SƠ LƯỢC VỀ CON ĐƯỜNG TRUYỀN TIN TRONG TẾ BÀO

Các đường truyền tín hiệu này chia thành hai nhóm chính tùy thuộc vào cách chúng được kích hoạt. Hầu hết chúng được kích hoạt bởi các kích thích bên ngoài và có chức năng truyền thông tin từ bề mặt tế bào đến hệ thống tác động bên trong. Cùng trường cao đẳng Y Dược Pasteur tìm hiểu về một số đường truyền tín hiệu trong tế bào nhé!

Con đường truyền tin liên quan đến DAG (Diacylglycerol)

1. Giới thiệu về con đường truyền tín hiệu trong tế bào (Cell signalling pathways)

    Hầu hết các thụ thể bề mặt tế bào đều kích thích các enzyme mục tiêu nội bào, chúng có thể được liên kết trực tiếp hoặc gián tiếp với các thụ thể bằng protein G.

    Các enzyme nội bào này đóng vai trò là yếu tố truyền tín hiệu xuôi dòng, truyền và khuếch đại tín hiệu được bắt đầu bằng liên kết phối tử.

     Trong hầu hết các trường hợp, một chuỗi phản ứng truyền tín hiệu từ bề mặt tế bào đến nhiều mục tiêu nội bào khác nhau - một quá trình được gọi là truyền tín hiệu nội bào.     Mục tiêu của các con đường truyền tín hiệu như vậy thường bao gồm các yếu tố phiên mã có chức năng điều chỉnh biểu hiện gen.

    Do đó, các con đường truyền tín hiệu nội bào kết nối bề mặt tế bào với nhân, dẫn đến những thay đổi trong biểu hiện gen để đáp ứng với các kích thích ngoại bào.

    Các tế bào sử dụng một số lượng lớn các đường truyền tín hiệu được xác định rõ ràng để điều chỉnh hoạt động của chúng.

    Các đường truyền tín hiệu này chia thành hai nhóm chính tùy thuộc vào cách chúng được kích hoạt.

    Hầu hết chúng được kích hoạt bởi các kích thích bên ngoài và có chức năng truyền thông tin từ bề mặt tế bào đến hệ thống tác động bên trong.

    Tuy nhiên, một số hệ thống tín hiệu phản ứng được tạo ra từ bên trong tế bào, thường ở dạng chất truyền tin trong quá trình trao đổi chất.

    Đối với tất cả các con đường truyền tín hiệu này, thông tin được truyền tải thông qua tương tác protein-protein hoặc nó được truyền bởi các yếu tố khuếch tán thường được gọi là chất truyền tin thứ cấp (the second messenger).

    Các tế bào thường sử dụng một số đường truyền tín hiệu này và sự trao đổi chéo giữa chúng là một tính năng quan trọng.

    Trong quá trình phát triển, các loại tế bào cụ thể chọn ra những hệ thống tín hiệu phù hợp để kiểm soát các chức năng cụ thể của chúng.

2. Các con đường truyền tín hiệu tế bào

    Có một số lượng lớn các con đường truyền tín hiệu nội bào chịu trách nhiệm truyền thông tin trong tế bào. Thường được chia thành hai loại chính:

    Phần lớn phản ứng với các kích thích bên ngoài đến bề mặt tế bào, thường ở dạng tín hiệu hóa học (dẫn truyền thần kinh, hormone hoặc yếu tố tăng trưởng), được nhận bởi các thụ thể ở ngoại vi tế bào có chức năng như ăng-ten phân tử được gắn trong màng sinh chất. Sau đó, các thụ thể này truyền thông tin qua màng bằng cách sử dụng nhiều bộ chuyển đổi và bộ khuếch đại khác nhau tham gia vào nhiều đường dẫn tín hiệu nội bào.

    Hệ thống truyền tín hiệu phosphoinositide và Ca2+ đã được gộp lại với nhau vì chúng chứa một số con đường truyền tín hiệu liên quan thường tương tác với nhau. Các loại khác là các con đường được kích hoạt bởi các tín hiệu được tạo ra từ bên trong tế bào. Có một số chất truyền tin trao đổi chất hoạt động từ bên trong tế bào để bắt đầu nhiều con đường truyền tín hiệu khác nhau. Các protein gắn với GTP thường đóng vai trò trung tâm trong quá trình tải nạp, chịu trách nhiệm khởi đầu nhiều con đường truyền tín hiệu này.

    Tất cả các đường truyền tín hiệu này tạo ra một chất truyền tin bên trong chịu trách nhiệm chuyển tiếp thông tin đến các cảm biến, sau đó thu hút các tác nhân kích hoạt phản ứng của tế bào.

3. Một số con đường truyền tin phổ biến trong tế bào

    1. Con đường dẫn truyền tín hiệu AMP vòng: Một trong những hệ thống tín hiệu đầu tiên được mô tả là đường dẫn tín hiệu AMP vòng, khái niệm chất truyền tin thứ cấp áp dụng cho nhiều hệ thống tín hiệu khác. Chất truyền tin sơ cấp kích thích bên ngoài đến bề mặt tế bào, sau đó được biến đổi ở bề mặt tế bào bởi adenylyl cyclase (AC) thành chất truyền tin thứ cấp, AMP vòng (cAMP), là một phần của tầng tín hiệu sau đó được kích hoạt xuôi dòng.

Hình. Con đường dẫn truyền tín hiệu AMP vòng (cycle AMP signalling pathway)

    2. Hệ thống tín hiệu ADP-ribose (cADPR) vòng và hệ thống tín hiệu axit nicotinic–adenine dinucleotide phosphate (NAADP) hoạt động trong việc truyền tín hiệu Ca2+. Một ADP– ribosyl cyclase (ADP-RC) chịu trách nhiệm tạo ra hai chất truyền tin thứ cấp này.

    3. Các kênh hoạt động bằng điện áp (VOC) góp phần tạo ra tín hiệu Ca2+ bằng cách kiểm soát sự xâm nhập của Ca2+ bên ngoài vào các tế bào dễ bị kích thích.

    4. Các kênh do thụ thể vận hành (ROC) đóng góp vào tín hiệu Ca2 + bằng cách kiểm soát sự xâm nhập của Ca2 + vào cả tế bào dễ bị kích thích và không bị kích thích.

    5. Các kích thích kích hoạt phospholipase C (PLC) để thủy phân PtdIns4,5P2 (còn được gọi là PIP2) tạo ra một số con đường truyền tín hiệu:

• Tín hiệu Inositol 1,4,5-trisphosphate (InsP3)/Ca2+
• Tín hiệu Diacylglycerol (DAG)/protein kinase C (PKC)
• Tín hiệu PtdIns4,5P2
• Tín hiệu inositol polyphosphate đa năng con đường
• Tín hiệu PtdIns 3-kinase được kích hoạt bởi các kích thích kích thích PtdIns 3-kinase thành phosphoryl hóa PIP2 để tạo thành chất truyền tin lipid thứ hai PtdIns3,4,5P3 (PIP3).

    7. Đường dẫn tín hiệu oxit nitric (NO)/GMP vòng. Nitric oxit (NO) synthase (NOS) tạo ra khí NO hoạt động thông qua cả phản ứng GMP tuần hoàn và phản ứng nitrosyl hóa. NO có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc điều chỉnh hoạt động của các con đường khác như truyền tín hiệu Ca2+.

    8. Tín hiệu oxy hóa khử: Nhiều thụ thể hoạt động thông qua NADPH oxydase (NOX) để tạo thành các loại oxy phản ứng, chẳng hạn như gốc O 2- và hydro peroxide (H2O2), có tác dụng điều chỉnh hoạt động của các protein tín hiệu cụ thể như tyrosine phosphatase, yếu tố phiên mã và kênh ion O 2-  tham gia phản ứng nitrosyl hóa trong con đường truyền tin.

Sưu tầm Thạc sĩ Trần Thị Minh Tuyến