Signaltransduktion at RWTH Aachen

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Wozu dient Signaltransduktion?

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Wie werden im Allgemeinen Körperfunktionen reguliert?

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Signaltransduktion  in multizellulären Organismen
Worauf kommt es an?
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Schwierigkeiten der Signaltransduktion

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Signaltransduktions-Krankheiten

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Welche Wege der interzellulären Kommunikation gibt es?

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Cell junctions
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Zell-Zell-Interaktion über Oberflächenproteine

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Kommunikation über chem. Signalstoffe allgemein

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Welche Formen der Signalübertragung gibt es?

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Das elektrische Signal am Nerv
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Signaltransduktion

Wozu dient Signaltransduktion?
Überleben von Organismen und der einzelnen Zellen

Sie bietet die Möglichkeit die Umgebung wahrzunehmen und darauf zu reagieren 

Signaltransduktion

Wie werden im Allgemeinen Körperfunktionen reguliert?
durch zelluläre Kommunikation

Sekretion
Zellteilung
Differenzierung
Aktivität (Muskeln)
Neuronale Funktion
Zelltod

Signaltransduktion

Signaltransduktion  in multizellulären Organismen
Worauf kommt es an?
Aufrechterhaltung der Homöostasis (Innere Bedinungen konstant halten z.B. Insulin)

Zellteilung, -wachstum, -tod

Anpassung an Umgebung

Sensorische, neuronale Reize

Wechselwirkungen zwischen Organismen ( Krankheit, Abwehraktivierung, Symbiose)

Signaltransduktion

Schwierigkeiten der Signaltransduktion
Es muss spezifisch eine Vielzahl von Prozessen kontrolliert werden

Prozesse können dabei sehr schnell oder sehr langsam sein

die Signale dürfen sich dabei nicht stören

Signaltransduktion

Signaltransduktions-Krankheiten
Zu starkes Anwachsen zellulärer Signaltransduktion (zu viel Signal)
-Krebs (unkontrolliertes Wachstum)
-Autoimmunkrankheiten
-Entzündungskrankheiten (entgleiste Enzyme, Tumore)
-Psoriasis (Schuppenflechte)
-Retinopathie (Netzhauterkrankung)

Zu wenig Signal
-Diabetes Typ I und II
-Osteoporose ( Knochenschwund - mehr abgebaut als neu gebildet)
-Anämie
-Neuropatie



Signaltransduktion

Welche Wege der interzellulären Kommunikation gibt es?
1) direkte Zell-Verbindung (cell junctions)
2) Zell-Zell-Interaktion über Oberflächenproteine
3) Kommunikation über chemische Siganlstoffe

Signaltransduktion

Cell junctions
Kommunikation zwischen benachbarte Zellen über direkte Kontakte in Form von Kanälen zum Stoffaustausch

Tierische Zellen:  gap junctions (6 x Connexin = Connexon)


Pflanzliche Zellen: Plasmodesmata (Kanäle sind mit Membran -durchzogen mit ER - ausgekleidet)

Signaltransduktion

Zell-Zell-Interaktion über Oberflächenproteine
Membranständige Oberflächenproteine auf einer Zelle 

Gegenstück auf anderer Zelle (Akzeptor Protein)

-wichtig z.B. im Immunsystem

Signaltransduktion

Kommunikation über chem. Signalstoffe allgemein
Endokrine Zellen können chem. Botenstoffe abgeben, die von Zielzelle spezifisch erkannt werden und in biochemische Signale umgewandelt werden

Hormone nutzen die Blutbahn - diffundieren auch über längere Distanzen

lokale Regulationen Botenstoff diffundiert von sezernierender Zelle (Produktion und Abgabe) zu Nachbarzellen 

(in den Zellen befinden sich sekretorische Vesikel)

Signaltransduktion

Welche Formen der Signalübertragung gibt es?
Chem. Signal <-> elektr. Signal

elektr. Signal <-> second Messenger

physikal. Signal <-> chem. Signal

Signaltransduktion

Das elektrische Signal am Nerv
Reizweiterleitung am Nerv (Änderung von Membranpotential, Neurotransmitter z.B. Acetylcholin, das an anderer Nervenzelle gebunden wird und das verändert durch die Permeabilität für Ionen und Membranpolarisation ändert sich) 

 Umwandlung chem. Signal in elektrisches Signal

elektrische Signal wird in chem. Signal umgewandelt (z.B second Messenger)

pysikalische Reize (Licht, Berührung, Schwerkraft, Temperatur, Gerüche) in chem. Signale umgewandelt

Signaltransduktion

Was ist Signaltransduktion?
Ein Prozess durch den ein an der Zelloberfläche erkanntes Signal in eine spezifische Antwort der Zelle umgesetzt wird

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