Co je regulace buněk?

Regulace buněk je široký pojem používaný k popisu mnoha procesů, které se vyskytují v buňce a jejichž cílem je udržení homeostázy. Homeostáza je vyvážený stav, ve kterém se buňka vyhýbá škodlivým extrémům jakékoli formy prostřednictvím různých aktivních nebo pasivních regulačních procesů. Procesy regulace buněk zmírňují vše od rychlosti růstu a replikace buněk až po úroveň solí a kyselost buněčného prostředí. Pokud růst a replikace buněk nejsou moderovány, mohou se buňky replikovat nekontrolovaně vysokou rychlostí; tento stav se nazývá rakovina.

K velké regulaci buněk dochází na genetické úrovni. Mnoho různých genů je exprimováno nebo potlačeno v reakci na environmentální spouštěče, aby se zachovala homeostáza buňky. Různé proteiny se mohou vázat na určité segmenty RNA nebo DNA, které obsahují genetické informace použité při genové expresi, za účelem potlačení, indukce nebo zvýšení exprese daného genu. Geny jsou exprimovány produkcí proteinů. E. Coli například exprimuje odlišnou sadu genů produkováním abnormální sady proteinů, když je vystavena vysokým teplotám; tyto proteiny lépe umožňují udržovat určitou formu homeostázy v případě „tepelného šoku“.

Buněčná signalizace je velmi důležitým aspektem studia buněčné regulace, protože většina regulačních procesů v buňce je odpovědí na nějakou formu signálu. Změny v buněčném prostředí mohou způsobit, že se signální proteiny nebo chemikálie naváží na signální receptory, aby naznačily potřebu určité formy regulační odpovědi. Buňky dokonce komunikují s ostatními buňkami a připravují je na změny v buněčném prostředí. K komunikaci, která vede k regulaci buněk, může docházet v buňce, mezi sousedními nebo dotýkajícími se buňkami nebo dokonce mezi vzdálenými buňkami. Endokrinní buňky jsou například specializované buňky, které vysílají chemické signály do různých částí těla, aby sdělovaly potřebu různých akcí regulace buněk.

Mnoho různých nemocí a poruch je způsobeno poruchou procesů regulace buněk. Rakovina je způsobena, když růst a replikace buněk nejsou řádně regulovány. Normální buňky podléhají apoptóze nebo programované buněčné smrti; rakovinné buňky ne, takže se mohou replikovat a růst donekonečna. Autoimunitní poruchy jsou také důsledkem selhání buněčné regulace a signalizace. K takovým poruchám dochází, když imunitní systém nerozpozná buňku jako „sebe“ a spustí nevhodný imunitní útok na neškodnou buňku nebo buňky.