DOELCELLEN: KENMERKEN EN VOORBEELD - BIOLOGIE - 2025

Een doelwitcel of doelwitcel is elke cel waarin een hormoon zijn receptor herkent. Met andere woorden, een doelcel heeft specifieke receptoren waar hormonen zich kunnen binden en hun effect kunnen uitoefenen.

We kunnen de analogie gebruiken van een gesprek met een andere persoon. Als we met iemand willen communiceren, is ons doel om een ​​boodschap effectief over te brengen. Hetzelfde kan worden geëxtrapoleerd naar cellen.

Bron: Arturo González Laguna, van Wikimedia Commons

Wanneer een hormoon in de bloedbaan circuleert, komt het tijdens zijn reis verschillende cellen tegen. Alleen de doelcellen kunnen het bericht echter "horen" en interpreteren. Dankzij zijn specifieke receptoren kan de doelcel op de boodschap reageren

Definitie van doelcellen

In de tak van endocrinologie wordt een doelcel gedefinieerd als elk celtype dat specifieke receptoren heeft om de boodschap van hormonen te herkennen en te interpreteren.

Hormonen zijn chemische boodschappen die door de klieren worden gesynthetiseerd, in de bloedbaan worden afgegeven en een specifieke reactie veroorzaken. Hormonen zijn uiterst belangrijke moleculen, omdat ze een cruciale rol spelen bij de regulering van metabolische reacties.

Afhankelijk van de aard van het hormoon is de manier om de boodschap over te brengen anders. Degenen met een proteïneaard zijn niet in staat de cel binnen te dringen, daarom binden ze zich aan specifieke receptoren op het membraan van de doelcel.

Daarentegen kunnen hormonen van het lipide-type het membraan passeren en hun werking in de cel uitoefenen, op het genetisch materiaal.

Interactiekenmerken

Het molecuul dat als een chemische boodschapper fungeert, hecht zich aan zijn receptor op dezelfde manier als een enzym doet aan zijn substraat, volgens het patroon van de sleutel en het slot.

Het signaalmolecuul lijkt op een ligand doordat het zich bindt aan een ander molecuul, dat over het algemeen groter is.

In de meeste gevallen veroorzaakt de binding van de ligand enige conformatieverandering in het receptoreiwit dat de receptor direct activeert. Deze verandering maakt op zijn beurt interactie met andere moleculen mogelijk. In andere scenario's is de reactie onmiddellijk.

De meeste signaalreceptoren bevinden zich op het niveau van het plasmamembraan van de doelcel, hoewel er andere zijn die in de cellen worden aangetroffen.

Cell signalering

Doelwitcellen zijn een sleutelelement in celsignaleringsprocessen, omdat ze verantwoordelijk zijn voor het detecteren van het boodschappermolecuul. Dit proces werd toegelicht door Earl Sutherland en zijn onderzoek werd in 1971 bekroond met de Nobelprijs.

Deze groep onderzoekers slaagde erin de drie stadia van cellulaire communicatie te identificeren: ontvangst, transductie en respons.

Ontvangst

Tijdens de eerste fase vindt de detectie van de doelcel van het signaalmolecuul plaats, die van buiten de cel komt. Het chemische signaal wordt dus gedetecteerd wanneer de binding van de chemische boodschapper aan het receptoreiwit plaatsvindt, hetzij op het oppervlak van de cel of erin.

Transductie

De binding van de boodschapper en het receptoreiwit verandert de configuratie van de laatste, waardoor het transductieproces op gang komt. In dit stadium wordt het signaal omgezet in een vorm die een reactie kan oproepen.

Het kan een enkele stap bevatten, of een reeks reacties omvatten die de signaaltransductieroute worden genoemd. Evenzo staan ​​de moleculen die bij het pad betrokken zijn bekend als transmissiemoleculen.

Antwoord

De laatste fase van celsignalering bestaat uit de oorsprong van de respons, dankzij het getransduceerde signaal. Het antwoord kan van elke soort zijn, inclusief enzymatische katalyse, organisatie van het cytoskelet of activering van bepaalde genen.

Factoren die de reactie van cellen beïnvloeden

Er zijn verschillende factoren die de reactie van cellen op de aanwezigheid van het hormoon beïnvloeden. Logischerwijs is een van de aspecten gerelateerd aan het hormoon op zich.

De afscheiding van het hormoon, de hoeveelheid waarin het wordt uitgescheiden en hoe dicht het bij de doelcel is, zijn factoren die de respons moduleren.

Bovendien hebben het aantal, het verzadigingsniveau en de activiteit van de receptoren ook invloed op de respons.

Voorbeeld

Over het algemeen oefent het signaalmolecuul zijn werking uit door zich te binden aan een receptoreiwit en het ertoe te brengen zijn vorm te veranderen. Om de rol van doelwitcellen te illustreren, zullen we het voorbeeld van onderzoek door Sutherland en zijn collega's aan de Vanderbilt University gebruiken.

Epinefrine en glycogeenafbraak

Deze onderzoekers probeerden het mechanisme te begrijpen waarmee het dierlijke hormoon epinefrine de afbraak van glycogeen (een polysaccharide waarvan de functie de opslag is) in levercellen en cellen van skeletspierweefsel bevordert.

In deze context komt bij de afbraak van glycogeen glucose-1-fosfaat vrij, dat vervolgens door de cel wordt omgezet in een andere metaboliet, glucose-6-fosfaat. Vervolgens kan een cel (bijvoorbeeld een in de lever) de verbinding gebruiken, die een tussenproduct is in de glycolytische route.

Bovendien kan fosfaat uit de verbinding worden verwijderd en kan glucose zijn rol als cellulaire brandstof vervullen. Een van de effecten van epinefrine is de mobilisatie van brandstofreserves, wanneer het wordt uitgescheiden door de bijnier tijdens fysieke of mentale inspanningen van het lichaam.

Epinefrine slaagt erin om de afbraak van glycogeen te activeren, omdat het in de doelcel een enzym activeert dat in het cytosolische compartiment wordt aangetroffen: glycogeenfosforylase.

Werkingsmechanisme

Sutherland's experimenten leidden tot twee zeer belangrijke conclusies over het bovengenoemde proces. Ten eerste heeft epinefrine niet alleen een wisselwerking met het enzym dat verantwoordelijk is voor de afbraak, er zijn andere mechanismen of tussenstappen in de cel betrokken.

Ten tweede speelt het plasmamembraan een rol bij de signaaloverdracht. Het proces wordt dus uitgevoerd in de drie stappen van signalering: ontvangst, transductie en respons.

Binding van epinefrine aan een receptoreiwit op het plasmamembraan van de levercel leidt tot activering van het enzym.

Referenties

1. Alberts, B., en Bray, D. (2006). Inleiding tot celbiologie. Panamerican Medical Ed.
2. Campbell, NA (2001). Biologie: concepten en relaties. Pearson Education.
3. Parham, P. (2006). Immunologie. Panamerican Medical Ed.
4. Sadava, D., en Purves, WH (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed.
5. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2002). Fundamentals of Biochemistry. John Wiley & Sons.