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In dieser Vorlesung werden wir uns mit der Zellkommunikation
beschäftigen. Man muss sich überlegen, wie eine Zelle
genau weiß, was sie tun muss. Es ist ein bisschen so,
als wäre man in einem sehr überfüllten Raum, in dem
Hunderte von Leuten ziemlich laut reden
und du nur mit ein oder zwei Leuten sprichst.
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Wie unterscheidet man die Signale von allen Leuten im Raum
von den Signalen dieser wenigen Menschen?
Die Zellen müssen damit umgehen und das tun sie
und zwar durch die Art von Rezeptorproteinen, die sie
präsentieren und auf welche Art von Signalen sie
tatsächlich hören. Sie müssen nicht
alles zur gleichen Zeit hören. Sie können einfach
nur dem Gespräch zuhören, an dem Sie beteiligt sind.
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Und so regeln die Zellen
auch ihre Kommunikation. In dieser Reihe von
zwei Vorlesungen über die Zellkommunikation werden wir zuerst
die fünf Mechanismen untersuchen, über die, wie wir sehen werden,
Zellen miteinander kommunizieren. Diese
hängen davon ab, ob sie nahe beieinander liegen oder
ob sie weiter entfernt sind. Dann werden wir
den Zweck der Phosphorylierung von
verschiedenen Proteinen erklären. Also das Hinzufügen von Phosphat oder
Energie zu verschiedenen Proteinen, um
die Signalwege ablaufen zu lassen. Und dann schließlich
werden wir die intrazellulären Rezeptoren und die der Zelloberfläche vergleichen.
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Wenn wir also zum ersten Schritt
unserer Vorlesung kommen, müssen wir darüber nachdenken, wie die Zellen
tatsächlich in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren.
Wir haben ein paar verschiedene mögliche Mechanismen,
aber im Grunde geht es bei allen um einen Rezeptor und einen
Liganden. Es gibt zwei primäre Mechanismen,
die Zellen nutzen können, um sich gegenseitig ein Signal zu geben und das
hängt davon ab, ob wir es mit hydrophoben
oder hydrophilen Liganden oder Signalmolekülen zu tun haben. Im
Fall der hydrophoben Moleküle, können diese
direkt die Membran passieren. Erinnern Sie sich daran, dass die
Phospholipiddoppelschicht einen großen hydrophoben Bereich hat
und somit alle hydrophilen Moleküle ausschließt.
Hydrophile Moleküle müssen also
einem Rezeptor außerhalb der Zelle ein Signal geben,
es sei denn, es gäbe einen Kanal für sie,
um in die Zelle zu gelangen. Aber im Allgemeinen werden sie
das Signal von außerhalb der Zelle abgeben,
während hydrophobe Moleküle die Membran passieren können.
Dinge wie Cholesterin,
Testosteron und Östrogen sind Steroide und können
die Zellmembran direkt passieren und
wirken über einen intrazellulären Rezeptor. Wir werden
die Details zu diesen Rezeptoren später untersuchen.
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Aber wenn diese Rezeptoren einmal aktiviert worden sind,
können sie einen ganzen
Signaltransduktionsweg aktivieren. Und bei diesem Signaltransduktionsweg gibt
es eine Menge Details, die wir erforschen werden. Sie
lösen eine Form der zellulären Antwort aus.
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Im Allgemeinen gibt es also zwei Arten der
Signalübertragung: entweder über Zellmembranrezeptoren
oder über intrazelluläre Rezeptoren.