Wat is celsignalering?
Celsignalering is een algemene term die verwijst naar de vele en gevarieerde processen waarmee communicatie die activiteiten op celniveau regelt, wordt gegenereerd, onderhouden, gebruikt en beëindigd. Een aanzienlijk deel van het genoom van een organisme codeert over het algemeen voor eiwitten die betrokken zijn bij signaleringsprocessen, omdat celsignalering bij alles betrokken is, van de ontwikkeling van een organisme tot de reactie op verschillende stimuli binnen en buiten het organisme. Om het belang van goede signalering te illustreren, kunnen defecten in een enkel signaleringspad in veel organismen ontwikkelingsproblemen veroorzaken die leiden tot kindersterfte. De meeste signalering vindt plaats tussen de cellen van een individueel organisme, maar het kan soms optreden tussen organismen van verschillende soorten.
Celsignalering kan op veel verschillende manieren voorkomen. Sommige vinden plaats in een individuele cel zonder rekening te houden met externe cellen. Intercellulaire communicatie kan plaatsvinden door juxtacrine-signalering, waarbij twee cellen in direct contact signalen uitwisselen; paracriene signalering, waarmee cellen communiceren over relatief korte cellulaire afstanden; en endocriene signalering, waardoor cellen die relatief ver van elkaar verwijderd zijn communiceren. Cellen communiceren met niet-aangrenzende cellen door signaalelementen vrij te geven in de nabijgelegen cellulaire omgeving of in het bloed. Signalen die in het bloed worden afgegeven, worden hormonen genoemd en kunnen aanzienlijke veranderingen in cellen in de verte veroorzaken.
Het genereren en verspreiden van celsignalen moet nauw worden gereguleerd, dus signaalpaden zijn zelden zo eenvoudig als "cellulair signaal A veroorzaakt effect B." Bovendien overlappen veel signaalprocessen elkaar aanzienlijk en kunnen veel verschillende signaalcomponenten nodig zijn om een effect te genereren. Celsignaleringsprocessen zijn bijgevolg gewoonlijk georganiseerd in "signaalpaden" die de vele verschillende signaal- en reguleringscomponenten beschrijven die bestaan tussen het initiële signaal of signalen en het uiteindelijke effect of effecten. Verschillen in cel-signaalpaden kunnen de snelheid, efficiëntie en precisie van het signaal beïnvloeden. Dit is belangrijk, omdat een stimulus of signaal soms heel snel een krachtig effect moet kunnen veroorzaken, terwijl het in andere gevallen belangrijker is dat een stimulus een reactie induceert die overeenkomt met de sterkte van het signaal.
Er zijn verschillende methoden waarmee onderzoekers celsignalering bestuderen. Traditionele methoden zijn in het algemeen gericht op het identificeren en beschrijven van bepaalde delen van een celsignaleringspad. Een mogelijke methode hiervoor is het voorkomen van de expressie van een gen waarvan vermoed wordt dat het betrokken is bij een signaalroute en het observeren van de effecten. Een andere benadering voor het bestuderen van celsignaleringsroutes omvat een biologische benadering die bekend staat als systeembiologie. In de systeembiologie worden brede, vertakkende signaleringsroutes geanalyseerd, hun opkomende eigenschappen genoteerd en de effecten van kleine veranderingen in het hele systeem geanalyseerd.