Samantekt kafla
9.1 Boðsameindir og frumuviðtakar
Frumur eiga samskipti bæði með millifrumuboðskiptum og innanfrumuboðskiptum. Boðfrumur seyta bindlum sem bindast markfrumum og koma af stað atburðarás innan markfrumunnar. Fjórir meginflokkar boðskipta í fjölfrumungum eru nærboðskipti, innkirtlaboðskipti, sjálfsboðskipti og bein boðskipti um gatatengi. Nærboðskipti eiga sér stað yfir stuttar vegalengdir. Innkirtlaboð berast langar leiðir með blóðrásinni með hormónum, og sjálfsboð berast til sömu frumu og sendi boðið eða til annarra nálægra frumna af sömu gerð. Gatatengi gera litlum sameindum, þar á meðal boðsameindum, kleift að flæða milli nálægra frumna.
Innri viðtakar finnast í umfrymi frumna. Þar bindast þeir bindlum sem fara yfir frumuhimnuna; þessir viðtaka-bindilflókar færast inn í kjarnann og verka beint á DNA frumunnar. Frumuyfirborðsviðtakar miðla boðum utan frá frumunni inn í umfrymið. Þegar jónagangatengdir viðtakar bindast bindlum sínum mynda þeir op í frumuhimnunni sem tilteknar jónir geta farið um. G-próteintengdir viðtakar verka á G-prótein umfrymismegin við frumuhimnuna, stuðla að því að bundið GDP víki fyrir GTP og virkja önnur ensím eða jónagöng til að miðla boðinu. Ensímtengdir viðtakar miðla boðum utan frá frumunni til innanfrumusvæðis himnubundins ensíms. Binding bindils virkjar ensímið. Litlir vatnsfælnir bindlar, til dæmis sterar, geta farið í gegnum frumuhimnuna og bundist innri viðtökum. Vatnsleysanlegir vatnssæknir bindlar komast ekki í gegnum himnuna; í staðinn bindast þeir frumuyfirborðsviðtökum sem miðla boðunum inn í frumuna.
9.2 Útbreiðsla boðsins
Binding bindils við viðtaka gerir boðmiðlun um frumuna mögulega. Atburðarásin sem flytur boðið um frumuna kallast boðferli eða boðfallsröð. Boðferli eru oft mjög flókin vegna samspils margra próteina. Mikilvægur þáttur í boðfallsröðum frumna er fosfórun sameinda með ensímum sem kallast kínasar. Fosfórun bætir fosfathópi við serín-, þreónín- eða týrósínleifar í próteini, breytir lögun próteinsins og virkjar það eða óvirkjar. Litlar sameindir, til dæmis kirni, geta einnig verið fosfóraðar. Annars stigs boðberar eru litlar sameindir sem eru ekki prótein og miðla boðum inni í frumu. Dæmi um annars stigs boðbera eru kalsíumjónir (Ca²⁺), hringtengt AMP (cAMP), díasýlglýseról (DAG) og inósítólþrífosfat (IP₃).
9.3 Svörun við boðinu
Upphaf boðferlis er svörun við ytra áreiti. Svörunin getur tekið á sig margar myndir, þar á meðal próteinmyndun, breytingar á efnaskiptum frumunnar, frumuvöxt eða jafnvel frumudauða. Mörg boðferli hafa áhrif á frumuna með því að koma genatjáningu af stað, og leiðirnar sem notaðar eru til þess eru margvíslegar. Sum boðferli virkja ensím sem verka á umritunarþætti við DNA. Önnur breyta próteinum og fá þau til að færa sig til innan frumunnar. Eftir ástandi lífverunnar geta frumur brugðist við með því að geyma orku sem glýkógen eða fitu eða gera hana aðgengilega sem glúkósa. Boðmiðlunarferli gerir vöðvafrumum kleift að bregðast við tafarlausri orkuþörf með glúkósa. Frumuvöxtur er næstum alltaf örvaður af ytri boðum sem kallast vaxtarþættir. Stjórnlaus frumuvöxtur leiðir til krabbameins, og stökkbreytingar í genum sem skrá fyrir próteinþáttum boðferla finnast oft í æxlisfrumum. Stýrður frumudauði, eða apoptósa, er mikilvægur til að fjarlægja skaddaðar eða óþarfar frumur. Þegar frumuboðskipti skipuleggja niðurbrot frumu losna skaðlegar sameindir úr umfryminu ekki út í millifrumurýmið, eins og gerist við stjórnlausan frumudauða, drep. Stýrður frumudauði tryggir einnig skilvirka endurvinnslu á innihaldsefnum dauðu frumunnar. Stöðvun boðfallsraðarinnar er mjög mikilvæg svo svörun við boði verði hæfileg bæði að tímasetningu og styrk. Niðurbrot boðsameinda og affosfórun fosfóraðra milliefna í ferlinu með fosfatösum eru tvær leiðir til að stöðva boð innan frumunnar.
9.4 Boðskipti í einfrumungum
Gersveppir og fjölfrumungar hafa svipuð boðskiptakerfi. Gersveppir nota frumuyfirborðsviðtaka og boðfallsraðir til að miðla upplýsingum um pörun við aðrar gersveppafrumur. Boðsameindin sem gersveppir seyta kallast pörunarþáttur.
Boðskipti baktería kallast samorumskynjun. Bakteríur seyta boðsameindum sem kallast sjálfvirkjandi efni og eru annaðhvort litlar vatnsfælnar sameindir eða peptíðtengd boð. Vatnsfælnu sjálfvirkjandi efnin, til dæmis AHL, bindast umritunarþáttum og hafa bein áhrif á genatjáningu. Peptíðtengdu sameindirnar bindast kínösum og koma af stað boðfallsröðum í frumunum.