Was ist Zellregulation?
Zellregulation ist ein weit gefasster Begriff, der die vielen Vorgänge in einer Zelle beschreibt, die auf die Aufrechterhaltung der Homöostase abzielen. Die Homöostase ist ein ausgeglichener Zustand, bei dem die Zelle durch verschiedene aktive oder passive Regulationsprozesse schädliche Extreme jeglicher Form vermeidet. Zellregulationsprozesse mäßigen alles von der Wachstums- und Replikationsrate der Zellen bis hin zu den Salzgehalten und dem Säuregehalt der zellulären Umgebung. Wenn das Zellwachstum und die Replikation nicht moderiert werden, können sich die Zellen mit einer unkontrollierbar hohen Rate replizieren. Dieser Zustand heißt Krebs.
Auf genetischer Ebene findet ein großer Teil der Zellregulation statt. Viele verschiedene Gene werden als Reaktion auf Umweltauslöser exprimiert oder unterdrückt, um die Homöostase der Zelle aufrechtzuerhalten. Verschiedene Proteine können an bestimmte Abschnitte der RNA oder DNA binden, die die genetische Information enthalten, die für die Genexpression verwendet wird, um die Expression eines bestimmten Gens zu unterdrücken, zu induzieren oder zu verstärken. Gene werden durch die Produktion von Proteinen exprimiert. E. Coli zum Beispiel exprimiert einen anderen Satz von Genen, indem es einen abnormalen Satz von Proteinen produziert, wenn es hohen Wärmewerten ausgesetzt ist; Diese Proteine ermöglichen es besser, eine Form der Homöostase im Falle eines "Hitzeschocks" aufrechtzuerhalten.
Die zelluläre Signalübertragung ist ein sehr wichtiger Aspekt bei der Untersuchung der Zellregulation, da die meisten Regulationsprozesse in einer Zelle auf irgendeine Art von Signal reagieren. Veränderungen in der Umgebung einer Zelle können dazu führen, dass sich Signalproteine oder Chemikalien an Signalrezeptoren binden, um auf die Notwendigkeit einer regulatorischen Reaktion hinzuweisen. Die Zellen kommunizieren sogar mit anderen Zellen, um sie auf Änderungen in der zellulären Umgebung vorzubereiten. Kommunikation, die zu einer Zellregulation führt, kann innerhalb einer Zelle, zwischen benachbarten oder sich berührenden Zellen oder sogar zwischen entfernten Zellen auftreten. Endokrine Zellen sind beispielsweise spezialisierte Zellen, die chemische Signale an verschiedene Körperteile senden, um den Bedarf an verschiedenen Zellregulationsmaßnahmen zu kommunizieren.
Viele verschiedene Krankheiten und Störungen werden durch eine Störung der Zellregulation verursacht. Krebs entsteht, wenn das Wachstum und die Replikation einer Zelle nicht richtig reguliert werden. Normale Zellen unterliegen einer Apoptose oder einem programmierten Zelltod. Krebszellen nicht, so können sie sich replizieren und auf unbestimmte Zeit wachsen. Autoimmunerkrankungen sind auch das Ergebnis einer fehlgeschlagenen Zellregulation und -signalisierung. Solche Störungen treten auf, wenn das Immunsystem eine Zelle nicht als "Selbst" erkennt und einen unangemessenen Immunangriff auf die harmlosen Zellen auslöst.