שליח שניוני
השליחים השניונים (גם: סיגנלים שניונים) הם מערכת בפיזיולוגיית התא בה מתבצעת העברת מידע, אותות תאיים על ידי מולקולת סיגנל ראשונית, חיצונית מבלי שתכנס לתוך התא.
קישור חוץ תאי של הסיגנל מתועל לקסקדת אירועים שגורמת לשינויים רבים ומשפיעה על תהליכים תוך תאיים.
מערכת השליחים השניונית משתמשת ברצפטורים ממברנאלים- נמצאים על פני שטח הממברנה, אליהם נקשרים הורמונים המהווים את הסיגנל הראשוני. הקישור נעשה מחוץ לתא באינטרקציה חלשה והפיכה וגורם לשינוי קונפורמציה של החלבון. השינוי יהיה במבנה השניוני והרביעוני של החלבון וכן במדיום התוך תאי.
שינויים אלו לבדם לא ישנו את הביוכימיה של התא, כך שבעקבות הקישור והשינויים הללו נוצרות מולקולות: השליחים השניונים והן אלו שישלימו את תהליך התקשורת שהתחיל.
השליחים השניונים הם למעשה מולקולות קטנות וחופשיות במדיום התוך תאי המסוגלות להגיע לכל מקום בתא (אברונים שונים, גרעין התא וכדומה) יעבירו את המידע האצור בהן ועל ידי כך יגרמו לשינוי בפעילות החלבונים.
סוגים שונים של שליחים שניוניים
הסיגנלים יכולים להיות ממגוון רחב של מולקולות כגון פוספוליפידים, יונים ועוד.. וכל סיגנל ישתחרר בהתאם לתגובה מסוימת ויגרום להשפעה שונה.
למרות המגוון הרב הסיגנלים השונים בעלי מספר תכונות משותפות: כל הסיגנלים השניוניים יכולים על ידי ראקציה אנזימתית ספציפית להיות מסונזים ופעילים ומנגד ולהעצר ולהתפרק, זאת בהתאם לדרישות התא. בנוסף חלק מהסיגנלים השניוניים (כמוCa+2) יכולים להיות מאוחסנים באורגנלות תאיות ולהשתחרר במהירות רבה כשהתא זקוק להם, ללא צורך בסנתוז מחדש בכל פעם. ישנם שלושה סוגים עקריים של מולקולות סיגנל שניוני:
- מולקולות הידרופוביות: מולקולות שאינן מסיסות במים, כמו: דיאצילגליצרול, IP3 ופוספאטידילינוזיטולז, אשר עוברות בדיפוזיה מהרשתית הציטופלסמתית לחלל הפלסמתי בו נקשרות ומשפעלות חלבונים מסוימים.
- מולקולות הידרופיליות: מסיסות במים כמו: cAMP, cGMP, וCa+2 שממוקמות בתוך הציטוזול.
- גזים: כמו ניטריט אוקסיד (NO) ופחמן חד-חמצני (CO) שיכולות לעבור בציטוזול בדיפוזיה ולחצות ממברנה תאית.
מכניזם נפוץ לשליח שניוני
יש מספר מערכות מכניזם שונות לסיגנלים שניוניים, אך המכניזם הכללי של כולם פועל באופן די דומה.השוני בהשפעה ובפעילות נובע ממועורבות של מולקולות שונות בכל מכניזם ומכניזם. בכל המקרים הסיגנל הראשוני - נוירוטרסמיטר (מעביר בין-עצבי) נקשר לרצפטור שנמצא על גבי הממברנה וחוצה אותה.
הקישור המתואר גורם לשינוי הרצפטור וגורם לו לחשוף אתר קישור לחלבון G (ה G-protein)חלבוני הG (נקראים על שם מולקולות הGDP וGTP שנקשרות אליהן) קשורים בקשר קוולנטי לממברנה הפנימית של התא, אלו הם חלבונים הטרוטימרים, המורכבים משלושה תתי יחידות: אלפא, בטא וגמא.
עם קשירת חלבוני הG לרצפטור הם מסוגלים להחליף GDP (גואנוזין דיפוספאט) שנמצא על תת-יחידה אלפא שלו למולקולת GTP (גואנוזין טריפוספאט). עם החלפה זו תת-היחידה אלפא משתחררת מהטרימר, משנה אפיניות וקונפורמציה ומשתחררת מתתי היחידות בטא וגמא. כעת אלפא נמצאת חופשייה ונעה לאורך הממברנה התוך תאית כאשר היא מאוקטבת ויכולה להעביר מידע. בסופו של דבר אלפא נקשרת לחלבון אפקטור שעם הקישור מתחיל ביצירת שליחים שניוניים.
השליחים השניוניים יאקטבו מולקולות חלבוניות נוספות ויגרמו לפעילות.
כיבוי האות
התא זקוק לרמת פעילות וייצור מסוימת לכן כאשר התא קבל את האספקה הדרושה לו יש לעצור את התהליך על מנת שלא יהיה בזבוז של אנרגיה וחומר שלא לצורך.
הפסקת פעילות הסיגנלים נעשית על ידי אנזים, כדוגמת GTpase, בעל פעילות הידרוליזה איטית שיגרום לקשירת הGDP מחדש לחלבוני הG ובכך בהדרגה לכיבוי והפסקת כל השלבים המעורבים בתהליך.
מחלות סרטן שונות רבות נובעות מתאים סרטניים שהשתלטו על מנגנון כיבוי הסיגנלים וגורמים לחוסר בוויסות פעילותם. בעיות שיכולות לנבוע מכך למשל: אי הפסקת חלוקה של תא, הגברת תהליכים כמו הגליקוליזה ועוד. ניתן להשתמש בתרופות המכילות מעכבים שונים לאחד התהליכים שתוארו לעיל על מנת לטפל.
אפקט הגברת התגובה
ניתן לראות בתהליך העברת הסיגנלים אמפליפיקציה, הגברה של תגובה, מספיק לתא מעט מאד סיגנל ראשוני שיקשר לתא על מנת שתגובה תוגבר. עם ההקשרות ישנו שינויי מבני, אקטיבציה של חלבונים ומאותה כמות קטנה של סיגנל ראשוני יווצרו הרבה מאד סיגנלים שניוניים.
ראו גם
