/ 1. Enzimek. - Organellumok nélküli citoplazma

Az endomembránrendszer részei.

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A preventív vakcináció lényege :

Immunológia I. 2. előadás. Kacskovics Imre

Az idegi működés strukturális és sejtes alapjai

Átírás:

JELUTAK 1. A Sejtkommunikáció Alapjai: Általános lapelvek 1 ÖSSZ-TARTALOM: 1. Az alapok 1. Előadás 2. A jelutak komponensei 1. Előadás 3. Főbb jelutak 2. Előadás 4. Idegi kommunikáció 3. Előadás TARTALOM - 1. Előadás: Általános Alapelvek 1. Bevezetés 2. Sejtkommunikáció típusok 3. Jelfeldolgozás 4. A kommunikáció koordinálása 5. A sejtkommunikáció egyéb aspektusai 6. Domének és modulok 1.1. Bevezetés A többsejtű élőlények szervezete sejtekből áll, melyek egymás közötti kommunikációjukkal biztosítják egyrészt, a szervezet kialakulását az egyedfejlődés során, másrészt az egyed koherens egészként való működését. A sejtek osztódnak, differenciálódnak, túlélnek, elpusztítják magukat, mozognak, fenntartják és működtetik a biokémiai, élettani és genetikai mechanizmusaikat, stb. A többsejtű lét értelme az, hogy a sejtek megosztják a különböző funkciókat, s ezáltal jóval komplexebb feladatok megoldására képesek, mint az egysejtű élőlények. A specializált sejtek feladata lehet a kontrakció (összehúzódás), elektromos jelekre való válaszadás, méregtelenítés, gázcsere, különböző anyagok szekréciója, védelem a külső behatolókkal szemben, a test szerkezetének biztosítása, stb. Az említett életfolyamatokat a sejtek úgy tudják ellátni, hogy jeleket fogadnak és küldenek. A jelek hatására megváltoznak, szinkronizálják a viselkedésüket a szomszéd sejtekkel, vagy éppen elkülönülnek azoktól. A témakör rendkívül sok részletet tartalmaz, ezért ebben az előadásban a folyamatok teljességének bemutatása helyett inkább a működés lényegének és logikájának a bemutatására törekszünk. A Főbb Jelutak című előadás konkrét jelutakat is tárgyal majd, de erős leegyszerűsítésekkel, nem tárgyaljuk a jelutak komplex kölcsönhatásainak minden részlétét. 1.2. A sejtkommunikáció típusai A jelek forrása A sejtek jeleket kaphatnak a külső környezetből (fény, hő, hang, kémiai anyagok, stb.) vagy más sejtektől. Ez utóbbi esetben beszélünk sejtkommunikációról. Habár az egysejtű szervezetek egymástól független életet élnek, kommunikálnak egymással, s ezáltal befolyásolják egymás viselkedését. Például, sok baktérium reagál azokra a kémiai jelekre, amelyeket a szomszédjai bocsátanak ki, s amelyek koncentrációja növekszik a populáció sűrűségének növekedésével. Ez a mechanizmus lehetővé teszi, hogy a baktérium koordinálja a viselkedését, ami megnyilvánulhat mozgásban, antibiotikum termelésben, spóraképzésben, és konjugációban. Hasonlóképpen, az élesztőgomba sejtek kommunikálnak egymással a genetikai anyaguk kicserélése előtt. Például, a

bimbózó élesztő (Saccharomyces cerevisiae) egy peptid természetű szaporodási faktort választ ki, amely jelzi a másik egyednek, hogy készen áll a genetikai anyagának cseréjére. Az állatok több száz jelmolekula útján kommunikálnak egymással; ezek lehetnek fehérjék, kis peptidek, aminosavak, nukleotidok, szteroidok, zsírsavszármazékok, oldható gázok, sőt még nem-kódoló RNS-ek is. A legtöbb jelmolekulaféleség exocitózis általi kiválasztással kerül az extracelluláris térbe. Mások diffúzióval jutnak át sejtmembránon, míg egyes jelmolekulák a sejtek felszínén, membránbaágyazottan vannak rögzítve. A célsejt receptorok használatával fogja fel a beérkező jeleket. A receptor specifikusan megköti a jelmolekulát, majd egy sejten belüli válaszmechanizmust indít el. Az extracelluláris jelmolekulák gyakran nagyon kis koncentrációban is hatékonyak, melynek oka az, hogy a receptor nagy affinitással képes megkötni ezeket. Azok a jelmolekulák, amelyek küldő sejt felszínén helyezkednek el csak azokra a sejtekre hat, amelyekkel kapcsolatba kerülnek. Ez a kontaktus-függő szignalizáció (signaling; jelfolyamat) különösen fontos az egyedfejlődés és az immunválasz során. Az esetek túlnyomó többségében a jelet küldő sejtek az extracelluláris térbe választják ki a jelmolekulákat. 2 Sejtek közötti kommunikáció A sejtek kommunikálhatnak a közvetlen környezetükben elhelyezkedő sejtekkel, ill. küldhetnek vagy fogadhatnak jeleket távoli sejtektől. Nem csupán a szervezet saját sejtjei kommunikálhatnak egymással, hanem például az embrió sejtjei az anya uterus (méhlepény) sejtjeivel, vagy a patogén és szimbionta baktériumok az emberi sejtekkel (a vírusok is kommunikálnak a sejtekkel). Különböző egyedek bizonyos sejtjei között is folyik kémiai kommunikáció a feromonok útján, ami főként a szexuális viselkedést irányítja. Más egyedek által kibocsátott illatanyagok, vizuális, hang és kontaktusból származó ingerek is a kommunikáció részei, melyek ugyan nem kémiai jelként érkeznek, de a feldolgozás során azokká alakulnak. Közelre ható jelfolyamatok A kiválasztott jelmolekulák hatást gyakorolhatnak távoli vagy közeli sejteken, ez utóbbi esetben, mint lokális mediátorok. A közeli sejtek egymásra való hatását parakrin hatásnak nevezzük. A parakrin hatásra egy példa az immunválasz, ahol, egy patogén támadására való válaszként, sokféle fehérvérsejt citokineket és kemokineket bocsát ki más fehérvérsejtek és egyéb helyi sejtek aktivitásának megváltoztatására. A parakrin szignáloknak nem szabad messzire diffundálniuk, ha csak a közeli hatás kívánatos, ezért ezeket a molekulákat gyorsan felveszik a környező sejtek, majd elbontják az extracelluláris enzimek, vagy immobilizálódnak az extracelluláris mátrixon. Az antagonista (ellenkezőleg ható) molekulák szintén gátolják a parakrin jelek távoli hatását, azáltal, hogy hozzákapcsolódnak vagy magához a jelmolekulához, vagy annak a receptorához. Általában, a jelkibocsátó sejt és a célsejt különböző, de a sejtek kibocsáthatnak olyan jeleket is, amelyekre saját maguk válaszolnak, ezt hívjuk autokrin hatásnak. A saját működés szabályozása során gyakran arról van szó, hogy az eredendően szomszéd sejteknek küldött jel a küldő sejt receptoraira is hat rendszerint negatív visszacsatolás útján. Magyarul, ez egy önszabályozó mechanizmus, melynek során a küldő sejt érzékeli, hogy elegendő jelmolekulát bocsátott-e ki a környezetébe, s ha igen, akkor csökkenti a saját aktivitását. A közeli hatás egy speciális esete az, amikor az egymással kommunikáló sejtek fizikailag érintkeznek egymással: ezen belül juxtrakrin hatásról beszélünk ha ligand-receptor kölcsönhatásról van szó, ill. gap-junction kapcsolatról, ha a szomszédos sejtek membránját átívelő speciális ioncsatornákon folyik a kommunikáció. Távolra ható jelfolyamatok A nagy, komplex, többsejtű szervezeteknek szüksége van távolra ható jelmechanizmusokra, azért, hogy koordinálni tudják a test egészként való működését. A távoli kapcsolatok egyik formáját az endokrin kommunikáció biztosítja, melynek során a belső elválasztású mirigyek hormonokat bocsátanak a vérbe. A hormonok csak azokhoz a sejtekhez kapcsolódnak, amelyek az őket felismerő receptorokat tartalmazzák. A szinaptikus (= neurokrin) kapcsolatok specifikuma, hogy a jelek távolra való küldése sejt-sejt kontaktus útján valósul meg: a küldő (preszinaptikus) neuron közvetlenül adja át az információt a fogadó (poszt-szinaptikus) neuronnak, azonban a fogadó neuron rendszerint továbbítja a jelet, s így az távoli célpontokat ér el. Az idegsejtek közötti kommunikáció kétféle jeltovábbítást is magában foglal: a fogadó idegsejt rendszerint kémiai

jelet kap a küldő neurontól, amit átalakít elektromos jellé (akciós potenciál), amely az axonon keresztül az axon végződésig terjed, ahol átalakul kémiai jellé (neuro-transzmitterek), melyek a következő neuron receptorához kapcsolódva ismét elektromos jelet generálnak. Egy bizonyos szemszögből a hormonális és az idegi kapcsolat között az a különbség, hogy az idegi központok, szemben az endokrin mirigyekkel, célzottan (és gyorsabban) juttatják el a kémiai jeleket, amelyek egyébként gyakran hormonok. Míg az endokrin sejteknek különféle hormonokat kell használniuk a különböző célsejtekkel való kommunikációhoz, az idegsejtek használhatják ugyanazt a neurotranszmittert a specifikus kommunikációhoz, hiszen a specifitást az határozza meg, hogy milyen idegsejtek állnak közvetlen kontaktusban egymással. 3 1.3. A jelutak fő lépései A szignál transzdukciós (jelátalakításon alapuló) folyamatok első lépése a jel érzékelése, melyre, ha az megfelelő intenzitású vagy mennyiségű, a sejt válaszol. A jel lehet egy foton is, amit a szem fotoreceptorai érzékelnek, vagy egy olyan kémiai anyag, melyet egy másik egyed bocsát ki (például feromon). A legtöbb jel azonban a testen belülről, más sejtektől származik. A jelek túlnyomó többségét a plazmamembránon elhelyezkedő receptorok fogják fel, kivéve a szteroid hormonokat megkötő intracelluláris receptorokat. A sejtkommunikáció tipikus forgatókönyve a következő: A receptorok érzékelik a jelet (a kémiai jelet megkötik) A jelet átalakítják és továbbküldik sejt belsejébe Az üzenet továbbadását intracelluláris molekulák közvetítik, ez a szignál kaszkád Az üzenet megérkezik a sejten belüli célponthoz A sejt válaszol, vagy figyelmen kívül hagyja a jelet 1.4. Jelfeldolgozás Jelátalakítás A sejtet érő információ rendszerint egy kémiai molekula formájában érkezik a receptorhoz, ahol átalakul egy másfajta jellé. A receptor konformáció (térszerkezetbeli) változása jelenti a jelátalakulás első lépését. A továbbiakban a jel átalakítását főként a jelközvetítő molekulák egymást indukáló szerkezetváltozásai jelentik. A jeltovábbítás (relay) az a folyamat, amikor az intracelluláris jelmolekulák egymást aktiválva továbbadják a beérkező jelet. Több jelútnál kismolekulájú másodlagos hírvivők képződnek, s ezek viszik tovább az eredeti jelet. A jelfolyamat egyes komponensei általában fizikailag kapcsoltak egy adaptor fehérjén keresztül vagy a jelmolekula kapcsolódásának hatására közvetlenül kapcsolódnak a receptorhoz. A jel amplifikáció (jelerősítés) során az aktivált molekulák száma minden lépés során növekszik. A jelerősödés lehetővé teszi, hogy a sejt nagyon gyenge inputokat is képes legyen érzékelni. Az ún. camp útvonalat tekintve, egyetlen adenil cikláz enzim sok camp molekulát produkál; egy protein kináz A molekula sok egyéb kináz molekulát aktivál, amelyek sok enzim molekulát, ioncsatornát, vagy egyéb effektor fehérjét aktiválnak. A jel divergencia (jel széttartás) azt jelenti, hogy egy jel többféle molekulára hat, melyek ezt követően egymástól független hatásokat eredményeznek a sejtben. A jel konvergencia (jel összetartás), a divergencia ellentéte. A folyamat során két vagy több jelút ugyanarra a jelmolekulára hat. A jel moduláció során bizonyos fehérjemolekulák befolyásolják, rendszerint csillapító hatással, az adott jelfolyamatot.

A jelutak elkülönülése Egyetlen sejten belül egyidőben rendszerint több jelfolyamat is zajlik. Bár a jeleutak bizonyos pontokon kapcsolódhatnak egymáshoz, nagyrészt el kell különülniük, máskülönben káosz alakulna ki a sejtműködés szabályozásában. Azok a jelfolyamatok, amelyek az egyes sejtszervecskék belsejében mennek végbe, a sejtszervecskéket körülvevő membránburok miatt izoláltak. A citoplazmában végbemenő folyamatokat azonban másféle mechanizmussal kell szeparálni egymástól, melynek lehetőségei a következők. (1) Az egyik stratégia állvány (scaffold) proteinek alkalmazásán alapul. Ezek a fehérjék rendszerint már a jel beérkezését megelőzően hozzákötődnek a szignálfehérjékhez, az egész komplex pedig a receptorhoz kapcsolódik. Mivel az állvány fehérjék a komponenseket közel hozzák egymáshoz, ezek nagy lokális (helyi) koncentrációban vannak jelen, s így gyorsan, és más jelutaktól elkülönülve hajtják végre a több, egymást követő lépésből álló feladatukat. (2) Más esetekben a szignál komplex csak átmenetileg alakul ki, mégpedig a beérkező jel hatására. Ez a mechanizmus a receptor tirozin kináz vezérelte jelutakra jellemző, a komponenseket maga a receptor gyűjti össze az intracelluláris felszínén. A szignál komponensek receptorhoz való kötődését rendszerint a receptor jel hatására történő foszforilációja indukálja. (3) Egy harmadik esetben a receptor aktiválása módosított foszfolipid (foszfatidilinozitol) molekulák keletkezéséhez vezet a membrán belső felszínén, amely összeverbuválja a megfelelő szignál fehérjéket az aktivált receptor közelében. 4 1.5. A jelfolyamatok koordinálása Kölcsönhatások a jelutak komponensei között A jelutak alapvető sajátsága a kölcsönhatás: az időben egy lépéssel korábban működő (upstream) elem hat az utána következőre (downstream). Több olyan pont is van azonban az egyes jelfolyamatokban, amikor egy normálisan később működő komponens visszahat a korábbi komponens működésére. Ha a visszahatás erősítő, akkor pozitív visszacsatolásról (feedback), beszélünk, ha gátló, akkor negatív visszacsatolásról. A jelutak egymással is kommunikálnak (cross-talk = kereszthatás), modulálhatják egymás hatását pozitív vagy negatív módon. A különböző jelutak úgy is kapcsolódhatnak egymáshoz, hogy közös komponensük van. A jelek integrációjáról akkor beszélünk, amikor egy effektor molekula két különböző jelúttól is kap inputokat, s ezek eredője határozza meg az effektor hatást; például egy fehérje molekula két különböző helyén való együttes foszforiláció szükséges az aktivációhoz. A jelek integrációja úgy is megvalósulhat, hogy az effektor molekula egyik komponensét (például alegységét) az egyik jelút, a másikat pedig egy másik jelút produkálja. Ha az egyik nem aktivizálódik, akkor nem keletkezik működőképes effektor molekula. Sok egyéb lehetőség is van a jelfolyamatok integrációjára, melyet a későbbiekben mutatunk be. A 23. dián a jelfolyamatok kölcsönhatása és integrációja látható az apoptózis különböző (nem teljes körű) jelutainak bemutatását szemléltetve. 1.6. Egyéb aspektusok Deszenzitizáció (érzéketlenné tétel) A sejtek képesek alkalmazkodni ahhoz a helyzethez, amikor a jelmolekulák nagy dózisban, s hosszú ideig fejtik ki a hatásukat, mégpedig azzal a módszerrel, hogy csökkentik az érzékenységüket ezekre a molekulákra (kivétel például a memóriaképzés, ahol a sejt érzékenységének növekedése történik ilyenkor lásd Idegi Kommunikáció című előadás). A hosszú ideig tartó intenzív sejtválasz ugyanis a sejtműködésre káros hatással van. A deszenzitizáció módjai: (1) receptor visszavonás (2) receptor lebontása (3) receptor inaktivációja (4) jelfehérje inaktivációja (5) gátló fehérje előállítása Egy ligand több receptorra is hat A receptorok száma jóval nagyobb, mint a ligandoké. Ez a tény már matematikailag is azzal a következménnyel jár, hogy egy ligand többféle receptor molekulára is hat.

Az ugyanazt a ligandot felismerő receptorok rendszerint más-más sejttípuson helyezkednek el (nem minden esetben, például ugyanazon az idegsejten különböző glutamát receptorok is elhelyezkedhetnek). Az acetilkolin (Ach) példáján mutatjuk be ezt a helyzetet. Az ábrán látható, hogy az Ach a simaizmokban és a szívizomban relaxációt idéz elő, a vázizmokban azonban kontrakciót. Ennek oka az, hogy, míg a vázizomban az Ach ioncsatorna-vezérelt receptorhoz kapcsolódik, addig a szívizomban és a sima izomban G-protein-kapcsolt receptorhoz kötődik. Továbbá, az Ach a nyálmirigyben és a hasnyálmirigyben (pankreász) szekréciót vált ki (serkenti mind az emésztő enzimek, mind pedig az inzulin kiválasztását), az idegsejteket (a leggyakoribb neuro-transzmitter) pedig tüzelésre serkenti. 5 Kölcsönható domének A szignálfehérjék kölcsönhatásai, valamint a szignál komplexek összeállása különféle, nagyon konzervatív szerkezetű, egymással kölcsönhatásban álló doménektől függ. Ezek a domének különféle jelfehérjék alkotói. Minden ilyen kis kompakt modul más fehérjék (vagy lipidek) specifikus szerkezeti moduljait ismeri fel. A felismert modul lehet egy rövid peptid szekvencia, egy kovalens módosítás (pl. egy foszforilált aminosav), stb. Sok kölcsönható domén (például SH2; SRC homology 2; vagy PTB, phosphotyrosine-binding) bizonyos peptid szekvenciákon a foszforilált tirozin aminosavakat ismeri fel az aktivált receptorokon vagy más jelmolekulákon. Néhány PH domén specifikus módosított foszfolipidekhez kapcsolódik. Egy sejt sorsa a bejövő jelkombinációktól függ A sejtek életben maradásához folyamatosan különböző jeleket kell (túlélési faktorokat), hogy kapjanak. Az osztódáshoz és a differenciálódáshoz a túlélési faktorokon túl egyéb faktorok is szükségesek, ezek a növekedési és differenciálódási faktorok. Ha sejtek nem kapnak túlélési faktorokat, vagy halál szignálokat kapnak, programozott sejthalál lesz a következmény. Az apoptózis külső faktorok nélkül, belső jelek hatására is végbemehet (lásd Főbb Jelutak című előadás). Sok sejt attól függően differenciálódik, hogy milyen egy adott morfogén koncentrációja Egy jel a koncentrációjának függvényében minőségileg más-más hatással lehet ugyanarra a sejtre. Ez a folyamat különös jelentőséggel bír az egyedfejlődésben, ahol a dózis-függő hatással rendelkező jelmolekulákat morfogéneknek nevezzük. A legegyszerűbb esetben a morfogén egy szignál centrumból diffundál ki, s így a távolság függvényében egy gradiens alakul ki a jelmolekula dózisát illetően. A morfogénre érzékeny sejtek attól függően differenciálnak bizonyos irányokban, hogy hol helyezkednek el a koncentráció gradiens mentén. Ez azért van, mert, a szignál centrumtól való távolságtól függően, eltérő számú receptor aktiválódik a célsejteken, aminek a hatására eltérő mennyiségű intracelluláris jelfehérje és transzkripciós faktor aktiválódik, s így végső soron a releváns gének expressziója is a morfogén koncentrációjának függvénye lesz. Válasz a fokozatosan növekvő extracelluláris szignál koncentrációra (1) Egyenletes válasz A legtöbb sejt egyenes arányosan reagál a jel koncentrációjának változására. (2) Igen/nem válasz Más esetekben a válasz nem folytonos, hanem igen/nem alapú, azaz egy bizonyos koncentráció felett beindul a jelfolyamat alatta, pedig nem, s nem számít, hogy a jelmolekula koncentrációja mennyivel van a küszöbérték felett. Egy sejtpopuláció egyenletes válasza azonban kétféle mechanizmust takarhat: minden sejt egyenletesen válaszol, vagy igen/nem alapú a válasz, s csupán a sejt populáció szintjén az átlagolódó hatás miatt tűnik egyenletesnek a válasz. Az egyedfejlődés során az átmenetileg képződő extracelluláris jelmolekulák gyakran hosszú-távú (irreverzibilis) hatást okoznak, a sejtek megjegyzik az előzményeket (például eldől a differenciálódás útja). A felnőtt sejtekben azonban a jel csökkenése a sejtválasz csökkenését vonzza maga után (kivéve bizonyos immun- és idegsejtek, amelyek egyfajta molekuláris memóriával rendelkeznek). Az előző események elfelejtése azért fontos, hogy a sejtek alkalmazkodni tudjanak a későbbi körülményekhez.

Gyors és lassú jelutak Egy jelfolyamat sebessége attól függ, hogy hány komponensből áll a jelút. A komponensek egymást való aktiválása azonban nagyon gyors folyamat, így nem jelentős a különbség egy hosszabb és egy rövidebb jelút között, ha a jel terjedése nem akadályozott. A jelutak sebességét az lassítja le, amikor a jelfolyamat során a gének aktivitása is megváltozik. Hagyományosan azokat a jelutakat nevezzük gyorsnak, amelyeknél nincs génexpresszió változás, s azokat lassúnak, ahol új fehérjék képződése is része a jelfolyamatnak. 6