Bài giảng sinh học tế bào chương 4 đặng minh hiếu

Trang 1

TÍN HIỆU TẾ BÀO VÀ CÁC Q TRÌNH VẬN CHUYỂN TÍN HIỆU

TẾ BÀO

BÀI GIẢNG SINH HỌC TẾ BÀOĐẶNG MINH HIẾU, PHD @ HUST

1

TÍN HIỆU TẾ BÀO LÀ GÌ?

• Tín hiệu tế bào (Cell signalling) là một phần của hệ thống liên lạc

phức tạp kiểm soát các hoạt động cơ bản và điều phối các hành độngcủa tế bào

• Tín hiệu tế bào có thể là các tín hiệu điện tử (electrical signal) diễn

ra rất nhanh cho phép thông tin được chuyển trực tiếp từ một tế bàođến tế bào tiếp bên cạnh Tuy nhiên hình thức tín hiệu tế bào chủ đạo

nhất giữa các tế bào vẫn là các tín hiệu hố học (chemical signal)

Trang 2

CÁC DẠNG TÍN HIỆU TẾ BÀO

Có 4 dạng tín hiệu tế bào:

•Tín hiệu trực tiếp (direct signalling): xuất hiện khi có sự tiếp hợp giữa

các tế bào, thơng qua các khe tiếp hợp (gap junction)

•Tín hiệu cận tiết (paracrine signalling): xuất hiện giữa các tế bào gần

nhau, đơi khi có thể là trực tiếp, đơi khi thơng qua dịch ngoại bào•Tín hiệu nội tiết (endocrine signalling): liên quan đến tín hiệu qua

khoảng cách lớn, thường các phân tử tín hiệu được vận chuyển thơng qua hệ tuần hồn.

•Tín hiệu tự tiết (autocrine signalling): là hình thức các tế bào đáp ứng

với các tín hiệu tạo ra bởi chính nó3

PHỐI TỬ (LIGAND) VÀ THỤ THỂ (RECEPTOR)

•Phối tử (Ligand): là các phân tử tín hiệu

•Thụ thể (Receptor): Là các phân tử protein có thể gắn với các phân tử tín

hiệu và khởi động các cơ chế đáp ứng Có rất nhiều loại thụ thể, tuy nhiênnhìn chung chúng được chia làm hai loại:

ØThụ thể nội bào (Intracellular receptors): thường tìm thấy bên trong tế bào(trong nguyên sinh chất hoặc trong nhân).

Trang 3

PHỐI TỬ

•Đi qua màng tế bào: thường là những phântử kỵ nước có thể dễ dàng đi qua màng lipid của tế bào (VD: steroid hormones, khí NO )

•Gắn bên ngồi tế bào: thường là các phântử ưa nước, phân cực, hoặc tích điện hoặccó kích thước lớn mà không thể dễ dàng điqua màng tế bào (VD: các peptide

(protein), một số phân tử tín hiệu thầnkinh …)

5

THỤ THỂ NỘI BÀO

Là những thụ thểthường thấy ở bêntrong nguyên sinhchấthoặctrongnhân.

Trang 4

THỤ THỂ KÊNH ION CỔNG PHỐI TỬ (LIGAND-GATED ION CHANNELS)

• Là các kênh ion có thể mởhoặc đóng trong đáp ứngvới phối tử Gắn với phốitử từ bên ngồi tế bào làmthay đổi hình dạng củaprotein và mở kênh, chophép các ion (Na+, Cl-, Ca2+ ) đi qua Dòng chảyion làm thay đổi nồng độcủa chúng bên trong tếbào Kênh đóng lại khiphối tử tách khỏi thụ thể

7

THỤ THỂ KẾT HỢP G-PROTEIN (G-PROTEIN COUPLED RECEPTOR)

Trang 5

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA THỤ THỂ KẾT HỢP G-PROTEINNguồn: www.nature.com9THỤ THỂ LIÊN KẾT ENZYME (ENZYME-LINKED RECEPTOR)• Là một thụ thể xuyênmàng, cũng được biết đếnnhư là thụ thể xúc tác, vìviệc gắn với phối tử ngoạibào sẽ tạo ra hoạt tínhenzyme ở vùng nội bào Do vậy , loại thụ thể nàyđược xem như là một loạiprotein gắn màng thựchiện cả hai chức năng xúctác enzyme và chức năngthụ thể

Nguồn: www.biology-forums.com

Cấu trúc thụ thể liên kết enzymeThụ thể có chức năngnhư là một protein kinase

Trang 6

THỤ THỂ TYROSINE KINASE

Là một nhóm các thu thể liên kếtenzyme phổ biến có thể tìm thấytrên người và nhiều lồi khác Chúng là những enzyme xúc táccho việc chuyển các nhómphosphate đặc biệt là tới các axitamin tyrosine

1 Hai tín hiệu ngoạibào gắn vào hai thụ thểcủa cặp thụ thể, hoạthoá vùng protein kinase trên thụ thể2 Vùng protein kinase tự phosphoryl hoá cácgốc tyrosine trên thụthể3 Các protein chưahoạt hoá gắn với thụthể, và cũng đượcphosphoryl hoá, dẫntới hoạt hố chúng4 Các protein đã đượchoạt hố sẽ kích hoạtcác đáp ứng tế bào đãxác định tương ứng

11

Trang 7

CƠ CHẾ BẬT/TẮT (ON/OFF MECHANISM)

Con đường

đang tắt Các bổ thể kíchhoạt các thụ thể Các thụ thể kíchhoạt protein gắntrên màng

Các protein gắntrên màng kíchhoạt các protein trong nguyên sinhchất (cảm biến –sensor)

Các protein trongnguyên sinh chấtkích hoạt đíchcuối cùng của con đường (quan tácđộng – effector)Các protein đích cuối cùng gây ra đáp ứng 13

Q TRÌNH PHOSPHORYL HỐ (PHOSPHORYLATION) • Phosphoryl hố là một trong

những cách thức phổ biến nhất đểlàm thay đổi hoạt động củaprotein (kích hoạt hoặc bất hoạt).• Được thực hiện bằng cách bổ sung

một gốc phosphate vào một hoặcnhiều vị trí trên protein, xúc tácbởi một enzyme gọi là kinase • Việc gắn gốc phosphate thường

liên quan đến 1 trong 3 axit amincó nhóm hydroxyl (-OH) trongchuỗi bên là tyrosine, threonine vàserine

Source: www.khanacademy.org

Trang 8

ĐƯỜNG HƯỚNG MAPK (MITOGEN-ACTIVATED PROTEIN KINASE – MAPK CASCADE)

Source: www.khanacademy.org

Phosphoryl hố các phân tửđích nội bào thúc đẩy sự pháttriển và phân chia của tế bào

Trang 9

ĐÁP ỨNG TẾ BÀO

•Các đường hướng tín hiệu cùng hướng tới một đích chung là tạo ramột dạng đáp ứng tế bào nào đó Các tế bào gửi tín hiệu giải phóngcác tín hiệu nhằm mục đích biến đổi tế bào nhận tín hiệu theo mộtcách cụ thể, gọi là đáp ứng tế bào

•Các đáp ứng tế bào có thể ở cấp độ phân tử (chẳng hạn thay đổi mứcđộ biểu hiện gen hay hoạt tính enzyme, …) hay mức độ vĩ mơ (có thểnhìn thấy qua sự thay đổi về hành vi, hình thái của tế bào, …)

17

ĐƯỜNG HƯỚNG INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR RECEPTOR-1R (IGF-1R PATHWAY)

Source: Zha and Lackner, Clin Cancer Res; 16(9) May 1, 2010

Trang 10

TÍN HIỆU TRAO ĐỔI CHẤTCỦA TẾ BÀO (CELLULAR METABOLISM SIGNALLING)

Source: www.khanacademy.org