Truyền tin tế bào

I. Truyền tin giữa các tế bào

- Khái niệm: Truyền tin tế bào là sự phát tán và nhận các phân tử tín hiệu qua lại giữa các tế bào.

- Vai trò: Truyền tin tế bào có thể thực hiện giữa các tế bào của cùng một cơ thể, hoặc giữa các tế bào của cá thể cùng loài cũng như khác loài.

• Đối với cơ thể đơn bào, sự truyền tin tế bào có thể xảy ra khi môi trường bất lợi giúp các tế bào vi khuẩn tập hợp lại thành từng cụm, hỗ trợ lẫn nhau.
• Đối với cơ thể đa bào, sự truyền tin tế bào tạo ra cơ chế điều chỉnh, phối hợp hoạt động đảm bảo tính thống nhất của cơ thể.

- Tín hiệu truyền tin: Thông tin mà các tế bào truyền cho nhau rất đa dạng, trong đó chủ yếu là các tín hiệu hóa học. Tín hiệu có thể là amino acid, peptid ngắn, phân tử protein lớn, nucleotide, hormone, thậm chí chất khí như NO.

- Các hình thức truyền tin tế bào phổ biến trong cơ thể đa bào: 4 cách

• Truyền tin trực tiếp: Các tế bào truyền tín hiệu trực tiếp cho nhau qua kết nối trực tiếp như cầu sinh chất ở các tế bào thực vật, mối nối ở các tế bào động vật.
• Truyền tin cận tiết: Tế bào truyền tin cho các tế bào liền kề.
• Truyền tin nội tiết: Tín hiệu hormone được tiết vào máu truyền tới các tế bào đích ở xa.
• Truyền tin qua synapse: Tín hiệu là chất dẫn truyền xung thần kinh được truyền qua khe synapse giữa tế bào thần kinh và tế bào đích.

II. Truyền tin trong tế bào

Truyền tin trong tế bào gồm 3 giai đoạn: tiếp nhận tín hiệu, truyền tín hiệu và dáp ứng tín hiệu nhận được.

1. Tiếp nhận tín hiệu

- Trong giai đoạn tiếp nhận tín hiệu, phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể đặc hiệu ở tế bào đích theo nguyên tắc chìa khóa với ổ khóa.

- Thụ thể là các protein kênh xuyên trên màng, các enzyme, các loại protein tham gia vào quá trình hoạt hóa gene hoặc nhiều loại protein kết hợp cặp với enzyme.

- Có 2 loại thụ thể: thụ thể trên màng tế bào hoặc thụ thể nằm trong tế bào chất.

• Đối với thụ thể nằm trong tế bào chất, phân tử tín hiệu đi qua màng và liên kết với thụ thể tạo thành phức hợp tín hiệu – thụ thể. Các phân tử tín hiệu tan trong lipid như các hormone có bản chất là steroid (estrogen, testosterone,…) hoặc các gốc tự do ở dạng khí (NO) có thụ thể nội bào.

• Đối với thụ thể trên màng tế bào, phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể ở bên ngoài tế bào. Các phân tử tín hiệu tan trong nước như các chất vô cơ (Ca2+,…), các chất hữu cơ (amino acid,…), các kháng nguyên,… có thụ thể màng.

2. Truyền tín hiệu

- Bản chất: Sự truyền tín hiệu bên trong tế bào thực chất là sự chuyển đổi tín hiệu giữa các phân tử trong con đường truyền tin của tế bào.

- Diễn biến: Khi phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể đặc hiệu sẽ dẫn đến cấu hình của thụ thể bị biến đổi (thụ thể được hoạt hóa sang trạng thái hoạt động). Thụ thể hoạt động lại tác động tới phân tử liền kề gây hoạt hóa phân tử đó. Cứ như vậy, cho đến phân tử đích cuối cùng của chuỗi chuyển đổi tín hiệu trong tế bào được hoạt hóa.

- Trong trường hợp thụ thể nằm ở bên trong tế bào chất, con đường chuyển đổi tín hiệu có thể dẫn tới phân tử đích gây ra đáp ứng tế bào là hoạt hóa gene nhất định.

3. Đáp ứng tín hiệu

- Kết quả của quá trình truyền tín hiệu là sự đáp ứng tế bào trước thông tin mà nó nhận được. Đáp ứng của tế bào rất đa dạng: có thể là enzyme giúp tế bào sửa chữa sai sót trong DNA hoặc sản phẩm làm thay đổi hình dạng tế bào hoặc yếu tố tăng trưởng gửi đến tế bào khác,…

- Cùng một tín hiệu nhưng có thể gây nên những đáp ứng khác nhau. Nguyên nhân của hiện tượng này là do các loại thụ thể, con đường truyền tín hiệu và các protein đáp ứng ở các tế bào khác nhau. Nhờ cơ chế này, các tế bào không chỉ có khả năng tiếp nhận thông tin để đưa ra các đáp ứng mà chúng còn có khả năng điều chỉnh mức độ tiếp nhận thông tin cũng như mức độ đáp ứng cho phù hợp với nhu cầu tế bào.

Tín hiệu là hormone aldosterone có thể đi qua màng tế bào vào trong tế bào chất và liên kết với thụ thể. Phức hợp hormone – thụ thể đi vào nhân, hoạt hóa gene tạo mRNA rồi sau đó mRNA đi ra tế bào chất tới ribosome tổng hợp nên protein.