L'accoppiamento del lievito è un bellissimo esempio di una via di trasduzione del segnale ben caratterizzata. Questo percorso consente a due cellule di lievito aploide di tipi di accoppiamento opposti (A e α) di trovarsi, comunicare e infine fusibili per formare una cellula diploide. Ecco una rottura semplificata:
1. Senti il compagno:
* Signal: Ogni cellula di lievito produce un feromone di accoppiamento specifico-fattore α (per cellule 'A') o a-fattore A (per cellule 'α').
* Recettore: Questi feromoni si legano a specifici recettori accoppiati a proteina G (GPCR) sulla superficie dell'altro tipo di cellula.
* G Attivazione della proteina: Il legame del feromone attiva una proteina G eterotrimerica (composta da subunità α, β e γ). La subunità α si dissocia dal dimero βγ, attivando la segnalazione a valle.
2. The Relay Race:
* Cascade MAPK: La subunità A attivata della proteina G α innesca una cascata MAPK (proteina chinasi attivata dal mitogeno). Ciò comporta una serie di chinasi proteine che fosforilate e si attivano sequenzialmente.
* Fattori di trascrizione: Il MAPK finale nella cascata, chiamato FUS3 in cellule "A" e KSS1 in cellule "α", fosforilati e attiva fattori di trascrizione come STE12.
3. Geni di accoppiamento su:
* Attivazione trascrizionale: I fattori di trascrizione attivati si legano a specifiche sequenze di DNA a monte dei geni specifici dell'accoppiamento. Questo inizia la trascrizione di questi geni, portando a:
* Arresto del ciclo cellulare: Per garantire una fusione adeguata, le cellule smettono di dividersi.
* crescita verso il compagno: Le cellule crescono verso la fonte del feromone, guidate da un gradiente.
* Produzione di proteine di accoppiamento: Queste proteine sono necessarie per la fusione cellulare e la formazione dello zigote diploide.
4. Fusione e diploidia:
* Fusion cell: Una volta che le cellule si sono allungate, si fondono insieme, formando uno zigote diploide. Questo zigote eredita il materiale genetico da entrambe le cellule genitori.
* Ciclo di vita diploide: Il lievito diploide può ora sottoporsi a una divisione mitotica, oppure può eventualmente sottoporsi a meiosi per produrre quattro spore aploide, riavviando il ciclo.
Giocatori chiave:
* Peromoni: α-fattore e fattore A.
* Recettori: STE2 (per α-factor) e STE3 (per a-factor)
* G Proteina: GPA1
* Cascade MAPK: Ste11, Ste7, FUS3 (o KSS1)
* Fattore di trascrizione: Ste12
Nel complesso, questa via di trasduzione del segnale è altamente regolata e comporta una complessa interazione di proteine, consentendo alle cellule di lievito di rispondere in modo specifico ed efficiente alla presenza di un compagno.
Questa è una descrizione semplificata e molti altri fattori e dettagli contribuiscono a questo processo. Tuttavia, evidenzia i principi di base della trasduzione del segnale e come consente la comunicazione e il coordinamento all'interno di una cellula, portando alla fine a un risultato biologico complesso come l'accoppiamento del lievito.
