Διακυτταρική Επικοινωνία - Μεταγωγή σήματος

Οι G πρωτεΐνες, γνωστές και ως πρωτεΐνες που προσδένουν νουκλεοτίδια γουανίνης, είναι μια οικογένεια πρωτεϊνών που χρησιμοποιούνται ως μοριακοί διακόπτες και χρησιμοποιούνται στη μεταγωγή σήματος απο μια πληθώρα ερεθισμάτων στο εσωτερικό του κυττάρου. Η ενεργότητα τους ρυθμίζεται απο παράγοντες που ελέγχουν την ικανότητα τους να προσδέσουν και να υδρολύσουν GTP σε GDP. Στην ενεργοποιημένη τους μορφή, έχουν προσδεδεμένο το GTP και στην ανενεργή το GDP. 

Υπάρχουν δυο κατηγορίες G πρωτεϊνών, οι μικρές μονομερείς GTPασες και οι ετεροτριμερείς G πρωτεΐνες, που αποτελούνται απο τις υπομονάδες άλφα, βήτα και γάμα. Οι G πρωτεΐνες ενεργοποιούνται απο υποδοχείς που συνδέονται με G πρωτεΐνες (GPCRs) και βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη. Τα σηματοδοτικά μόρια προσδένονται στους GPCRs εξωκυτταρικά και το ενδοκυττάριο τμήμα του υποδοχέα ενεργοποιει μια συγκεκριμένη G πρωτεΐνη.

Οι πρωτεϊνικές κινάσες δρουν σε πρωτεΐνες, φωσφορυλιώνοντας τους σε κατάλοιπα σερίνης, θρεονίνης, τυροσίνης ή ιστιδίνης. Η φωσφορυλίωση μπορεί να τροποποιήσει τη λειτουργία μιας πρωτεΐνης με πολλούς τρόπους, αυξάνοντας ή μειώνοντας τη δραστικότητα της, να τη σταθεροποιήσει ή να την μαρκάρει για πρωτεόλυση, να την οδηγήσει σε ένα συγκεκριμένο κυτταρικό διαμέρισμα ή να ξεκινήσει την αλληλεπίδραση της με άλλες πρωτεΐνες. Οι κινάσες, μαζί με τις φωσφατάσες, παίζουν σημαντικό ρόλο στην ενζυμιλη ρύθμιση όπως και στη σηματοδότηση του κυττάρου.
Μια ειδική κατηγορία πρωτεϊνικών κινασών, οι ΜΑΡ κινάσες, που φωσφορυλιώνουν κατάλοιπα σερίνης/θρεονίνης, ανταποκρίνονται σε εξωκυττάρια αυξητικά ερεθίσματα, όπως η αυξητική ορμόνη, ο EGF,o PDGF και η ινσουλίνη.Η ενεργοποίηση του μονοπατιού στο επίπεδο του υποδοχέα ξεκινά ένα καταρράκτη σηματοδότησης όπου οι Ras GTPaseς ανταλάσσουν το GDP με GTP. Στη συνέχεια ενεργοποιέιται η Raf κινάση (ΜΑΡΚΚΚ κινάση), η οποία ενεργοποιεί την ΜΕΚ (ΜΑΡΚΚ κινάση) η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί την ΕRK (MAPK) η οποία είαναι σε θέση να ρυθμίσει τη μεταγραφή και τη μετάφραση γονιδίων.

^{Η διακυτταρική επικοινωνία αποτελεί μέρος ενός πολύπλοκου συστήματος επικοινωνιας που αφορά κυτταρικές λειτουργίες και έχει σαν στόχο τη συντονισμένη δράση των κυττάρων. Η ικανότητα που έχουν τα κύτταρα να λαμβάνουν και να ανταποκρίνονται στο μικροπεριβάλλον τους είναι η βάση της ανάπτυξης, της αναγέννησης ιστών, της ανοσοαπόκρισης και της ομοιόστασης. Βλάβες στην μεταγωγή σήματος είναι υπεύθυνες για ασθένειες όπως ο καρκίνος, τα αυτοάνοσα νοσήματα και ο διαβήτης.}

^{Η μεταγωγή σήματος λαμβάνει χώρα όταν ένα εξωκυττάριο ερέθισμα ενεργοποιεί ένα συγκεκριμένο υποδοχέα που βρίσκεται στη μεμβράνη ή εσωτερικά του κυττάρου. Ο υποδοχέας ενεργοποιεί με τη σειρά του μια βιοχημική αντίδραση μέσα στο κύτταρο, δημιουργώντας μια απάντηση στο ερέθισμα. Ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου, η απόκριση τροποποιεί το μεταβολισμό του κυττάρου, το σχήμα του, την γονιδιακή έκφραση ή ακομα και την ικανότητα του να διαιρεθεί. Το σήμα μπορεί να ενισχυθεί κατα τη διάρκεια της μεταγωγής σήματος και έτσι  ένα σηματοδοτικό μόριο να προκαλέσει πολλές αποκρίσεις.}