1。遺伝子調節:
* 転写調節: タンパク質合成の青写真として機能する遺伝子がメッセンジャーRNA(mRNA)に転写される速度を制御します。これは、次のことを達成できます。
* 転写因子: 遺伝子近くの特定のDNA配列に結合し、転写を活性化または抑制するタンパク質。
* エピジェネティックな変更: 基礎となるDNA配列を変更せずに遺伝子発現に影響を与えるDNA構造またはヒストンタンパク質の変化。例には、DNAメチル化とヒストンアセチル化が含まれます。
* 転写後調節: mRNAのタンパク質への処理と翻訳の調節:
* RNAスプライシング: 前mRNAから非コーディング領域(イントロン)を除去して、成熟したmRNAを生成します。
* mRNA安定性: mRNA分子の寿命を制御し、生成されたタンパク質の量に影響を与えます。
* 翻訳制御: mRNAからのタンパク質合成の効率を調節します。
2。タンパク質調節:
* 翻訳後修飾: タンパク質が合成された後にタンパク質を変更し、活性、局在、寿命に影響を与えます。一般的な変更には次のものがあります。
* リン酸化: リン酸塩基を追加し、しばしばタンパク質活性を変えます。
* グリコシル化: 砂糖分子を追加し、タンパク質の安定性と機能に影響を与えます。
* ユビキチン化: ユビキチンを使用してタンパク質をタグ付けし、しばしば劣化のために標的にします。
* タンパク質分解: 次のようなプロセスを通じて、不要または損傷したタンパク質を排除します。
* プロテアソーム: ユビキチンでタグ付けされたタンパク質を分解する細胞機械。
* リソソーム分解: リソソーム内のタンパク質を分解し、細胞廃棄物処理の原因となるオルガネラ。
* タンパク質局在: タンパク質を特定の細胞コンパートメントに誘導し、必要な場合は適切な機能を確保します。
3。代謝規制:
* 酵素活性制御: 生化学的反応を触媒する酵素の活性を調節して、代謝経路を制御します。これは、次のことを通じて達成できます。
* アロステリック規制: 活性部位以外の部位で分子を酵素に結合し、その活性を変えます。
* フィードバック阻害: 経路の最終生成物は、経路の初期に酵素を阻害し、過剰生産を防ぎます。
* 代謝経路: 相互接続された生化学反応の複雑なネットワークを介した分子の流れを制御します。
4。細胞シグナル伝達:
* 信号変換: 環境からセルの内部への信号を中継し、特定の応答をトリガーします。これには次のことが含まれます。
* 受容体: シグナル伝達分子に結合する細胞表面のタンパク質。
* シグナル伝達経路: 信号を増幅および送信するタンパク質のカスケード。
* 細胞通信: 以下を含む、さまざまな手段を通じて細胞が互いに、そしてその環境と相互作用できるようにします。
* ギャップジャンクション: 細胞間の直接的な接続により、小分子が通過できるようになります。
* パラクリンシグナル伝達: 分泌細胞は、隣接する細胞に作用するシグナルを分泌します。
* 内分泌シグナル伝達: 血流を通って標的細胞を通って移動する特殊な細胞によって分泌されるホルモン。
5。細胞周期の調節:
* チェックポイント: DNA複製や染色体分離などの必須プロセスの適切な完了を確保するために進行が停止する細胞周期のポイント。
* サイクリンとサイクリン依存性キナーゼ(CDK): 主要なイベントのタイミングを制御することにより細胞周期を調節するタンパク質。
6。アポトーシス(プログラム細胞死):
* 固有経路: DNA損傷などの内部信号によって開始され、セルを解体するイベントのカスケードにつながります。
* 外因性経路: 細胞表面の死受容体などの外部信号によって引き起こされ、アポトーシス経路が活性化されます。
7。細胞ストレス応答:
* 熱ショック応答: 細胞は、誤って折り畳まれたタンパク質を再展開するのに役立つシャペロンタンパク質を生成することにより、高温などのストレスに反応します。
* 酸化ストレス応答: 細胞は、抗酸化経路を活性化して損傷から保護することにより、活性酸素種(ROS)の蓄積に反応します。
細胞調節は多面的で動的なプロセスであり、絶えず変化する状態に応じて細胞の生存、成長、適切な機能を確保します。これらの複雑なメカニズムにより、細胞は環境に適応し、恒常性を維持し、生物の全体的な幸福に貢献できます。