הקדמה:
למדנו מנגנונים בקרות קינטיקה וכאן אנחנו נראה איך זה בא לידי ביטוי בכלל בניהול של מערכת ביולוגית.
תא היא מערכת פתוחה היא מחליפה חומר עם הסביבה. בחלק זה נעסוק במעבר אותות איך מערכת ביולוגית מתקשרת עם הסביבה שלה, אפשר להחליף עם הסביבה לא רק חומר אלא גם תקשורת, מידע, מעבר אותות, מעבר מידע.
תא זו מערכת שיודעת לנהל את עצמה בצורה טובה יש לה אפשרות להתמרת אנרגיה, חישה, בידוד מהסביבה, ממברנות, מדורים (גרעין אברונים), יש סדר ניהול בידוד אברונים, תקשורת בין תאים בפרט.
האותות עוברים כך שיש תקשורת וסיגנלים בתנאים מסוימים המשפיעים על תהליכים בתוך התא כמו התמיינות ואופוטוזיס (מוות תאי מכוון).
בממברנה יש הרכב שונה של חלבונים בכל ממברנה של איבר מסוים, ומסוגלים לחוש את הסביבה. כל ממברנה מציגה ארסנל שונה של רצפטורים למשל בין תא אפיתל לתא שריר תא דם וכ'ו

תכונות חשובות למעבר סיגנלים לפעולה אידיאלית:
תגובה מהירה - כמו נגיעה במשטח חם, או איילה בורחת מטורף כדי להיות אפקטיביות יותר.
רגישות – בעלת יכולת וויסות רגישות משתנה בהתאם לתגובה מסוימת. כמו למשל הרגישות שאפעיל על משכולת תהייה שונה לעומת נוצה. 
התאמה – להתאים את הסיגנל שקיבלנו האות שקיבלנו בכדי פעילות אוליסטית בהתאם לתהליכים נוספים. התא צריך להתאים תהליכים אחרים לשינוי שמבקשים ממנו לעשות וזה שומר על המואוסטזיס. כמו אנסולין אם הוא הופרש אז הוא גורם לתאים לקלוט יותר סוכר ואם יקלטו יותר מידיי יהיה הפרה של איזון בתוך התא אז צריך התא להתאים את עצמו לשינויים עם הראקציות נוספות.
כיבוי מהיר – כאשר התא מקבל אות הוא מופעל ואז נכבה ומחכה לאות הבא.
ריבוי מרכיבים במסלול
הגברה – הורמונים נמצאים בריכוזים נמוכים הורמון הוא סיגנל הוא נקשר לרצפטור חוץ תאי הוא משרה שינוי העברת מידע לתוך התא והורמון אחד לא מספיק שנקשר לה הורמון אחד לרצפטור אז צריך תהליך של הגברה מהירה של הורמונים. אם לא יהיה סף מעל כמות מסוימת לא תהייה תגובה.
ניהול מחזור מבוקר – ברגע שנדלק מערכת של מעבר אותות הוא ימשיך עד שנפסיק אותו ע"י מולקולת סויץ מולקולה בעלת זמן קצוב.

מהלך העברת סיגנל כללי:
סיגנל חוץ תאי -חיצוני (ליגנד – סיגנל כימי או לא כמו פוטון, סיגנל או הורמון) > נקשר לחלבון טראנס ממברנלי לרצפטור שלו > מתקיים שינוי קונפורמציה שיוצר מתקיים פקטור תוך תאי שליח משני (כמו להגיע לגרעין ולחולל ביטוי גן) > מתחוללת תגובה תאית ביולוגית (כימית, חשמלית, ביטוי גנים) > לכל תגובה צריך גם כיבוי ולכן יש כיבוי סיגנל (כמו שהסיגנל מתפוגג עם הזמן כי יש לו זמן מחצית חיים).


נעסוק בשלושה רצפטורים (קולטנים) ממברנאלים שאליהם הורמונים הידרופילים נקשרים:
1. תעלות יוניות (נוירוטרנסמיטורים) תלויות לינגד -  קישור של ליגנד הפותח את התעלה לכניסת יונים עקב שינוי פוטנציאל ממברנה. מתאים לקבוצת נוירוטרנסמיטורים כמו קולטן אצטיל כולין. 

2. GPCR - קולטן מצומד לחלבון G - כדוגמת גלוקגון - בעקבות קשירת הורמון לרצפטור ה-G פרוטאין משתחרר למצב פעיל והוא משפעל אנזים ממברנלי נוסף אשר מעביר את המידע כלפי פנים התא. 

3. אנזים רצפטור - רצפטור שהוא עצמו אנזים - הצד החיצוני מכיר את ההורמון והצד הפנימי הוא אנזים שמשופעל בעקבות הקשירה של הליגנד. האנזים הוא גם רצפטור ומתחיל להיות משופעל ישירות.
זו קבוצה נוספת של רצפטורים שהם בעצמם אנזימים כמו אנזים קינאז שיודע לזרחן חלבונים אחרים, בדרכ נמצא בצורה מונומרית לא פעילה וברגע שנוצר היקשרות הליגנד אז נוצר דימר הרצפטור נהייה פעיל. כמו אינסולין והורמוני גדילה.

2. רצפטורי GPCR:
רצפטורים אלו קשורים לחלבוני G ומורכבים מ7TM, כאשר יש לו 7 הליקסים חוצי מממברנה המעגנים את הרצפטור לממברנה. . מגיבים עם חלבוני G דרך חומצות האמינו הנמצאות בלופ 3 ו4 בחלק הציטופלסמטי. 
אזורי חוצי ממברנה שלו שמורים כיוון שהם הידרופובים ומכתיבים קשרים די סולפידים לקיפול לולאות. 

חלבוני G – הוא חלבון הטרוטרימרי ( בעל 3 תת יחידות: אלפא היחידה הקטליטית גדולה, בטא וגמא יחידות רגולטוריות) . היחידת אלפא יכולה לקשור גואנין ולכן נקרא G. 
במצב לא פעיל הוא נמצא כשלישייה והוא בצד הפנימי של הממברנה. הוא לא טראנס ממברנלי ולכן התנועה שלו גדולה יותר.

מנגנון פעולה של GPCR:
1. במצב הנטיבי חלבון G קשור לקולטן במצב הטרוטרימרי שלושת היחידות מחוברות ואל היחידה אלפא מחובר GDP. 
2. ליגנד ניקשר לרצפטור וגורם לרצפטור לשנות קונפורמציה שמשפיע על הקישור של חלבון G ומשתחרר GDP ונקשר GTP. 
3. קישור GTP גורם לחלבון G עם יחידה אלפא להתנתק מיחידות בטא וגמא ונקשרות למולקולה אדנליל ציקלאז. 
4. הקישור של יחידה אלפא עם המולקולה אדנליל ציקלאז גורמת לסנתז cAMP מ-ATP וכל עולה ריכוזו בציטוזול.
5. פרוטאין קינז A (PKA) התלוי ב cAMP - הצורה הלא פעילה של PKA מכיל שתי תת יחידות קטליטיות זהות C ושתי יחידות רגולטוריות זהות R וזה קומפלקס טטרמרי 2R2C אינו פעיל. כאשר cAMP נקשר לתת יחידות R הן עוברות שינוי קונפורמציה שמסיט את מתחם עיכוב עצמי וגורם לקומפלקס הטטרמרי הזה להתפרק ולכן נהיות שני תתי יחידות קטליטיות C חופשיות עם פעילות קטליטית.
בקיצור cAMP שגרם לפעילות של PKA גורם לזרחון של חלבונים תוך תאיים וגורם להפעלה של היעד. cAMP) נקשר ליחידות הרגולטוריות של PKA וגורם לניתוק של יחידות רגולטוריות מהיחידות הקטיליטיות) נדרש חיבור של 4 cAMP כדי שתת יחידה הרגולטורית מתנתקת מהיחידה קטליטית ויכולה לעבוד. ואז PKA חופשי ללכת לזרחן חלבונים אחרים . זרחון זה בקרה ברגע שיש קבוצת זרחה הוא נהייה פעיל ועושה פעולה מסוימת.


בקרה של חלבון G - 4.    לG + אלפא יש פעילות ATPase  מובנית שמבטלת את פעילות של G + אלפא בכך שהיא הופכת את GTP לGDP ועכשיו שG+אלפא המחובר נהייה לא פעיל ומתנתק מהאדניליל ציקלז ומותיר את ציקלז לא פעיל. G+אלפא מתחבר שוב לדימר בטא וגמא שנותק במצב לא פעיל ומוכן לעבור אינטראקציה עם קולטן לפעילות מחודשת.

מנגנון פעולה של PLC מקבוצת GPCR:
1. ליגנד נקשר לרצפטור 7TM
2. שינוי קונפורמציה עקב היקשרות משנה את חיבור לחלבון Gq מGDP ל-GTP.
3. Gqa המשופעל משפעל את PLC לפרק PIP2 ל- IP3 ו-DAG שמתעגן בממברנה.
4. IP3 שליח שניוני יכול לפתוח תעלות סידן ונכנס סידן לציטוזול.
5. סידן גם הוא סוג של שליח שניוני מוגבל בזמן ובמרחב ונקשר לקלמודולין שהוא חלבון קושר סידן עם 4 אתרי קישור לסידן בעל זיקה גבוהה. 
6. הסידן משפעל את PKC. 

3. מנגנון פעולה טירוזין קינאזות RTKL:
1. במצב נטיבי הרצפטור במצב מונומרי.
2. בהיקשרות ליגנד לרצפטור יהיו במצב של דימר כאשר זרוע הדימריזציה אזור שהיה מקופל וסגור נפתח ונחשף עקב שינוי קונפורמציה. חל גם פוספורילציה זרחון של טירוזין באזור התוך תאי של הרצפטור.
3. חלבון GRB2 נקשרים לאתרי הזרחון של הרצפטור התוך תאיים.
4. לGRB2 נקשר SOS
5. לSOS נקשר RAS (חלבון מונומרי G קטן) ועקב שינוי קונפורמציה חל שינוי מGDP לGTP.
6. RAS משופעל הולך לשפעל חלבונים אחרים.