Indipendentemente dalla natura del segnale di avvio, le risposte cellulari sono determinate dalla presenza di recettori che legano specificamente le molecole di segnalazione. Il legame delle molecole di segnale provoca un cambiamento conformazionale nel recettore, che quindi innesca la successiva cascata di segnalazione. Dato che i segnali chimici possono agire sulla membrana plasmatica o all’interno del citoplasma (o nucleo) della cellula bersaglio, non sorprende che i recettori si trovino su entrambi i lati della membrana plasmatica.,

I recettori per le molecole segnale impermeabili sono proteine di membrana che includono componenti sia all’esterno che all’interno della superficie cellulare. Il dominio extracellulare di tali recettori include il sito di legame per il segnale, mentre il dominio intracellulare attiva le cascate di segnalazione intracellulare dopo che il segnale si lega. Un gran numero di questi recettori sono stati identificati e sono raggruppati in tre famiglie definite dal meccanismo utilizzato per trasdurre il legame del segnale in una risposta cellulare (Figura 8.4 A-C).

Figura 8.,4

Categorie di recettori cellulari. Le molecole di segnalazione impermeabili alla membrana possono legarsi e attivare i recettori collegati al canale (A), i recettori collegati all’enzima (B) o i recettori accoppiati alla proteina G (C). Le molecole di segnalazione permeante della membrana attivano intracellulare (altro…)

I recettori collegati al canale (chiamati anche canali ionici ligando-gated) hanno il recettore e le funzioni di trasduzione come parte della stessa molecola proteica., L’interazione del segnale chimico con il sito di legame del recettore provoca l’apertura o la chiusura di un poro del canale ionico in un’altra parte della stessa molecola. Il flusso ionico risultante cambia il potenziale di membrana della cellula bersaglio e, in alcuni casi, può anche portare all’ingresso di ioni Ca2+ che fungono da secondo segnale messaggero all’interno della cellula. Buoni esempi di tali recettori sono i recettori dei neurotrasmettitori descritti nel Capitolo 7.

I recettori legati agli enzimi hanno anche un sito di legame extracellulare per i segnali chimici., Il dominio intracellulare di tali recettori è un enzima la cui attività catalitica è regolata dal legame di un segnale extracellulare. La grande maggioranza di questi recettori sono protein chinasi, spesso tirosin chinasi, che fosforilano le proteine bersaglio intracellulari, modificando così la funzione fisiologica delle cellule bersaglio. I membri degni di nota di questo gruppo di recettori includono la famiglia Trk dei recettori delle neurotrofine (vedi Capitolo 23) e altri recettori per i fattori di crescita.,

I recettori accoppiati alle proteine G regolano le reazioni intracellulari mediante un meccanismo indiretto che coinvolge una molecola di trasduzione intermedia, chiamata proteine leganti GTP (o proteine G). Poiché questi recettori condividono tutti la caratteristica strutturale di attraversare la membrana plasmatica sette volte, vengono anche indicati come recettori 7-transmembrana (o recettori metabotropici; vedi Capitolo 7). Sono stati identificati centinaia di diversi recettori legati alla proteina G., Esempi ben noti includono il recettore β-adrenergico, il tipo muscarininc del recettore dell’acetilcolina, i recettori metabotropici del glutammato, i recettori per gli odoranti nel sistema olfattivo e molti tipi di recettori per gli ormoni peptidici. La rodopsina, una proteina 7-transmembrana sensibile alla luce nei fotorecettori retinici, è un’altra forma di recettore legato alla proteina G (vedere Capitolo 11).

I recettori intracellulari sono attivati da molecole di segnalazione permeanti o lipofile (Figura 8.4 D)., Molti di questi recettori portano all’attivazione di cascate di segnalazione che producono nuovo mRNA e proteine all’interno della cellula bersaglio. Spesso tali recettori comprendono una proteina recettoriale legata a un complesso proteico inibitorio. Quando la molecola di segnalazione si lega al recettore, il complesso inibitorio si dissocia per esporre un dominio di legame al DNA sul recettore. Questa forma attivata del recettore può quindi spostarsi nel nucleo e interagire direttamente con il DNA nucleare, con conseguente trascrizione alterata. Alcuni recettori intracellulari si trovano principalmente nel citoplasma, mentre altri sono nel nucleo., In entrambi i casi, una volta attivati questi recettori possono influenzare l’espressione genica alterando la trascrizione del DNA.