Une fois qu’un ligand se lie à un récepteur, le signal est transmis à travers la membrane et dans le cytoplasme. La poursuite d’un signal de cette manière est appelée transduction du signal. La transduction du signal ne se produit qu’avec les récepteurs de surface cellulaire, car les récepteurs internes sont capables d’interagir directement avec l’ADN dans le noyau pour initier la synthèse des protéines.
Les voies de transduction du signal peuvent être extrêmement compliquées et impliquer un grand nombre d’enzymes et d’autres protéines. Ces voies peuvent contribuer à amplifier un signal reçu par un récepteur. Il peut également y avoir différents effets d’un même ligand dans différents types de cellules en raison de différentes protéines présentes dans différents types de cellules.
- Les kinases sont un type d’enzyme qui ajoute un groupe phosphate à une autre molécule (y compris d’autres protéines). Cette opération est appelée phosphorylation. La phosphorylation peut activer ou désactiver d’autres protéines.
- Les seconds messagers sont de petites molécules qui aident à diffuser un signal dans le cytoplasme après qu’un ligand se lie à un récepteur. Ils le font en modifiant le comportement de certaines protéines cellulaires. Quelques exemples de seconds messagers sont l’AMPc (une version modifiée de l’AMP, qui est apparentée à l’ATP mais ne contient qu’un seul phosphate) et les ions calcium.
Il existe plusieurs catégories de réponses cellulaires aux signaux.
- Des changements dans l’expression des gènes : une augmentation ou une diminution de la production d’une protéine produite par un gène spécifique.
- Une augmentation du métabolisme cellulaire : la conversion du glucose en glycogène (et inversement) peut être régulée en fonction des besoins énergétiques de la cellule.
- Une croissance cellulaire : les cellules ne se divisent normalement pas, sauf si elles sont stimulées par des signaux provenant d’autres cellules.
- Une mort cellulaire : l’apoptose est une mort cellulaire contrôlée ; les cellules peuvent être stimulées à mourir si elles sont anormales, infectées par une bactérie ou un virus, ou pendant des parties spécifiques du développement (par exemple, pour séparer les doigts).
Arrêter les voies de signalisation cellulaire au bon moment est tout aussi important que de les démarrer correctement. Les tumeurs présentent souvent des réponses anormales aux voies de signalisation cellulaire.