Mikä on solujen signalointi?

Solusignalointi on yleinen termi, joka viittaa moniin ja erilaisiin prosesseihin, joilla solutason toimintaa ohjaavaa viestintää luodaan, ylläpidetään, käytetään ja lopetetaan. Olennainen osa organismin genomista koodaa yleensä signalointiprosesseihin osallistuvia proteiineja, koska solujen signalointi on mukana kaikessa organismin kehityksestä reagoimiseen erilaisiin ärsykkeisiin organismin sisällä ja ulkopuolella. Oikean signaloinnin tärkeyden havainnollistamiseksi yhden signalointireitin viat voivat monissa organismeissa aiheuttaa kehitysongelmia, jotka johtavat lapsikuolleisuuteen. Suurin osa signaloinnista tapahtuu yksittäisen organismin solujen välillä, mutta joskus sitä voi tapahtua eri lajien organismien välillä.

Solujen signalointi voi tapahtua monella eri tavalla. Jotkut tapahtuvat yksittäisen solun sisällä ottamatta huomioon ulkopuolisia soluja. Solujen välinen viestintä voi tapahtua juxtacrine signaloinnin kautta, jolla kaksi solua suorassa kosketuksessa vaihtavat signaaleja; parakriininen signalointi, jolla solut kommunikoivat suhteellisen lyhyillä soluetäisyyksillä; ja endokriininen signalointi, jolla toisistaan ​​suhteellisen etäällä olevat solut kommunikoivat. Solut kommunikoivat muiden kuin viereisten solujen kanssa vapauttamalla signalointielementtejä läheiseen soluympäristöön tai vereen. Vereen vapautuvia signaaleja kutsutaan hormoneiksi ja ne voivat aiheuttaa merkittäviä muutoksia etäisissä soluissa.

Solusignaalien muodostumista ja lisääntymistä on säädeltävä tarkasti, joten signalointireitit ovat harvoin niin yksinkertaisia ​​kuin “solusignaali A aiheuttaa vaikutuksen B”. Lisäksi monet signalointiprosessit menevät päällekkäin merkittävästi ja useat erilaiset signalointikomponentit voivat olla tarpeen vaikutuksen muodostamiseksi. Solujen signalointiprosessit on näin ollen yleensä järjestetty “signalointireiteiksi”, jotka kuvaavat monia erilaisia ​​signalointi- ja säätelykomponentteja, jotka ovat alkuperäisen signaalin tai signaalien ja lopullisen vaikutuksen tai vaikutusten välillä. Solun signalointireittien erot voivat vaikuttaa signaalin nopeuteen, tehokkuuteen ja tarkkuuteen. Tämä on tärkeää, koska joskus ärsykkeen tai signaalin on kyettävä saamaan aikaan voimakas vaikutus hyvin nopeasti, kun taas muissa tapauksissa ärsykkeen on tärkeämpää saada aikaan signaalin voimakkuutta vastaava vaste.

On olemassa useita erilaisia ​​menetelmiä, joilla tutkijat tutkivat solujen signalointia. Perinteiset menetelmät keskittyvät yleensä solun signalointireitin tiettyjen osien tunnistamiseen ja kuvaamiseen. Eräs mahdollinen menetelmä tämän tekemiseksi sisältää signaalinvälitysreitin osalliseksi epäillyn geenin ilmentymisen estämisen ja vaikutusten tarkkailun. Toinen lähestymistapa solujen signalointireittien tutkimiseen sisältää biologisen lähestymistavan, joka tunnetaan systeemibiologiana. Systeemibiologiassa analysoidaan leveitä, haarautuvia signalointireittejä, havaitaan niiden ilmenevät ominaisuudet ja analysoidaan pienten muutosten vaikutuksia koko järjestelmään.