以下解释来自《植物生理学》相对比较专业
植物体内的信号传导 Signal Transction
生物体的生长发育受遗传信息及环境信息的调节控制。基因决定了个体发育的基本模式,但其表达和实现在很大程度上受控于环境信息的刺激。植物的不可移动性使它难以逃避或改变环境,接受环境变化信息,及时作出反应,调节适应环境是植物维持生存的出路。已经发现的植物细胞的信号分子也很多,按其作用的范围可分为胞间信号分子和胞内信号分子。细胞信号传导的分子途径可分为胞间信使、膜上信号转换机制、胞内信号及蛋白质可逆磷酸化四个阶段
一.胞间信号传递
胞间信号一般可分为物理信号(physical signal)和化学信号(chemical signal)两类。物理信号如细胞感受到刺激后产生电信号传递,许多敏感植物受刺激时产生动作电位,电波传递和叶片运动伴随。水力信号(hydraulic signal)。化学信号是细胞感受刺激后合成并传递化学物质,到达作用部位,引起生理反应,如植物激素等。信号物质可从产生的部位经维管束进行长距离传递,到达作用的靶子部位。
传导途径是共质体和质外体。
二.跨膜信号转换机制(signal transction)
信号到达靶细胞,首先要能被感受并将其转换为胞内信号,再启动胞内各种信号转导系统,并对原初信号进行级联放大,最终导致生理生化变化。
1. 受体(receptor)
主要在质膜上,能与信号物质特异结合,并引发产生胞内次级信号的物质,主要是蛋白质。信号与受体结合是胞间信使起作用并转换为胞内信使的首要步骤。目前研究较活跃的两类受体是光受体和激素受体。光受体有对红光和远红光敏感的光敏色素、对蓝光和紫外光敏感的隐花色素以及对紫外光敏感的受体等;激素受体的研究正在进展中,如质膜上的乙烯受体,质膜或胞内的其他激素的结合蛋白等。
2. G蛋白(G proteins)
GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)。其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合并具有GTP水解酶的活性。70年代初在动物细胞中发现了G蛋白,证明了它在跨膜细胞信号转导过程中有重要的调控作用,Gilman与Rodbell因此获得1994年诺贝尔医学生理奖。80年代开始在植物体内研究,已证明G蛋白在高等植物中普遍存在并初步证明G蛋白在光、植物激素对植物的生理效应中、在跨膜离子运输、气孔运动、植物形态建成等生理活动的细胞信号转导过程中同样起重要的调控作用。由于G蛋白分子的多样性………在植物细胞信号系统中起着分子开关的重要作用。三,胞内信号
如果将胞外刺激信号称作第一信使,由胞外信号激活或抑制、具有生理调节活性的细胞内因子称第二信使(second messenger)。植物细胞中的第二信使不仅仅是一种,也可总称为第二信使系统。
1.钙信号系统
在植物细胞内外以及细胞内的不同部位Ca2+的浓度有很大的差别。在细胞质中,一般在10-8~10-7 mol/L,而细胞壁是细胞最大的Ca2+库,其浓度可达1~5mol/L。胞内细胞器的Ca2+浓度也比胞质的Ca2+浓度高几百倍到上千倍。几乎所有的胞外刺激信号都能引起胞质游离Ca2+浓度变化,由于变化的时间、幅度、频率、区域化分布的不同,可能区别信号的特异性。钙调节蛋白
胞内钙信号再通过其受体――钙调节蛋白传递信息。主要包括钙调素(calmolin CaM)和钙依赖的蛋白激酶,植物细胞中CaM是最重要的多功能Ca2+信号受体。这是由148个氨基酸组成的单链小分子酸性蛋白(分子量为17~19KDa)。CaM分子有四个Ca结合位点,当第一信使引起胞内Ca2+浓度上升到一定阈值后,Ca2+与CaM结合,引起CaM构象改变,活化的CaM再与靶酶结合,使其活化而引起生化反应。已知有蛋白激酶、NAD激酶、H+-ATP酶等多种酶受Ca-CaM的调控。在以光敏素为受体的光信号转导过程中,Ca-CaM胞内信号起了重要作用。3. 肌醇磷脂(inositide)信号系统
这是肌醇分子六碳环上的羟基被不同数目磷酸酯化形成的一类化合物。80年代后期的研究证明植物细胞质膜中存在三种主要的肌醇磷脂,即磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰肌醇-4-磷酸(PIP)、磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)。胞为信号被质膜受体接受后,以G蛋白为中介,由质膜中的磷酸脂酶C(PLC)水解PIP2产生肌醇-3-磷酸(IP3)和甘油二酯(DG)两种信号分子,所以,又可称双信使系统。IP3通过调节Ca2+变化、DG通过激活蛋白激酶C(PKC)传递信息。4. 环核苷酸信号系统
受动物细胞信号启发,在植物细胞中也存在环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)参与信号转导。四.蛋白质的可逆磷酸化 (phosphoralation)
细胞内存在的多种蛋白激酶(protein kinase)蛋白磷酸酶(protein phosphatase)是前述胞内信使进一步作用的靶子,通过调节胞内蛋白质的磷酸化或去磷酸化而进一步传递信息。如钙依赖型蛋白激酶(CDPK),其磷酸化后,可将质膜上的ATP酶磷酸化,从而调控跨膜离子运输;又如和光敏素相关的Ca-CaM调节的蛋白激酶等。
蛋白磷酸酶起去磷酸化作用,是终止信号或一种逆向调节。植物体内、细胞内信号转导是一个新的研究领域,正在进展中,需要完善已知的、并发现新的植物信号转导途径(H+、H2O、Mg2+、氧化还原物质等);信号系统之间的相互关系(cross talk)及时空性研究,细胞内实际上存在着信号网络,多种信号相互联系和平衡来决定特异的细胞反应;利用新的技术如基因工程及微注射等研究信号转导的分子途径,以及它对基因表达调控功能;植物细胞壁与细胞内信号的联系,是否存在细胞壁-质膜-细胞骨架信息传递连续体等。
② 细胞生物 信号传递与信号转导
细胞生物信号传递的范围应该略大,是说细胞和细胞之间传递信息的吧;信号转导指细胞接受外界信号刺激,传递到胞内启动一系列信号分子的活化并传递信息,最终产生应答(生物学效应)的过程。cAMP cGMP 是第二信使,分别是Gs、鸟苷酸环化酶的下游;二酯酰甘油/三磷脂肌醇信使体系是Gq的下游第二信使,IP3启动胞内钙库释放,DG与钙激活PKC. MAPK是胞内调节细胞生长、分化、凋亡的非常重要的蛋白激酶家族,其上游有G蛋白、生长因子受体、钙离子通道、死亡受体等。JAK-STAT信号通路是细胞因子受体的经典下游信号。
你应该按照不同的信号通路来学习,虽然存在信号网络,但是学习、考试、做论文的时候还是一条一条通路来进行的。
③ 简述细胞信号转导的几条通路
受体介导细胞信号通路包括: a.CAMP信号通路:由CM上的五种组分组成——激活型激素受体,Rs;与GDP结合的活化型调蛋白,Gs;腺苷酸环化酶,c;与GDP结合的抑制型调节蛋白,Gi;抑制型激素受体,Ri。
激素配体+Rs→Rs构象改变暴露出与Gs结合位点→与Gs结合→Gs2变化排斥GDP结合GTP而活化→使三聚体Gs解离出α和βγ→暴露出α与腺苷酸环化酶结合位点→与A环化E结合并使之活化→将ATP→CAMP→激活靶酶和开启基因表达→GTP水解,α恢复构象与A环化酶解离→C的环化作用终止→α和βγ结合回复。
b.PIP2信号通路:胞外signal+膜受体→PIP2IP3+DAG,IP3→内源钙→细胞溶质,胞内Ca2+浓度升高→启动Ca2+信号系统,DAGCM上活化蛋白激酶PKC→DG/PKC信号传递passwa。
(3)细胞信号网络是什么扩展阅读
细胞信号转导特点是:①高度亲和力,②高度特异性,③可饱和性
1、受体:位于细胞膜上或细胞内,能特异性识别生物活性分子并与之结合,进而引起生物学效应的特殊蛋白质,膜受体多为镶嵌糖蛋白:胞内受体全部为DNA结合蛋白。受体在细胞信息传递过程中起极为重要的作用。
2、G蛋白:即鸟苷酸结合蛋白,是一类位于细胞膜胞浆面、能与GDP或GTP结合的外周蛋白,由α、β、γ三个亚基组成。以三聚体存在并与GDP结合者为非活化型。当α亚基与GTP结合并导致βγ二聚体脱落时则变成活化型,可作用于膜受体的不同激素,通过不同的G蛋白介导影响质膜上某些离子通道或酶的活性,继而影响细胞内第二信使浓度和后续的生物学效应。
④ 如何理解“细胞是物质、能量与信息过程精巧结合的结合体”这句话
1.细胞代谢(生命活动)的实质就是各种复杂的化学反应,化学反应必然涉及物质能量变化。
2.细胞代谢需要调控,目的有二:①自身生长发育的要求,由遗传信息控制;②响应、适应细胞外界环境的变化,包括生物体内环境和生物体生活环境。
这种代谢调控是由一系列发生在细胞内部、以及细胞与外界环境间的信息交流来实现的。这在细胞学上称为细胞信号传导,细胞中有许多信号传导通路,它们形成了细胞信号网络。
3.如果采纳,补充说明“精巧”的意思。
⑤ 一条完整的细胞信号通路包含哪些要素细胞中的信号通路有什么特点。
我kao!这种题目也会在这里出现,围观……
找教科书啊!
G蛋白偶联受体通路、酶联受体通路等等…
⑥ 如何做信号通路
从细胞膜、胞浆到细胞核,存在多条信号通路串联交叉形成的复杂信号网络。该信号网络在细胞受到胞外刺激后将信号通过级联放大、分散调节等方式传入胞内,引起一系列的综合性细胞应答。一种生物效应的出现往往存在多条信号通路的同步活化,可逆的磷酸化修饰反应则是细胞内部最为普遍和节能的信号蛋白活化调节方式。因此,找到激活的信号通路乃至发生磷酸化调变的通路蛋白,往往成生命科学研究的起点。
所以如果没有重点关注的信号通路,通常建议可以使用信号通路磷酸化广谱筛选抗体芯片(PEX100)。检测的信号蛋白广泛参与31条重要信号通路信号传导过程。芯片针对每一个特定蛋白磷酸化位点,设置一对抗体分别检测其磷酸化(Phospho)和非磷酸化(non-Phospho)状态以提高磷酸化检测灵敏度和稳定性。一次芯片实验即可实现31条信号通路的同步筛选和具体调变位点的清晰定位,为后续生物现象的深入探索提供明确的研究方向。
⑦ 信号对答(crosstalking)的定义是什么请高手指点。感激不尽
细胞信号转导最重要的特征之一是构成复杂的信号网络系统,具有高度的非线性特点。人们对信号网络系统中各种信号通路之间的相互关系,形象称为“交叉对答”,或信号对答,crosstalking.
英语解释:Signals can be passed back and forth between different pathways.
不同信号通路之间实现crosstalking的一种重要方式是:通过蛋白激酶的网络整合信息调控复杂的细胞行为。
⑧ 细胞信号传递的基本特征
细胞信号传递的基本特征
(1)多途径、多层次的细胞信号通路具有收敛性或是发散性
(2)细胞的信号转导具有专一性与相似性
(3)信号转到过程中有信号放大作用:信号的放大作用与信号所启动的作用并存
(4)细胞的适应性
(二)蛋白激酶的网络整合信息
细胞信号传递构成一个复杂的信号网络系统 具有高度的非线性特点,即信号网络中各通路之间存在cross talking的相互关系 而蛋白激酶的网络整合信息是不同信号通路之间实现的 交谈 的一 种重要方式
⑨ 细胞生物中信号密码和网络蛋白名词解释
1、信号密码:信号密码子(约有45-90、48-78个核苷酸),是编码一段多肽的mRNA
2、网络蛋白:又称笼形蛋白,是一类包被蛋白,由3条重链和3条轻链组成。组装形成多面体笼形结构,介导高尔基体到溶酶体以及胞吞泡形成等过程。