När en ligand binder till en receptor överförs signalen genom membranet och in i cytoplasman. Fortsättning av en signal på detta sätt kallas signaltransduktion. Signaltransduktion sker endast med receptorer på cellytan eftersom interna receptorer kan interagera direkt med DNA i kärnan för att initiera proteinsyntesen.
Signaltransduktionsvägar kan vara extremt komplicerade och involvera ett stort antal enzymer och andra proteiner. Dessa vägar kan bidra till att förstärka en signal som tas emot av en receptor. Det kan också finnas olika effekter av samma ligand i olika celltyper på grund av olika proteiner som finns i olika typer av celler.
- Kinaser är en typ av enzym som lägger till en fosfatgrupp till en annan molekyl (inklusive andra proteiner). Detta kallas fosforylering. Fosforylering kan aktivera eller inaktivera andra proteiner.
- Andra budbärare är små molekyler som hjälper till att sprida en signal genom cytoplasman efter att en ligand binder till en receptor. De gör detta genom att ändra beteendet hos vissa cellulära proteiner. Några exempel på andra budbärare är cAMP (en modifierad version av AMP, som är besläktad med ATP men endast innehåller en fosfat) och kalciumjoner.
Det finns flera kategorier av cellulära svar på signaler.
- Förändringar i genuttryck: en ökning eller minskning av produktionen av ett protein som produceras av en specifik gen.
- En ökning av den cellulära metabolismen: omvandlingen av glukos till glykogen (och tillbaka) kan regleras beroende på cellens energibehov.
- Celltillväxt: celler delar sig normalt inte om de inte stimuleras av signaler från andra celler.
- Celldöd: apoptos är kontrollerad celldöd; celler kan stimuleras att dö om de är onormala, infekterade med en bakterie eller ett virus eller under specifika delar av utvecklingen (till exempel för att separera fingrarna).
Att stoppa cellens signalvägar vid rätt tidpunkt är lika viktigt som att starta dem på rätt sätt. Tumörer uppvisar ofta onormala reaktioner på cellsignalvägar.