Sinyal Alımı ve İletimi

 Sinyal molekülleri, reseptör proteinlerine bağlanarak hücrelere bilgi iletir. Her reseptör, bir tür sinyal molekülüne özgüdür. Bu özgünlük, sinyal molekülü ve alıcısı arasında meydana gelen uygun etkileşimlerden (örneğin hidrojen bağları veya elektrostatik çekimler) kaynaklanır.

Bir reseptör proteini bir sinyal algıladığında, hücrenin içine bir mesaj iletir. Bu mesaj genellikle farklı türde bir sinyal molekülü şeklini alır. Genellikle, hücre içi sinyal molekülleri, nihai sonuca ulaşılana kadar her bir sinyal molekülünün bir sonrakini etkinleştirdiği veya ürettiği bir dizi etkileşim olan bir sinyal yolunun parçasıdır. Bu sonuç veya hücre yanıtı, bir kas kasılması, bir sinir uyarısı veya bir hücrenin metabolizmasında, hareketinde veya aktivitesinde herhangi bir değişiklik olabilir. Bazı reseptörler iyon kanallarıyla ilişkilidir (veya kendileri iyon kanallarıdır). Reseptörlere bağlı iyon kanalları, bir sinyale yanıt olarak açılır veya kapanır. Kaslara büzülmesini söyleyen reseptör, yakındaki sinir hücrelerinden salındıktan sonra sinyal molekülü asetilkolin'e yanıt olarak açılan bir iyon kanalıdır. Reseptörlere bağlı iyon kanallarının uyarılması genellikle hızlı bir yanıta yol açar. Asetilkolin, bir iskelet kasında milisaniyeler içinde kasılmayı tetikleyebilir.

Diğer reseptör proteinleri, hücre içinde belirli kimyasal reaksiyonları gerçekleştiren veya diğer enzimleri aktive eden enzimler olarak işlev görür. Enzim bağlı reseptörler tarafından tetiklenen yaygın bir reaksiyon, bir hedef proteine ​​fosfat eklenmesi olan fosforilasyondur. Bir fosfat grubunun transferi, protein kinazlar adı verilen enzimler tarafından gerçekleştirilir. Sinyal yollarında, fosforilasyon genellikle bir proteinin bir sonrakini fosforile ettiği ve aktive ettiği bir dizi reaksiyonda meydana gelir. Bir fosforilasyon kaskadı, hücrenin tepkisini kontrol eden bir protein veya gene hedefine bir sinyal almak için dakikalar ila saatler sürebilir. Kansere neden olan mutasyonların çoğu, hücre bölünme döngüsünü düzenleyen fosforilasyon basamaklarını aşırı uyararak kontrolsüz hücre çoğalmasını tetikler.

Bazı reseptör proteinleri, büyük miktarlarda ikinci haberci, hücre boyunca yayılan küçük sinyal molekülleri üreten bir tür zara bağlı enzimi aktive eder. (Reseptörü orijinal olarak aktive eden sinyal molekülü birinci haberci olarak kabul edilir.) Örneğin kas hücrelerinde epinefrin, siklik adenosin monofosfat (siklik AMP veya cAMP) adı verilen ikinci bir habercinin üretimini tetikler. Bu molekül, sırayla, kas hücrelerine kasılmaları için ihtiyaç duydukları enerjiyi sağlayan depolanmış glikoz salınımını uyaran bir protein kinazı aktive eder. 

İkinci haberciler üretmenin önemli bir yararı, orijinal sinyali yükseltmeleridir: bir sinyal molekülü binlerce ikinci haberci üretebilir. Bu tür amplifikasyon, hücrelerin çok zayıf sinyallere tepki vermesini sağlar. Örneğin, gece görüşünden sorumlu reseptörler, tek bir ışık fotonuna bile tepki olarak bir ikinci haberci spreyi üretir.