Co je regulace buněk?

Regulování buněk je široký termín používaný k popisu mnoha procesů, které se vyskytují uvnitř buňky a které jsou zaměřeny na udržení homeostázy. Homeostáza je vyvážený stav, při kterém se buňka vyhýbá škodlivým extrémům jakékoli formy prostřednictvím různých aktivních nebo pasivních regulačních procesů. Regulační procesy mírní vše, od růstu a replikačních rychlostí buněk k hladinám soli a kyselosti buněčného prostředí. Pokud růst a replikace buněk nejsou moderovány, buňky se mohou replikovat nekontrolovaně vysokou rychlostí, což se nazývá rakovina.

Velké množství regulace buněk probíhá na genetické úrovni. Mnoho různých genů je vyjádřeno nebo potlačeno v reakci na spouštěče prostředí, aby se udržovala homeostáza buňky. Různé proteiny jsou schopné vázat se na určité segmenty RNA nebo DNA, které obsahují genetickou informaci používanou v genové expresi, aby potlačily, indukovaly nebo zvýšily expresi daného genu. Geny jsou exprimovány produkcí bílkovin. E. Coli například vyjadřuje odlišnou sadu genů tím, že produkuje abnormální sadu proteinů, když je vystavena vysokým teplotám, tyto proteiny jí lépe umožňují udržovat nějakou formu homeostázy v případě “tepelného šoku”.

Buněčná signalizace je velmi důležitým aspektem studia regulace buněk, protože většina regulačních procesů uvnitř buňky je odpovědí na nějakou formu signálu. Změny v prostředí buňky mohou způsobit signalizaci proteinů nebo chemikálií, které se vážou na signální receptory, což naznačuje potřebu nějaké formy regulační reakce. Buňky dokonce komunikují s dalšími buňkami a připravují je na změny v celulárním prostředí. Komunikace, která vede k regulaci buněk, může nastat v buňce, mezi sousedními nebo dotykovými buňkami nebo dokonce mezi vzdálenými buňkami. Endokrinní buňky jsou například specializované buňky, které posílají chemické signály do různých částí těla, aby mohly komunikovat potřebu různých buněčných regulačních akcí.

Mnoho různých onemocnění a poruch je způsobeno rozpadem buněčných regulačních procesů. Rakovina je způsobena, když růst a replikace buněk nejsou řádně regulovány. Normální buňky podstupují apoptózu nebo programovanou buněčnou smrt, rakovinné buňky ne, takže se mohou replikovat a růst na neurčito. Autoimunitní poruchy jsou také důsledkem selhání buněčné regulace a signalizace. Takové poruchy se objevují, když imunitní systém nedokáže rozpoznat buňku jako “já” a spustí nevhodný imunitní útok na neškodnou buňku nebo buňky.