信号转导

生物体的生长发育主要受遗传信息及环境变化信息的调节控制。

单细胞生物直接通过感受外界环境的刺激适应环境的变化。

高等生物是由数目庞大且高度分化的细胞组成，他们对环境变化作出的反应要通过复杂的细胞信号转导系统才能完成。

★信号转导：将细胞外信息转化为细胞内信息并诱导基因表达和引起细胞内某些代谢途径改变，对环境变化作出应答的过程。

细胞信号转导在应答环境刺激和调节基因表达、生理反应的同时，不仅维持着细胞正常代谢，最终决定了细胞增殖、生长、分化、衰老和死亡等生命的基本现象。

一、信号分子（signal molecule）生物细胞所接受的信号既可以是物理信号（光、热、电流），也可以是化学信号，但是在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。

根据其作用方式可分为细胞间通讯的信号分子和细胞内通讯的信号分子。

（一）细胞间信号分子在细胞与细胞之间进行信息传递作用的信号物质叫细胞间信号分子。

根据产生和作用方式不同，可分为激素、神经递质、局部化学介质、细胞因子、气体信号分子等。

1．激素（hormone）激素通过血液循环传递至远处的靶细胞，并与特异受体结合，调节这些细胞的代谢和功能。

这类信号分子的作用时间较长，作用范围弥散，引起的生物学效应缓慢持久。

2．神经递质（neurotransmitter）神经细胞合成与释放，是神经系统各神经元之间或神经元与终末效应细胞之间进行通讯的化学信号分子。

如乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）、去甲肾上腺素（noradrenaline，NE）、多巴胺（dopamine，DA）、脑啡肽、强啡肽等。

这类信号分子的作用时间迅速（几毫秒），作用范围集中准确，引起的生物学效应短暂。

3．局部化学介质（local chemical transmitter）如神经生长因子、组胺、细胞生长抑素、前列腺素等。

这类信号物质很少进入血液循环，只能通过局部扩散的方式作用于邻近的靶细胞，但又不像神经递质那样由专一突触结构释放，这类物质既不同于激素又不同于神经递质。

信号转导研究方法
信号转导是指细胞内外信号的传递和调控过程。

研究信号转导的方法主要包括以下几种：
1. 蛋白质相互作用研究：通过蛋白质结构的研究，通过蛋白质相互作用研究信号转导网络中的蛋白质相互作用，例如酵母双杂交、免疫沉淀、共沉淀和质谱分析等。

2. 细胞信号转导通路研究：利用细胞生物学和生物化学技术，研究信号转导通路中关键信号分子的表达和功能。

例如，通过荧光探针标记、基因敲除和过表达技术来研究信号转导效应。

3. 基因组学研究：通过高通量技术如基因芯片和测序技术，研究信号转导网络中的基因表达谱的变化，以及不同信号转导通路的相互关系。

4. 分子荧光成像：利用分子荧光探针和显微镜技术，观察信号转导过程中的信号传递、蛋白质定位和蛋白质与其他生物分子的相互作用。

5. 生物信息学分析：通过综合分析多个信号转导通路的基因表达谱、蛋白质相互作用网络等数据，揭示信号转导通路的结构和功能。

综合运用以上多种方法，可以从不同层次和角度全面研究信号转导，揭示信号转
导通路的调控机制和生理功能。

基因表达与信号转导基因表达和信号转导是生物学中非常重要的两个概念，它们紧密联系，在细胞和生物体中发挥着重要的作用。

基因表达指的是DNA转录为RNA的过程，通俗点说，就是基因变成了蛋白质的过程。

而信号转导则指细胞内外信息传递的过程，是从刺激到反应的过程。

这两个过程之间有很大的关联，下面就是它们之间的一些联系和作用。

一、基因表达和信号转导的关系基因表达和信号转导之间有着紧密的联系，信号转导通常直接或间接地影响着基因表达。

当细胞在受到刺激后，会产生一系列的信号分子和激素，这些分子和激素可以与细胞膜或细胞内的蛋白质结合，从而触发一系列的信号转导通路。

这些通路会诱导某些特定的基因表达，并在细胞中产生特定的反应。

比如，当一个细胞受到病毒感染时，会产生一些炎症因子，它们可以通过产生信号分子的方式来通知其他细胞，从而诱导它们产生免疫反应。

这个过程就表明了信号转导和基因表达之间的密切联系。

二、基因表达和信号转导的作用基因表达和信号转导在细胞内和生物体内发挥着重要的作用。

1. 细胞分化和发育调控细胞分化和发育调控是由基因表达和信号转导共同完成的。

在胚胎早期，各种信号分子和激素通过信号转导通路对胚胎内部的细胞进行指导和调节，从而诱导出一系列特定的基因表达，实现胚胎的分化和发育。

此外，基因表达和信号转导还可以调节细胞生长和细胞周期等过程。

2. 免疫反应免疫反应的产生包括抗体的产生和免疫细胞的激活，这也需要通过基因表达和信号转导来完成。

病原体入侵后，会引发一系列的信号转导反应，进而激活并诱导 T 细胞和 B 细胞产生抗体或进行其他特定的免疫反应。

3. 肿瘤形成肿瘤形成的过程中，基因表达和信号转导同样起着重要的作用。

肿瘤形成主要是由于基因表达和信号转导通路的异常而导致。

例如，某些癌细胞会突变成不正常的基因，导致它们失去了正常的基因表达功能，从而促进癌细胞的产生和发展。

此外，一些信号转导通路的异常也可能导致癌细胞的产生和发展。

信号转导名词解释
信号转导是生物学领域中的一个概念，指的是细胞内或细胞间的信号传递过程，即从信号的产生到信号的传递、传感和响应的一系列事件。

这个过程涉及到多种分子和细胞结构的相互作用，调节和控制细胞的生理活动。

信号转导的过程可以分为几个步骤。

首先，信号必须被产生，通常是由它的外部刺激（如荷尔蒙、细菌毒素、光线等）引起。

然后，这个信号被传递到细胞内，进入细胞质或细胞核。

细胞内的信号传递通常通过分子信使、细胞内信号分子和蛋白质配体的相互作用来实现。

这些信号分子可以是离子、小分子化合物、激素、细胞因子或其他生物分子。

在信号传递过程中，信号分子通常与受体蛋白质结合，触发一系列的化学反应和分子变化。

这些反应可以包括分子的磷酸化、蛋白质结构的变化、酶活性的调节等。

这些变化导致了信号的传导和放大，将信号传递到细胞内其他位置或其他细胞。

信号传导的最终效应是调控细胞内多种生物过程的发生和进行。

这些过程包括细胞分化、增殖、凋亡、细胞骨架的重构等。

不同的信号传导路径可以通过不同的信号分子和信号受体来触发，从而调控不同的生理活动和细胞功能。

信号转导在生物学中具有重要的意义。

它是细胞内外信息交流的基础，使细胞能够适应环境变化，维持生物体内稳态。

同时，信号转导的异常可以导致多种疾病的发生，如癌症、炎症、心
血管疾病等。

因此，对于信号转导的研究有助于理解细胞功能和疾病机制，为新药的发现和治疗提供了重要的理论基础。

细胞通讯（cell communication)（p156）一个信号产生细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生靶细胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。

信号转导(signal transduction)是细胞通讯的基本概念, 强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果, 包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等, 即信号的识别、转移与转换。

信号转导(signal transduction) 强调信号的接受与放大③信号分子与靶细胞表面受体特异性结合并激活受体；④活化受体启动靶细胞内一种或多种信号转导途径；⑤细胞内信号作用于效应分子，进行逐步放大的级联反应，引起效应。

⑥信号的解除，细胞反应终止。

受体(receptor)(p158)一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子，多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域。

根据存在部位分为：①细胞内受体（intercellular receptor)离子通道耦联受体②细胞表面受体 G蛋白耦联受体（GPCR）(cell-surface receptor) 酶联受体G蛋白G蛋白是细胞内信号传导途径中起着重要作用的三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜胞浆一侧，由α，β，γ三个不同亚基组成。

细胞质膜：围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜生物膜（biomembrane）：细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜单位膜（unit membrane）生物膜内外两侧为电子密度高的暗线，约为2nm，中间位电子密度低的明线，约为3.5nm，总厚度为7.5 nm，这种“暗-明-暗”的结构。

流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型是一种生物膜结构的模型，它认为生物膜是磷脂以疏水作用形成的双分子层为骨架，磷脂分子是流动性的，可以发生侧移、翻转等。

蛋白质分子镶嵌于双分子层的骨架中，可能全部埋藏或者部分埋藏，埋藏的部分是疏水的，同样，蛋白质分子也可以在膜上自由移动。