THÔNG TIN LIÊN TẾ BÀO(Cell Signaling)

Trong cơ thể đa bào, các tế bào có các cấu trúc liên kết cũng như chức năng phối hợp với nhau. Các tế bào phối hợp chức năng với nhau nhờ cơ chế thông tin liên tế bào. Thông tin này được thực hiện chủ yếu qua cơ chế hoá học, qua tương tác giữa các phân tử truyền tin do tế bào này phát ra và các phân tử nhận tin (thụ thể) trên tế bào khác (tế bào đích). Tùy theo đặc điểm tương tác giữa các tế bào ta có thể phân biệt các dạng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THÔNG TIN LIÊN TẾ BÀO(Cell Signaling) THÔNG TIN LIÊN TẾ BÀO (Cell Signaling) Trong cơ th ể đa bào, các tế bào có các cấu trúc liên kết cũng nh ư ch ức năng phốihợp với nhau. Các tế b ào phối hợp chức năng với nhau nhờ cơ chế thông tin liên tếbào. Thông tin này đư ợc thực hiện chủ yếu qua cơ chế h oá h ọc, qua tương tác giữacác phân tử truyền tin do tế bào này phát ra và các phân tử nhận tin (thụ thể) trên tếbào khác (tế bào đích). Tùy theo đ ặc điểm tương tác giữa các tế b ào ta có thể phânbiệt các dạng thông tin liên tế bào khác nhau.I. PHÂN LOẠI THÔNG TIN LIÊN TẾ BÀO: 1- Paracrine (cận tiết). Các tế bào thôngtin với nhau ở khoảng cách gần. Phân tử truyền tintrong trư ờng hợp này không đi xa được do mộttrong các nguyên nhân (hoặc nhiều nguyên nhânkết hợp): được tế bào đích tóm bắt ngay, bị enzymngo ại b ào phân hủy ngay, hoặc bị chất nền ngoại bào giữ lại. Nhiều yếu tố phát triển(growth hormon) có cơ chế tác dụng paracrine. Autocrine (tự tiết) là một trường hợp riêng của cận tiết, trong đó tế bào đích cócấu tạo và chức năng giống hệt tế bào phát ra phân tử truyền tin, khi nhận tin, tế b àođích tiếp tục phát ra nhiều h ơn n ữa các phân tử truyền tin trước khi bắt đầu một đápứng khác. Tác dụng tự tiết giúp các d òng tế b ào cùng nhau đáp ứng với một tín hiệu(hiệu ứng cộng đồng). 2- Endocrine (Nội tiết). Phân tử truyền tin trong trư ờng hợp n ày được gọi làcác hormone, chúng có th ời gian tồn tại khá lâu, đ ược tiết vào máu và tuần hoàntrong cơ th ể, đạt tới tế b ào đích ở một mô hay cơ quan khác. Hormone thư ờng cónồng độ rất thấp nhưng ái lực rất cao với thụ thể. Tác dụng của hormone thường kéodài hơn nhiều so với các dạng thông tin liên tế bào khác. Kiểu truyền thông tin nàyđặc trưng cho các tế bào tuyến nội tiết. 3- Synaps. Đây là dạng thông tin thực hiện bởi các tế bào thần kinh. Điện thếđộng chạy trên sợi trục thần kinh với tốc độ khá lớn, trên khoảng cách khá xa, khi tớigần tế bào đích, sợi trục hình thành cấu trúc tiền synap. Phân tử truyền tin trongtrường hợp này gọi là chất trung gian thần kinh (neurotransmitter) đư ợc xuất bào quamàng tiền synap, khuyếch tán qua khoảng cách ngắn đến các thụ thể nằm trên màngtế b ào đích (màng hậu synap). Đây là kiểu thông tin giữa tế bào thần kinh với nhauhoặc với tế b ào khác (cơ, tuyến). 4- Liên kết khe. Một dạng thông tin liên tế b ào n ữa đư ợc thực hiện bằng cách khuyếch tán trực tiếp các phân tử nhỏ giữa các tế bào cùng Tế b ào truyền tin qua liên kết khe loại nằm cạnh nhau và có những lỗ có cấu tạo gồm các connexon hổng trên màng bào tương thôngthương với nhau. Đây cũng là loại thông tin tạo ra hiệu ứng cộng đồng để các tế b àocùng loại (trong cùng một mô) cùng nhau đáp ứng với tín hiệu điều khiển từ b ênngoài.II. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA CƠ CHẾ THÔNG TIN LIÊN TẾ BÀO: Các thành ph ần chính của cơ chế thông tin liên tế bào gồm có phân tử truyền tin(do tế b ào truyền tin phát ra), thụ thể (phân tử nhận tin trên tế bào đích) và chuỗitruyền tin tiếp sau thụ thể. 1. Phân tử truyền tin. Phân tử truyền tin có thể là protein, peptid, acid amin,nucleotid, steroid, retinoid, dẫn chất acid béo, thậm chí một số chất khí như oxid nitơ(NO) và monoxid carbon (CO). Phần lớn các phân tử truyền tin được tổng hợp tronglưới nội b ào, điều vận qua Golgi rồi giải phóng vào môi trư ờng ngoại bào nh ờ cơ chếxuất bào. Một số phân tử truyền tin là các protein xuyên màng, sau khi được đưa raphía ngoài màng bào tương chúng vẫn tiếp tục gắn trên bề mặt tế bào. Trư ờng hợpnày sự thông tin tế bào xảy ra khi có tiếp xúc trực tiếp giữa tế bào truyền tin với tếbào đích. Trong m ột số trường hợp khác, phân tử truyền tin là chất khí hoặc phân tửkị nư ớc nhỏ, có thể dễ dàng khuyếch tán qua màng b ào tương. Đặc điểm chung củacác chất truyền tin là thường có nồng độ rất thấp ( điều khiển mở kênh là m ột phân tử hoá học, phần tiếp nhận thông tin chính là một thụ thể. Có nhiều thụ thể-kênh ion đã được nghiên cứu khá rõ ràng, chẳng hạn kênh ion Na+ m ở b ằng thụ thể acetylcholin, kênh Cl- mở bằng thụ thể glycin... trên màng tế bào thần kinh. Protein G (Protein gắn GTP): Đây là m ột họ các thụ thể-protein xuyên màng 7 lần. Thụ thể có hai cấu hình không gian: dạng gắn GTP (hoạt hoá) và dạng gắn GDP. Sau khi liên kết với phân tử truyền tin và hoạt hóa, protein G tác dụng gián tiếp lên các protein màng khác gây ra chuỗi truyền tin thứ cấp: - Adenylyl-cyclaz, enzym tổng h ợp AMP vòng, - Phospholipaz C-, giải phóng phân tử inositol-P 3, gây ra mở kênh Ca++ trên lưới nội bào, ho ặc giải phóng diacylglycerol m àng làm hoạt hoá enzym C-kinaz, enzym này gắn phosphat lên các protein và ho ạt hóa chúng. Thụ thể gắn enzym. Đây là những protein xuyên màng một lần, vừa là thụ thể nhưng lại vừa có thể trực tiếp xúc tác gắn phosphat lên các protein khác. Có một số thụ thể không nằm trên màng bào tương mà lại là protein nội b ào, đólà trường hợp của thụ thể với các phân tử khí (NO hay CO) và siêu h ọ thụ thể steroid.Tương tác của thụ thể với phối tử của nó nói chung chỉ dựa trên các liên kết phi hoátrị, nhưng nh ờ cấu trúc không gian của protein ăn khớp với cấu trúc phân tử chấttruyền tin, tạo th ành nhiều liên kết phi hoá trị (ái lực liên kết lớn) và tương tác mangtính đặc hiệu cao. b. Siêu họ thụ thể nội bào: Nhiều chất truyền tin có bản chất kị n ước như steroid hormon, thyroid hormon,retinoid, ...