Bài 12: Truyền tin tế bào | Sinh học 10 | Phần một: Sinh học tế bào - Chương 3: Trao đổi qua màng và truyền tin tế bào - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 73)

YÊU CẦU CẦN ĐẠT

• Nêu được khái niệm về thông tin giữa các tế bào.

• Trình bày được các quá trình:

+ Tiếp nhận: Một phân tử truyền tin liên kết vào một protein thụ thể làm thụ thể thay đổi hình dạng;

+ Truyền tin: Các chuỗi tương tác phân tử chuyển tiếp tín hiệu từ các thụ thể tới các phân tử đích trong tế bào;

+ Đáp ứng: Tế bào phát tín hiệu điều khiển phiên mã, dịch mã hoặc điều hoà hoạt động của tế bào.

Hình bên minh hoạ sự truyền các phân tử tín hiệu hoá học giữa hai tế bào thần kinh qua một khe hở được gọi là synapse (khớp thần kinh). Nếu sự giao tiếp này bị ngưng trệ trong tích tắc, tính mạng chúng ta sẽ bị đe doạ. Vậy quá trình các tế bào truyền tín hiệu và nhận tín hiệu diễn ra như thế nào?

I. TRUYỀN TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO

Truyền tin tế bào là sự phát tán và nhận các phân tử tín hiệu qua lại giữa các tế bào. Truyền tin tế bào có thể thực hiện giữa các tế bào của cùng một cơ thể, hoặc giữa các tế bào của cá thể cùng loài cũng như khác loài. Các sinh vật đơn bào không sống biệt lập mà luôn tiếp nhận và phát tán các phân tử tín hiệu cho nhau. Tế bào của một số loài vi khuẩn trong điều kiện môi trường thuận lợi sống biệt lập, nhưng khi gặp môi trường bất lợi chúng phát tán tín hiệu cho nhau và tập hợp lại thành từng cụm. Trong cơ thể sinh vật đa bào, các tế bào trao đổi thông tin với nhau và với môi trường để cùng duy trì hoạt động sống của cả cơ thể.

Hình 12.1. Truyền tín hiệu trực tiếp giữa các tế bào qua mối liên kết hở (a); truyền tin cận tiết: Tế bào truyền tin cho các tế bào liền kề (b); truyền tin nội tiết: Tín hiệu hormone được tiết vào máu truyền tới các tế bào đích ở xa (c); truyền tin qua synapse: Tín hiệu là chất dẫn truyền xung thần kinh được truyền qua khe (synapse) giữa tế bào thần kinh và tế bào đích (d).

(a) Truyền tin trực tiếp

Màng tế bào

(b) Truyền tin cận tiết

Tế bào tiết

Tế bào đích

(c) Truyền tin nội tiết

Hormone tiết vào máu

Mạch máu

Tế bào đích ở xa

(d) Truyền tin qua synapse

Tế bào thần kinh

Chất dẫn truyền thần kinh

Synapse

Tế bào đích

(Trang 74)

Thông tin các tế bào truyền cho nhau rất đa dạng, trong đó chủ yếu là các tín hiệu hoá học. Tín hiệu có thể là amino acid, peptid ngắn, phân tử protein lớn, nucleotide, hormone thậm chí chất khí như NO. Trong cơ thể đa bào, tín hiệu truyền từ tế bào này tới tế bào khác qua bốn cách chủ yếu: truyền tin trực tiếp, truyền tin cận tiết, truyền tin nội tiết và truyền tin qua synapse (H 12.1).

II. TRUYỀN TIN TRONG TẾ BÀO

2. Truyền tín hiệu

Truyền tín hiệu trong tế bào không như truyền tin từ người này sang người khác. Sự truyền tín hiệu bên trong tế bào thực chất là sự chuyển đổi tín hiệu giữa các phân tử trong con đường truyền tin của tế bào. Phân tử tín hiệu đến từ tế bào khác được thụ thể của tế bào tiếp nhận dẫn đến cấu hình của thụ thể bị biến đổi. Sự biến đổi cấu hình của thụ thể khiến nó thay đổi trạng thái từ bất hoạt sang hoạt động. Thụ thể hoạt động lại tác động tới phân tử liền kề gây hoạt hoá phân tử đó. Cứ như vậy, sự thay đổi trạng thái của phân tử này làm biến đổi cấu hình dẫn đến hoạt hoá hay bất hoạt phân tử kế tiếp cho tới khi đến phân tử đích cuối cùng của chuỗi chuyển đổi tín hiệu trong tế bào.

Trong trường hợp thụ thể nằm ở bên trong tế bào chất, con đường chuyển đổi tín hiệu có thể dẫn tới phân tử đích gây ra đáp ứng tế bào là hoạt hoá gene nhất định.

(Trang 75)

Cùng một loại tín hiệu nhưng có thể gây nên những đáp ứng khác nhau ở các tế bào khác nhau của cơ thể. Đó là do các loại thụ thể, con đường truyền tín hiệu và các protein đáp ứng ở các tế bào là khác nhau. Ví dụ: Epinephrine kích thích tế bào gan phân giải glycogen thành glucose nhưng cũng kích thích tế bào cơ tim co bóp mạnh làm tim đập nhanh hơn. Nguyên nhân dẫn đến sự đáp ứng khác nhau với cùng một tín hiệu của các tế bào là do các tế bào chuyên hoá có các nhóm gene khác nhau hoạt động nên có các protein thụ thể tiếp nhận tín hiệu, protein truyền tin cũng như protein tham gia vào các đáp ứng là khác nhau. Đáp ứng của tế bào cũng có thể dẫn đến thay đổi kết cấu của các protein khung tế bào, làm thay đổi hình dạng và sự vận động của tế bào hoặc dẫn đến sự phân chia tế bào. Với cơ chế truyền tin trong tế bào như vậy, các tế bào không chỉ có khả năng tiếp nhận thông tin để đưa ra các đáp ứng mà chúng còn có khả năng điều chỉnh mức độ tiếp nhận thông tin cũng như mức độ đáp ứng cho phù hợp với nhu cầu tế bào. Ví dụ: Khi chúng ta hoạt động mạnh, nhu cầu năng lượng cho các tế bào của cơ thể tăng cao, các thụ thể tiếp nhận insulin có thể gia tăng độ nhạy cảm hoặc được tăng thêm về số lượng để vận chuyển glucose vào trong tế bào. Vì vậy, thường xuyên luyện tập thể dục thể thao cũng là cách giảm thiểu nguy cơ bị tiểu đường type 2.

(Trang 76)

(Trang 77)

SƠ ĐỒI TÓM TẮT KIẾN THỨC CỦA CHƯƠNG