TRUYỀN TIN GIỮA các tế bào ở cơ THỂ ĐỘNG vật

EBOOKBKMT.COM
KỲ THI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG
LẦN THỨ XII – NĂM 2017





CHUYÊN ĐỀ: TRUYỀN TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO Ở
CƠ THỂ ĐỘNG VẬT

Giáo viên
Tổ
Trường

: Phan Thị Thu Huyền
Vũ Thị Yến
: Sinh học
: THPT Chuyên Hùng Vương

Năm học 2016 – 2017


EBOOKBKMT.COM

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU...............................................................................................……1
Phần 2 : NỘI DUNG..................................................................................................2
TRUYỀN TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO Ở CƠ THỂ ĐỘNG VẬT......................2

I.

1.

KHÁI QUÁT VỀ TRUYỀN TÍN HIỆU TẾ BÀO.......................................2
1.1.Các giai đoạn của sự truyền tín hiệu: thu nhận, chuyển đổi và đáp trả......2
1.2. Sự phụ thuộc của các tế bào động vật vào nhiều phân tử tín hiệu nội bào 3
1.3. Các con đường truyền thông tin giữa các tế bào.......................................4

2. CÁC CHẤT TRUYỀN TIN VÀ PHỐI TỬ (LIGAND)...................................6
2.1. Các chất truyền tin...................................................................................6
2.2. Các ligand – chất truyền tin thứ nhất........................................................7
2.3. Chất truyền tin thứ hai.............................................................................7
3. CÁC THỤ THỂ (RECEPTORS)....................................................................8
3.1. Receptor xuyên màng...............................................................................8
3.1.1. Các thụ thể gắn G – protein............................................................10
3.1.2. Các thụ thể kênh ion (Ion channel receptor)...................................15
3.1.3. Các protein kinase..........................................................................15
3.2. Receptors tế bào chất..............................................................................16
4. CÁC CON ĐƯỜNG ĐÁP ỨNG TẾ BÀO.....................................................16
4.1. Con đường cho các hormone tan trong nước..........................................17
4.2. Con đường cho các hormone tan trong lipid...........................................18
4.3. Đa tác dụng của các hormone.................................................................19
4.4. Truyền tín hiệu bởi các chất điều hịa cục bộ..........................................20
II. TRỌNG TÂM CÁC DẠNG CÂU HỎI ÔN LUYỆN CHO HỌC SINH GIỎI
VỀ TRUYỀN TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO Ở CƠ THỂ ĐỘNG VẬT......................22
BẢNG PHỤ LỤC.....................................................................................................31
Phần 3. KẾT LUẬN.................................................................................................32
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................33


EBOOKBKMT.COM

Phần 1. MỞ ĐẦU
Những năm cuối thế kỉ 20, một lĩnh vực sinh học phân tử tế bào gây ấn tượng
mạnh là tín hiệu tế bào (cell signaling) đã phát triển nhanh và sẽ tiếp tục phát triển
trong thế kỉ 21. Sự giao lưu thông tin ở cấp độ tế bào có ý nghĩa sống cịn đối với sự
sống. Mối quan hệ tế bào – tế bào đặc biệt quan trọng ở các sinh vật đa bào. Hàng tỉ tế
bào của cơ thể người và các động thực vật khác đã truyền thông tin lẫn nhau để thiết
lập sự điều phối chính xác và hài hịa cho sự phát triển của cơ thể từ một hợp tử thành
các mô, cơ quan khác nhau, hoạt động sống bình thường và sinh sản tạo thế hệ mới.
Trong thực tế, sự truyền tín hiệu giữa các tế bào đã và đang được đẩy mạnh nghiên
cứu, càng đi sâu tìm hiểu chúng ta càng thấy được sự logic, chặt chẽ và vô tận của nó.
Các đề thi học sinh giỏi Quốc tế, học sinh giỏi Quốc gia trong nhiều năm gần đây có
xu hướng khai thác triệt để các vấn đề xoay quanh truyền tin giữa các tế bào ở cơ thể
động vật, ứng dụng chúng để hỏi các vấn đề liên quan đến bệnh lí hoặc các đáp ứng
khác nhau của cơ thể trước tác nhân kích thích cho các câu hỏi phần Sinh lí động vật.
Tuy nhiên, đây vẫn cịn là một vấn đề mới và khó khai thác đối với nhiều giáo viên
trung học phổ thơng. Vì vậy, nhằm cung cấp một cái nhìn rõ nét hơn về truyền tin giữa
các tế bào nói riêng và Sinh lí động vật nói chung, chúng tôi chọn chuyên đề :
“Truyền tin giữa các tế bào ở cơ thể động vật”.
Cấu trúc chuyên đề gồm 3 phần:
Phần 1: Mở đầu
Phần 2: Nội dung
I. Truyền tin giữa các tế bào ở cơ thể động vật.
II. Trọng tâm các dạng câu hỏi ôn luyện cho học sinh giỏi về truyền tin giữa các
tế bào ở cơ thể động vật.
Phần 3: Kết luận

1

EBOOKBKMT.COM

Phần 2 : NỘI DUNG
I. TRUYỀN TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO Ở CƠ THỂ ĐỘNG VẬT.
1. KHÁI QUÁT VỀ TRUYỀN TÍN HIỆU TẾ BÀO
1.1. Các giai đoạn của sự truyền tín hiệu: thu nhận, chuyển đổi và đáp trả
Nhóm của Sutherland đã nghiên cứu về phương thức hoạt động của hormone
động vật epinephrine, hormone này kích thích sự phân hủy glycogen dự trữ trong gan
và cơ. Họ phát hiện ra rằng, bằng cách nào đó epinephrine hoạt hóa glycogen
phosphorylase, một enzyme tế bào chất kích thích sự phân hủy glycogen. Tuy nhiên,
thí nghiệm in vitro cho thấy khi thêm epinephrine vào ống nghiệm chứa hỗn hợp
enzyme phosphorylase và cơ chất glycogen của chúng thì sự phân hủy glycogen khơng
xảy ra.
Kết quả cho thấy hai điều: thứ nhất, epinephrine không tác động trực tiếp lên
enzyme thủy phân glycogen mà phải trải qua một hoặc hàng loạt bước trung gian diễn
ra bên trong tế bào; thứ hai, bằng cách nào đó màng sinh chất thực hiện việc chuyển
tín hiệu epinephrine. Thời gian đầu, ơng cho rằng q trình có thể chia làm 3 giai
đoạn. Ngày nay, q trình được mơ tả trên sơ đồ đơn giản hóa như sau:

Hình 1. Sơ đồ đơn giản nêu khái qt về q trình truyền tín hiệu tế bào
1. Tiếp nhận:
Xảy ra khi các tế bào mục tiêu phát tín hiệu từ bên ngồi. Tín hiệu hóa học coi như
“được phát hiện” khi nó gắn vào protein tế bào, mà thường là trên bề mặt.
2. Truyền tin:
Sự gắn phân tử tín hiệu làm thay đổi protein thụ thể bằng vài cách, do vậy quá
trình truyền tin bắt đầu. Giai đoạn truyền tin biến tín hiệu thành dạng tạo ra phản ứng

2

EBOOKBKMT.COM
đặc hiệu của tế bào. Theo hệ thống của Sutherland, sự gắn epinephrine vào bên ngoài
của thụ thể protein ở màng sinh chất tế bào gan dẫn đến hàng loạt bước hoạt hóa
enzyme glycogen phosphorylase. Sự truyền tin đơi khi diễn ra một bước, nhưng lại đòi
hỏi nhiều bước của nhiều phân tử khác nhau theo con đường tín hiệu – truyền tin. Các
phân tử trong con đường này thường được gọi là các phân tử truyền xung (relay
molecules).
3. Đáp ứng:
Ở giai đoạn thứ ba, các tín hiệu đã truyền tin cuối cùng kích hoạt phản ứng đặc
hiệu của tế bào. Phản ứng của tế bào rất đa dạng, có thể là bất kì hoạt tính nào như xúc
tác bởi enzyme làm thay đổi tế bào chất, tái cấu trúc khung xương tế bào làm thay đổi
hình dạng hay sự vận động của tế bào, hoặc hoạt hóa các gen đặc hiệu trong nhân. Q
trình tế bào – truyền tín hiệu đảm bảo cho các hoạt tính cốt lõi diễn ra trong đúng tế
bào, đúng thời điểm và sự phối hợp hài hòa với các tế bào khác nhau của cơ thể.
1.2. Sự phụ thuộc của các tế bào động vật vào nhiều phân tử tín hiệu nội bào

Hình 2. Các tín hiệu nội bào tác động đến các quá trình sống căn bản
ở tế bào động vật
Mỗi kiểu tế bào có một loại receptor cho phép nó đáp trả tương ứng một loạt
các phân tử tín hiệu tạo ra bởi các tế bào khác. Các phân tử tín hiệu đó hoạt động trong
các tổ hợp để điều hịa hành vi của tế bào. Một tế bào riêng lẻ thường địi hỏi nhiều tín
hiệu để sống cịn, tăng trưởng và phân bào hoặc biệt hóa. Nếu mất đi các tín hiệu sống

3


EBOOKBKMT.COM
cịn thích hợp, tế bào sẽ phải tự tử được biết như là apoptosis (sự chết tế bào theo
chương trình).
1.3. Các con đường truyền thông tin giữa các tế bào

Sự truyền thông tin đặc biệt quan trọng và rất phức tạp ở các sinh vật đa bào.
Chương trình phát triển cá thể ở các sinh vật này được thực hiện một cách hồn hảo và
chính xác cả trong khơng gian lẫn thời gian (đúng nơi, đúng lúc) một phần quan trọng
là nhờ thông tin nội bào giữa các tế bào. Ở động vật, các phân tử thông tin ngoại bào
thực hiện mối quan hệ giữa các tế bào là những chất trung gian gồm 5 loại chủ yếu
theo các phân tử chế tiết: nội tiết (endocrine), cận tiết (paracrine) và tự tiết (autucrine),
truyền tin qua synap, truyền tín hiệu nội tiết thần kinh.

Truyền tín hiệu nội tiết:
Do tuyến nội tiết tác động ở khoảng
cách xa. Các phân tử chế tiết được
những tuyến chuyên biệt tiết ra (như
hormone) khuếch tán vào dịng máu
hoặc dịch ngoại bào và kích hoạt các
đáp ứng tại các tế bào đích khác nhau
phân tán trong cơ thể. Hơn nữa, một
số protein màng tác động như các tín hiệu.
Hình 3. Truyền tín hiệu nội tiết


Truyền tín hiệu cận tiết:

Các phân tử chế tiết khuếch tán tại
chỗ và kích hoạt một đáp ứng ở các tế bào
lân cận(xung quanh khoảng 1mm) bằng các
chất thơng điệp hóa học cục bộ (local
chemical messagers). Nhiều yếu tố tăng
trưởng điều hòa sự phát triển ở sinh vật đa
bào cũng tác động ở phạm vi gần theo con
đường truyền tín hiệu cận tiết. Một số

chúng gắn kết chặt chẽ với chất nền ngoại bào, khơng phát ra tín hiệu, nhưng sau đó có
Hình 4. Truyền tín hiệu cận tiết
thể phóng thích ở dạng có hoạt tính.
 Truyền tín hiệu tự tiết:
Các phân tử chế tiết khuếch tán tại chỗ và kích hoạt một đáp ứng ở chính các tế
bào chế tiết chúng. Một số yếu tố tăng trưởng tác động theo kiểu này và các tế bào
nuôi cấy thường tiết ra các yếu tố tăng trưởng để kích thích sự tăng sinh và phát triển
của chúng. Kiểu phát tín hiệu này rất phổ biến ở tế bào khối u, các tế bào này sản xuất

4
Hình 5. Truyền tín hiệu tự tiết


EBOOKBKMT.COM
thừa và phóng thích các yếu tố tăng
trưởng để kích thích sự tăng sinh khơng
tương xứng, khơng kiểm sốt của chính
chúng cũng như các tế bào lành lân cận,
q trình này tạo thành khối u.

Truyền tín hiệu synap:
Các chất truyền xung thần kinh
khuếch tán qua các synap và kích hoạt
đáp ứng ở các tế bào của mơ đích.
Sự vận chuyển các chất dẫn truyền thần kinh từ neuron tới neuron (truyền qua
synap là điểm tiếp xúc giữa các tế bào thần kinh), từ neuron tới các tế bào cơ (cảm ứng
hoặc ức chế co cơ) xảy ra qua sự phát tín hiệu cận tiết.



Hình 6. Truyền tín hiệu synap
Truyền tín hiệu nội tiết thần kinh:

Trong truyền tín hiệu nội tiết thần kinh, các hormone thần kinh khuếch tán vào
dòng máu và kích hoạt các đáp ứng ở các tế bào đích khắp nơi trong cơ thể.
Ngồi ra, các phân tử tín hiệu là các protein xuyên màng trên bề mặt tế bào
cũng đóng vai trị quan trọng trong sự phát triển. Trong vài trường hợp, các tín hiệu
này trên màng của một tế bào gắn với các thụ thể bề mặt của tế bào đích lân cận gây
biệt hóa chúng. Ở trường hợp khác, sự phân cắt protein tín hiệu xun màng phóng
thích vùng ngoại sinh chất để nó làm chức năng như là protein tín hiệu hịa tan.
Trong mỗi trường hợp, tế bào đích đáp lại các tín hiệu ngoại bào đặc hiệu nhờ
những protein chuyên biệt gọi là các thụ thể gắn với các phân tử thông tin và có phản
ứng đáp lại. Nhiều tín hiệu hóa học tác động với những nồng độ rất thấp. Những tế bào
khác nhau có thể phản ứng khơng giống nhau đáp lại cùng một tín hiệu thơng tin. Ví
dụ, acetylcholin kích thích sự co cơ xương, nhưng nó làm giảm nhịp và lực co cơ tim.

5


EBOOKBKMT.COM
2. CÁC CHẤT TRUYỀN TIN VÀ PHỐI TỬ (LIGAND)
2.1. Các chất truyền tin
Chất truyền tin là các phân tử trung gian làm nhiệm vụ truyền thông tin trong tế
bào.
Ở tế bào nhân sơ và nhân chuẩn đều phải xử lí thơng tin từ mơi trường ngồi và đáp trả
một cách thích hợp. Các chất truyền tin ngoại bào gồm các protein bám màng, protein
tiết, các peptide, các phân tử nhỏ kị nước, các phân tử nhỏ ưa nước dẫn xuất từ các
amino acid (như epinephrine), các khí (như NO) và kích thích vật lí (ánh sáng).
Sự gắn kết giữa chất truyền tin vào các thụ thể đặc hiệu trong hoặc trên tế bào
đích gây đáp ứng trên các tế bào này, các tế bào khác không đáp ứng với phân tử đó.

Các phân tử truyền tin từ một tế bào có thể kích hoạt một đáp ứng lên nhiều tế
bào lân cận (cận tiết), tế bào ở xa (nội tiết) hay tác động lên chính nó (tự tiết). Một số
nhỏ trong nhiều chất truyền tin của tế bào động vật là các hormone, neurotransmitter
(chất dẫn truyền thần kinh), cytokine – giúp các tế bào miễn dịch liên lạc với nhau,
NO, CO2 và H+. Ở động vật lớn, các chất truyền tin đến tế bào đích thơng qua sự
khuếch tán như trong truyền tín hiệu tự tiết, cận tiết khi tế bào đích ở khoảng cách gần
và truyền tín hiệu nội tiết (các chất truyền tin di chuyển trong máu nhờ dịng t̀n
hồn) khi tế bào đích ở khoảng cách xa.
Các phân tử truyền tin cịn có thể phân loại theo khả năng tan trong nước. Đa
phần các phân tử truyền tin tan trong nước, chúng gắn với những thụ thể trên bề mặt tế
bào.
Những phân tử truyền tin kị nước như hormone tuyến giáp và steroid không tan
trong nước, nhưng nhờ gắn với protein tải đặc hiệu chúng tan trong máu và được
chuyển đi xa. Các hormone này tan trong lipid, khi được các protein tải phóng thích,
chúng dễ dàng khuếch tán qua màng của tế bào đích.
Có sự khác nhau về thời gian tồn tại của các phân tử truyền tin tan trong nước
và tan trong lipid. Các phân tử truyền tin tan trong nước khi được phóng thích vào máu
chỉ tồn tại vài phút, số khác vài giây hay mili giây ngay khi xâm nhập vào khoảng giữa
màng tế bào và gây phản ứng ngắn hạn. Còn các hormone steroid tồn tại nhiều giờ và
các hormone tuyến giáp trong nhiều ngày và gây phản ứng lâu dài hơn.
Phản ứng đáp lại tối đa của tế bào với ligand đặc biệt nói chung xảy ra ở các nồng
độ ligand khi hầu hết các receptor chưa bị choán chỗ.
2.2. Các ligand – chất truyền tin thứ nhất
Ligand (phối tử) là phân tử tín hiệu gắn vào thụ thể. Các receptor gắn các ligand
với tính đặc hiệu, được xác định nhờ tương tác khơng đồng hóa trị giữa các ligand và
amino acid đặc trưng của protein thụ thể. Sự gắn ligand làm cho thụ thể biến dạng.
Ligand không tiếp tục tham gia vào con đường này. Các receptor gắn ligand theo quy
luật tác động khối, và do vậy sự gắn là thuận nghịch. Nồng độ ligand làm phân nửa các

6

EBOOKBKMT.COM
receptor bị choán chỗ đã gắn kết với ligand, Kd, được xác định bằng thực nghiệm và
biểu thị ái lực của ligand với receptor.
Các tác nhân ức chế có thể gắn vào các chỗ gắn ligand trên các phân tử receptor.
Các chất ức chế tự nhiên và nhân tạo trong y học rất quan trọng trong y học.



Hình 7. Hai loại ligand cho hai kiểu receptor
Có hai lớp các phân tử tín hiệu:
Các ligand với các thụ thể tế bào chất: các phân tử nhỏ hoặc khơng phân cực có

thể xuyên qua màng sinh chất, như các steroid.

Các ligand với các thụ thể màng sinh chất: các phân tử lớn hoặc phân cực không
thể xuyên qua màng sinh chất, như insulin. Các receptor thường là protein xuyên
màng.
2.3. Chất truyền tin thứ hai
Sự liên kết của ligand (thông điệp sơ cấp) với nhiều thụ thể bề mặt tế bào dẫn đến
sự gia tăng ngắn hạn (hoặc giảm) nồng độ của một số phân tử tín hiệu nội bào có trọng
lượng thấp (như 3’, 5’ – cAMP vòng, DAG, IP3), một số phân tử khảm trên màng tế
bào như Ca2+ và nhiều inositol phospholipid - phosphoinositide gọi là thông điệp thứ
cấp.
Nồng độ nội bào tăng cao của một hay nhiều thông điệp thứ cấp sẽ kích hoạt sự
thay đổi nhanh chóng hoạt tính của một hoặc nhiều enzyme hay protein khơng
enzyme. Ví dụ: ở cơ, sự tăng cảm ứng tín hiệu trong Ca 2+ bào tương làm co cơ, sự gia
tăng tương tự trong Ca2+ gây cảm ứng xuất bào của các túi tiết trong các tế bào nội tiết
và chất dẫn truyền thần kinh trong túi tiết ở các tế bào thần kinh.

7


EBOOKBKMT.COM
3. CÁC THỤ THỂ (RECEPTORS)
Thụ thể là một protein xuyên màng có khả năng liên kết với một ligand tại một
domain ở phía ngồi tế bào, từ đó làm thấy đổi hoạt tính của domain tế bào chất.
Tế bào đáp lại chỉ một ít trong nhiều chất truyền tin mà chúng nhận được. Các
thụ thể có các điểm gắn đặc hiệu cho các tín hiệu của chúng, như ví dụ hormone tăng
trưởng sau đây.

Hình 8. AMPA receptor
3.1. Receptor xuyên màng
Tên receptor
Thực hiện phản ứng
1. Receptor
Gắn vào protein G tam phân
gắn – protein G kiểm sốt hoạt tính của
adenylyl cyclase.
2. Recepto Kết hợp với các kinase JAK
r cytokine
bào tương.
3. RTK
– Domain bào tương với hoạt
receptor kinase tính kinase tyrosine.
tyrosine
4. Receptor
TGFβ

Ví dụ về tác động
Hoạt hóa các nhân tố phiên mã
bào tương và nhân tế bào qua tác
động kinase protein A.
Hoạt hóa các nhân tố phiên mã
STAT bằng phosphoryl hóa.
Hoạt hóa các kinase bào tương
chuyển vào nhân và hoạt hóa các
nhân tố phiên mã nhân nhờ
phosphoryl hóa.
Domain bào tương với hoạt Hoạt hóa các nhân tố phiên mã
tính kinase serine/ threonine
Smad trong bào tương nhờ
phosphoryl hóa.

8


EBOOKBKMT.COM
5. Receptor
Ligand Hh cột vào màng của Kiểm soát quá trình chế biến
Hedgehog (Hh) tế bào tín hiệu bằng neo nhân tố phiên mã, sự gắn Hh làm
cholesterol.
phóng thích khỏi phức hợp bào
tương.
6. Receptor
Ligand Wnt được palmitoyl Phóng thích nhân tố phiên mã đã
Wnt
hóa gắn vào phức hợp hoạt hóa từ phức hợp đa protein
receptor 7 protein xuyên trong bào tương.

màng.
7. Recepto Ligand, Delta là protein Domain bào tương của Notch
r Notch
xun màng trên tế bào tín được phóng thích bởi sự phân hủy
hiệu.
protein tác động kết hợp với các
nhân tố phiên mã nhân.

Hình 9. Bảy kiểu receptor xuyên màng chủ yếu
Ba kiểu receptor nghiên cứu tốt ở sinh vật nhân chuẩn phức tạp:
 Các thụ thể gắn G – protein.
 Các kinase protein.
 Các thụ thể kênh ion.

Receptor và con đường truyền tin
Số lượng receptor và các con đường truyền tin được nêu ra dường như quá lớn.
Chất truyển tin bên ngoài tác động với các đặc điểm như sau:
 Các chất truyền tin bên ngoài cảm ứng theo 2 kiểu đáp lại của tế bào: (1) thay đổi
hoạt tính hoặc chức năng của các protein đặc hiệu tồn tại trước đó, (2) Thay đổi số
lượng protein đặc hiệu do tế bào sinh ra, chủ yếu là do thay đổi các yếu tố phiên mã
làm hoạt hóa hoặc ức chế q trình này. Nói chung kiểu đáp ứng (1) xảy ra nhanh hơn
kiểu (2).

9


EBOOKBKMT.COM
 Ở một số trường hợp, receptor hoạt hóa trực tiếp hoặc gián tiếp yếu tố phiên mã
trong bào tương. Các yếu tố phiên mã được hoạt hóa bằng con đường này sẽ vào nhân,
rồi kích thích phiên mã các gen đích đặc hiệu.

 Một số nhóm receptor có thể truyền tin qua nhiều hơn một con đường truyền tin nội
bào, gây nên các đáp lại khác nhau của chất truyền tin tế bào. Sự phức tạp này là điển
hình của các receptor gắn kết - protein G, receptor cytokine.
 Có rất nhiều loại ligand và receptor đặc hiệu khác nhau và các protein nội bào được
bảo tồn cao trong tiến hóa đóng vai trị quan trọng trong các con đường truyền tin nội
bào.
3.1.1. Các thụ thể gắn G – protein.
Các thụ thể bề mặt hoạt hóa protein G tam phân được gọi là các receptor gắn kết
protein G (GPCRs), có ở mọi tế bào nhân chuẩn từ nấm men tới người. Bộ gen người
mã hóa cho vài ngàn GPCR. Chúng bao gồm các receptor tham gia hệ thị giác, khướu
giác, vị giác, thụ thể của nhiều chất dẫn truyền thần kinh và phần lớn các thụ thể cho
các hormone kiểm sốt q trình chuyển hóa cabohydrate, amino acid và chất béo.
a. Cấu trúc phân tử và sự tương tác của GPCR
Tất cả các thụ thể GPCR đều chứa 7 domain xuyên màng, với đoạn đầu N trên mặt
ngoài màng tế bào, đoạn đầu C nằm trong bào tương của màng sinh chất.

Hình 10. Sơ đồ cấu trúc chung của receptor gắn kết protein G
Tất cả các receptor loại này đều định hướng giống nhau trên màng và chứa 7
domain xoắn α xuyên màng, 4 phân đoạn ngoại bào (E1 – E4), 4 phân đoạn bào tương
(C1 – C4). Đoạn đầu cacboxyl (C4), vịng C3, ở vài receptor, cịn có vòng C2 cũng
tương tác với protein G tam phân gắn kết.

10


EBOOKBKMT.COM

Hình 11. Các thụ thể gắn protein G làm biến dạng protein phía tế bào chất
Ligand gắn vào phía ngồi tế bào  biến dạng protein ở phía tế bào chất  lộ
điểm gắn cho protein G. Protein G có vị trí cho GTP gắn vào. Tiểu phần gắn GTP tách

ra và di chuyển dọc theo màng gặp protein hiệu ứng. Protein hiệu ứng có thể xúc tác
nhiều phản ứng, khuếch đại tín hiệu.
Protein G dịch chuyển tín hiệu chứa 3 tiểu phần α, β, γ. Trong quá trình truyền
tin nội bào, các tiểu phần β, γ gắn với nhau gọi là tiểu phần Gβγ. Gα là protein công
tắc. αGTPase chuyển đổi qua lại giữa trạng thái hoạt động (mở) khí gắn kết với GTP
và trạng thái bất hoạt (đóng) khi gắn với GDP. Kích thích receptor gắn kết làm hoạt
hóa protein G, khi đó protein G sẽ làm thay đổi hoạt tính của protein hiệu ứng. Mặc dù
protein hiệu ứng hầu như được Gα.GTP hoạt hóa, nhưng trong vài trường hợp nó bị ức
chế hoặc phụ thuộc vào tế bào và ligand, tiểu phần Gβγ. Thêm vào đó, hoạt tính của
vài protein hiệu ứng khác nhau bị các phức hợp GPCR – ligand kiểm soát. Tuy nhiên,
tất cả các protein hiệu ứng đều là các kênh ion gắn màng hay các enzyme xúc tác sự
hình thành thơng điệp thứ cấp.
Các protein G có thể hoạt hóa hoặc ức chế các effector. Epinephrine minh họa
cho cả hai khả năng đó. Ở tim, epinephrine làm cho protein G hoạt hóa enzyme tạo
cAMP, chất có tầm hiệu quả rộng lên tế bào. Ở các tế bào cơ trơn quanh các mạch
máu, epinephrine làm cho protein G ức chế sản sinh cAMP, các cơ giãn ra, và mạch
máu mở rộng cho dòng máu tối đa.

11


EBOOKBKMT.COM

Hình 12. Protein G kích hoạt effector protein xúc tác nhiều phản ứng, khuếch đại
tín hiệu
b. Các protein GTPase cơng tắc
Một nhóm lớn các protein cơng tắc nội bào (intracellular swich proteins) hình
thành nên siêu họ GTPase. Đây là các protein gắn với nucleotide guanine, được “mở”
khi gắn kết với GTP và “tắt” khi gắn với GDP. Sự chuyển đổi do cảm ứng tín hiệu của
trạng thái từ bất hoạt sang hoạt động nhờ nhân tố chuyển đổi guanine GEF (guanine

nucleotide- exchange factor) làm phóng thích GDP từ protein cơng tắc. Sự gắn GTP
tiếp theo nhờ nồng độ nội bào cao gây cảm ứng thay đổi cấu hình 2 đoạn của protein
gọi là công tắc I và II cho phép protein gắn kết và hoạt hóa các protein tín hiệu khác
phía sau.
Hoạt tính GTPase sẽ thủy phân GTP  GDP +Pi, do vậy chuyển cấu hình cơng tắc I
và II từ dạng hoạt động trở về dạng bất hoạt. Tốc độ thủy phân GTP thường được gia
tăng nhờ protein GAP (GTPase-accelerating protein) – protein tăng tốc GTPase), mà
hoạt tính của nó cũng có thể bị kiểm sốt bởi các chất truyền tin ngoại bào. Tốc độ
thủy giải GTP điều hòa độ dài thời gian protein cơng tắc cịn ở dạng cấu hình hoạt
động và có thể chuyển tín hiệu xi dịng.
 Có hai nhóm protein GTPase cơng tắc:
+ Protein G tam phân (lớn) : liên kết trực tiếp và được hoạt hóa nhờ một số receptor.
+ Protein G đơn phân (nhỏ) như Ras và các protein tương tự Ras. Ras liên kêt gián tiếp
với receptor qua các protein trung gian và các protein GEF.

12


EBOOKBKMT.COM
Tất cả protein G chứa các vùng giống công tắc I và II sẽ điều biến hoạt tính của
các protein hiệu ứng đặc biệt (specific effector proteins) nhờ các tương tác trực tiếp
protein-protein khi protein G gắn vào GTP.
 Sự điều hịa GTPase đơn phân (GTPase monomeric)

Hình 13. GTPase đơn phân làm ‘cơng tắc’
Các protein hoạt hóa GTPase (GAPs) làm bất hoạt protein bằng kích thích nó
thủy phân sự gắn nó với GTP tạo ra GDP mà vẫn cịn gắn chặt vào GTPase bất hoạt.
Các nhân tố trao đổi nucleotide guanine GEF hoạt hóa protein bất hoạt bởi sự kích
thích nó phóng thích GDP của chúng. Do nồng độ GTP trong bào tương (cytosol) cao
hơn 10 lần nồng độ GDP, protein nhanh chóng gắn GTP đồng thời đẩy GDP ra và như

vậy được hoạt hóa.
c. Epinephrine gắn kết với vài receptor gắn protein G khác nhau
Epinphrine đặc biệt quan trọng trong trung chuyển phản ứng đáp lại của cơ thể
với stress, như hoảng sợ hay làm việc quá sức, khi tất cả các mơ cần thối dưỡng nhiều
glucose và acid béo nhằm sản sinh ATP. Nguồn nhiên liệu trao đổi chất chủ yếu này có
thể cung cấp cho máu trong vài giây bằng cách phân cắt glycogen thành glucose trong
gan và triglycerol thành acid béo trong tế bào mỡ.
Ở động vật có vú, sự giải phóng glucose và acid béo có thể kích hoạt nhờ gắn
epinephrine (hay noepinephrine) vào các receptor β-adrenergic trên bề mặt tế bào gan
và tế bào mỡ. Epinephrine gắn với các receptor β-adrenergic trên tế bào cơ tim làm
tăng độ co cơ, tăng lượng máu cung cấp cho các mơ. Ngược lại, kích thích receptor βadrenergic bằng epinephrine lại gây dãn cơ trơn ở ruột.

13


EBOOKBKMT.COM
Một kiểu receptor epinephrine khác, receptor α2-adrenergic, tìm thấy ở tế bào
cơ trơn thành mạch máu trong đường ruột, da và thận. Khi epinephrine gắn với các
receptor này làm cho động mạch co lại, cắt đứt sự tuần hoàn tới cơ quan ngoại vi.
Những tác động khác nhau này của epinephrine đều dẫn tới kết quả chung là cung cấp
năng lượng cho sự chuyển động nhanh của các cơ vận động chủ yếu để mau đáp lại
các stress của cơ thể.
Mặc dù tất cả receptor epinephrine đều là GPCR, nhưng các kiểu khác nhau gắn
với protein G khác nhau. Do đó, ngồi tầm quan trọng về sinh lý, các receptor này
được quan tâm vì chúng kích hoạt các con đường dịch chuyển tín hiệu nội bào khác
nhau. Cả hai kiểu phụ của receptor β-adrenergic gọi là β1 và β2 đều gắn cặp với
protein G kích thích, protein này hoạt hóa enzyme adenylyl cyclase gắn màng. Một khi
được hoạt hóa, adenylul cyclase xúc tác tổng hợp thông điệp thứ cấp cAMP. Hai kiểu
phụ của receptor β-adrenergic là β1 và β2 cũng gắn kết với các protein G khác nhau.
Receptor β1-adrenergic bắt cặp với protein Gi để ức chế adenylyl cyclase, chính

enzyme tác động kết hợp với các β-adrenergic receptor. Ngược lại, protein Gq bắt cặp
với receptor α2-adrenergic để hoạt hóa một enzyme tác động khác, tạo ra các thông
điệp thứ cấp khác nhau.
Vài độc tố của vi khuẩn chứa một tiểu phần xâm nhập vào màng sinh chất của
tế bào và xúc tác sự biến đổi Gsα.GTP để ngăn chặn sự thủy giải GTP thành GDP. Kết
quả là Gsα vẫn còn ở trạng thái kích hoạt, liên tục hoạt hóa adenylyl cyclase mà khơng
có sự kích thích hormone. Độc tố cholera do vi khuẩn Vibrio cholera sinh ra và
enterotoxin của vài chủng E.Coli tác động theo cách này lên tế bào biểu mô ruột.
cAMP nội bào gia tăng quá mức làm mất chất điện giải và nước trong khoang ruột,
gây bệnh tiêu chảy nước đặc trưng cho sự nhiễm bởi các vi khuẩn này.
d. Receptor gắn protein G hoạt hóa hoặc ức chế adenylyl cyclase
Protein G tam phân cho phép các phức receptor-hormone khác nhau điều biến
hoạt tính của chính protein hiệu ứng. Trong gan, glucagon và epinephrine gắn kết với
các thụ thể khác, nhưng cả hai receptor này đều tương tác và hoạt hóa Gs  hoạt hóa
adenylyl cyclase, do đó kích hoạt chính các phản ứng biến dưỡng đáp lại. Sự hoạt hóa
adenylyl cyclase và do đó nồng độ cAMP, tỉ lệ với nồng độ Gsα. GTP gây nên do sự
gắn cả hai hormone với các thụ thể tương ứng.
Điều hịa hoạt tính âm và dương của adenylyl cyclase xảy ra trong một vài kiểu
tế bào, để đảm bảo sự kiểm sốt tinh vi lượng cAMP. Ví dụ, kích thích các tế bào mỡ
bằng epinephrine, glucagon, hay ACTH làm hoạt hóa adenylyl cyclase, trong khi
prostaglandin PGE1 hay adenosine thì ức chế enzyme.

14


EBOOKBKMT.COM
3.1.2. Các thụ thể kênh ion (Ion channel receptor)
Một số protein kênh ion tác động như những “cổng” (gates) là các receptor tín
hiệu. Các protein kênh có thể mở cho các ion vào hay ra, hoặc đóng lại để hạn chế
chúng. Tín hiệu cho mở hay đóng kênh có thể là hóa học, ánh sáng, âm thanh, áp lực

hay điện thế. Ví dụ về kênh ion cổng là thụ thể acetylcholine.

Hình 14. Kênh ion cổng trường hợp Acetylcholine (Ach)
3.1.3. Các protein kinase
Một số protein thụ thể trở thành kinase khi được hoạt hóa. Photphate được dịch
chuyển từ ATP đến protein mục tiêu làm thay đổi cấu hình hay hoạt tính của chúng.
Đơi khi protein kinase phosphoryl hóa chính nó được gọi là tự phosphosyl hóa
(autophosphorylation). Các thụ thể của insulin là ví dụ về các thụ thể protein

Hình 15. Các thụ thể của insulin
3.2. Receptors tế bào chất
Các thụ thể tế bào chất (cytoplasmic receptors) nằm bên trong tế bào gắn với các
ligand có thể xuyên màng sinh chất. Thụ thể thay đổi cấu hình và có thể đi vào trong

15


EBOOKBKMT.COM
nhân, nơi nó tác động như một nhân tố phiên mã. Các hormone steroid là ví dụ của các
phân tử tín hiệu kiểu đó.

Hình 16. Thụ thể tế bào chất
4. CÁC CON ĐƯỜNG ĐÁP ỨNG TẾ BÀO
Vị trí thụ thể là một trong các điểm khác biệt giữa các con đường đáp ứng giữa
các hormone tan trong nước và tan trong lipid.
 Các hormone tan trong nước được tiết ra nhờ xuất bào, đi tự do trong dòng
máu,
và gắn với các thụ thể tín hiệu bề mặt. Gắn những hormone như vậy với các thụ thể
gây ra những thay đổi trong các phân tử của tế bào chất và đôi khi thay đổi phiên mã
của gene (tổng hợp các phân tử mARN thông tin).

 Trái lại, các hormone tan trong lipid khuếch tán ra ngoài qua màng các tế bào
nội tiết và đi trong dòng máu gắn với các protein vận chuyển. Tùy thuộc vào sự
khuếch tán vào trong các tế bào đích, chúng gắn với các thụ thể tín hiệu nội bào và tạo
ra những thay đổi trong phiên mã của gene.

16


EBOOKBKMT.COM

Hình 17. Vị trí thụ thể thay đổi theo loại hormone
Để hiểu đáp ứng của tế bào khác nhau với các hormone tan trong nước và trong
lipid, chúng ta sẽ nghiên cứu từng trường hợp.
4.1. Con đường cho các hormone tan trong nước
Gắn hormone tan trong nước với một protein thụ thể tín hiệu kích hoạt các sự kiện tại
màng tế bào gây ra một đáp ứng tế bào. Đáp ứng có thể là sự hoạt hóa một enzyme,
một thay đổi trong hấp thu hoặc chế tiết của các phân tử đặc hiệu, hoặc sắp xếp lại bộ
khung xương tế bào. Ngoài ra, một số thụ thể bề mặt tế bào làm các protein trong bào
tương truyền tin vào trong nhân và thay đổi phiên mã của những gene đặc hiệu.
Một loạt các thay đổi trong các protein tế bào chuyển đổi tín hiệu hóa học ngoại
bào thành một đáp ứng nội bào đặc hiệu được gọi là truyền tín hiệu. Một con đường
truyền tín hiệu thường liên quan với nhiều bước, mỗi bước liên quan với các phân tử
đặc hiệu.
Để khám phá sự truyền tín hiệu đóng góp cho sự truyền thông tin hormone ra
sao, chúng ta hãy xem xét một đáp ứng với căng thẳng ngắn hạn với một ví dụ như
sau:
Bạn đang cố gắng đi thật nhanh vì bạn sắp muộn học, tuy nhiên khi bạn gần tới
bến xe bus thì xe đã bắt đầu chuyển bánh. Lúc đó, bạn cảm thấy căng thẳng và điều

17

Hình 18. Các thụ thể hormone bề mặt tế
bào kích hoạt sự truyền tín hiệu


EBOOKBKMT.COM
cần làm có lẽ là chạy để bắt kịp xe
bus, tuyến thượng thận của bạn sẽ
chế
tiết
ephinephrine.
Khi
epinephrine đi tới các tế bào gan, nó
gắn với một thụ thể kết cặp với
protein G trong màng tế bào, kích
hoạt một dãy hiện tượng liên quan
tổng hợp của AMP vòng (cAMP) như
một chất truyền tin thứ hai tồn tại
ngắn. Hoạt hóa protein kinase A bởi
cAMP dẫn tới hoạt hóa một enzyme
cần cho phân cắt glycogen và bất
hoạt một enzyme cần cho tổng hợp glycogen. Kết quả cuối cùng là gan giải phóng
glucose vào trong dòng máu, cung cấp nhiên liệu cho bạn cần để chạy theo chiếc xe
bus đang rời bến.
4.2. Con đường cho các hormone tan trong lipid
Các thụ thể nội bào thường thực
hiện tồn bộ việc truyền tín hiệu trong
một tế bào đích. Hormone hoạt hóa thụ
thể, sau đó kích hoạt trực tiếp đáp ứng
tế bào. Trong phần lớn trường hợp, đáp
ứng với một hormone hòa tan trong

lipid là sự thay đổi về biểu hiện gene.
Các thụ thể hormone steroid có
sẵn trong bào tương trước khi gắn với
một hormone. Khi một hormone steroid
gắn với thụ thể trong bào tương của nó,
một phức hợp hormone – thụ thể hình
thành, nó di chuyển vào trong nhân. Ở
đó, phần thụ thể của phức hợp tương
Hình 19. Các thụ thể hormone điều hòa
tác với ADN hoặc với một protein gắn ADN, gây kích hoạt sự phiên mã của các gene
trực tiếp sự biểu hiện gen
đặc hiệu.
Ví dụ, estradiol có thụ thể đặc hiệu trong các tế bào gan của chim mái và ếch
cái. Gắn estradiol với thụ thể này hoạt hóa sự phiên mã của gene cho protein
vitellogenin. Tiếp theo sự dịch mã của ARN thông tin, vitellogenin được chế tiết và

18


EBOOKBKMT.COM
vận chuyển trong máu vào hệ sinh sản, ở đó nó được sử dụng để sản sinh ra lịng đỏ
trứng.
Thyroxine, vitamin D và các hormone hòa tan trong lipid khác khơng phải là
các hormone steroid có thụ thể nằm trong nhân. Các thụ thể này gắn với các phân tử
hormone khuếch tán từ dòng máu qua màng tế bào và màng nhân. Khi được gắn bởi
một hormone, thụ thể gắn với các vị trí đặc hiệu trong ADN của tế bào và kích hoạt sự
phiên mã của gene đặc hiệu.
Các thực nghiệm gần đây chỉ ra rằng các hormone tan trong lipid đơi khi có thể
kích hoạt các đáp ứng tại bề mặt tế bào mà không vào nhân trước.
4.3. Đa tác dụng của các hormone

Nhiều hormone tạo ra nhiều hơn một loại đáp trong cơ thể. Các tác động do một
hormone tạo ra có thể thay đổi nếu các tế bào đích có sự khác biệt về các phân tử tiếp
nhận hoặc cách đáp ứng với hormone đó. Xem xét các tác dụng của epinephrine trong
điều hòa đáp ứng của cơ thể với căng thẳng ngắn hạn. Epinephrine đồng thời kích hoạt
phân giải glycogen ở gan, làm tăng dịng máu tới các cơ xương lớn, và giảm dòng máu
tới ống tiêu hóa. Các tác dụng thay đổi này làm tăng các phản ứng nhanh của cơ thể
trong tình trạng khẩn cấp.
Các mô khác nhau về đáp ứng của chúng với epinephrine vì chúng khác biệt
nhau về các thụ thể hoặc các con đường truyền đạt tín hiệu. Sự nhận diện tế bào đích
của epinephrine liên quan đến các thụ thể liên kết với protein G. Thụ thể epinephrine
của tế bào gan được gọi là loại thụ thể kiểu β. Nó tác động thơng qua protein kinase A
để điều hịa các enzyme trong chuyển hóa glycogen. Trong các mạch máu cung cấp
cho cơ xương, cùng loại kinase được hoạt hóa bởi cùng thụ thể epinephrine gây bất
hoạt một enzyme đặc hiệu của cơ. Trái lại, các mạch máu ruột có thụ thể epinephrine
kiểu α. Thay cho việc hoạt hóa protein kinase A, thụ thể α kích hoạt con đường truyền
tín hiệu khác liên quan đến protein G khác và các enzyme khác. Kết quả là co cơ trơn
và hạn chế dòng máu.

19


EBOOKBKMT.COM

Hình 20. Một hormone, nhiều tác dụng khác nhau
Epinephrine, hormone “chiến hay chạy” chủ yếu, tạo ra các đáp ứng khác nhau trong
các tế bào đích khác nhau. Các tế bào đích với cùng thụ thể bộc lộ các đáp ứng khác nhau nếu
chúng có các con đường truyền đạt tín hiệu và/hoặc các protein đáp ứng khác nhau [so sánh
(a) với (b)]. Các đáp ứng của các tế bào đích có thể cũng khác nhau nếu chúng có các thụ

thể khác nhau với hormone đó [so sánh (b) với (c)].

Các hormone tan trong lipid cũng thường có tác dụng khác nhau lên các tế bào
đích khác nhau. Ví dụ, hormone sinh dục nữ kích thích gan chim tổng hợp protein
vitellogenin tạo lịng đỏ cũng kích thích hệ thống sinh sản của nó tổng hợp các protein
tại lịng trắng trứng.
Trong một số trường hợp, một hormone nhất định có các tác dụng khác nhau ở
các lồi khác nhau. Ví dụ, thyroxine tạo bởi tuyến giáp điều hịa chuyển hóa ở ếch,
người và các động vật có xương sống khác. Tuy nhiên, thyroxine có một tác dụng
thêm và đặc trưng ở ếch, là kích thích rụng đi nịng nọc trong sự biến thái của nó
thành ếch trưởng thành.
4.4. Truyền tín hiệu bởi các chất điều hòa cục bộ
Các chất điều hòa cục bộ là các phân tử được chế tiết, chúng liên kết với các tế
bào lân cận (truyền tín hiệu cận tiết) hoặc tạo điều hòa ngược với tế bào chế tiết
(truyền tín hiệu tự tiết). Khi được chế tiết ra, các chất điều hòa cục bộ tác động lên các
tế bào đích của chúng trong vài giây hoặc vài mili giây, gây ra đáp ứng nhanh hơn các
đáp ứng gây nên bởi hormone.

20


EBOOKBKMT.COM
Một số loại chất hóa học có chức năng như chất điều hòa cục bộ. Các chất điều
hòa cục bộ polypeptide gồm các cytokine, chúng có vai trị trong các đáp ứng miễn
dịch, và phần lớn các yếu tố sinh trưởng, chúng kích thích tăng sinh và biệt hóa tế bào.
Nhiều loại tế bào tăng trưởng, phân chia và phát triển bình thường chỉ khi các yếu tố
sinh trưởng có trong mơi trường ngoại bào của chúng.
Khí NO (oxide nitric), gồm nitrogen kết hợp với oxygen, trong cơ thể đóng vai
trò như chất truyền xung thần kinh và chất điều hòa cục bộ. Khi nồng độ của oxygen
trong máu giảm, các tế bào nội mạc trong thành mạch máu tổng hợp và giải phóng
NO. NO hoạt hóa một enzyme làm dãn các tế bào cơ trơn lân cận, gây ra dãn mạch,
làm tăng dịng máu tới các mơ. Ở nam giới, khả năng của NO làm tăng dãn mạch tạo

chức năng tình dục bằng tăng dịng máu vào dương vật, gây cương cứng. Phản ứng
mạnh và có tiềm năng gây độc nên NO thường gây ra các thay đổi trong tế bào đích
trong vịng vài giây sau khi tiếp xúc rồi bị phân hủy. Thuốc Viagra, điều trị rối loạn
cương dương, duy trì cương cứng dương vật do cản trở sự phân giải NO.
Một nhóm các chất điều hịa cục bộ gọi là các prostaglandin là các acid béo bị
biến đổi. Chúng được gọi như vậy vì chúng được phát hiện đầu tiên ở dịch tiết tuyến
tiền liệt bổ sung cho tinh dịch. Các prostaglandin được tạo ra bởi nhiều loại tế bào và
có các hoạt tính thay đổi. Trong tinh dịch đi vào ống sinh sản của nữ giới, các
prostaglandin kích thích các cơ trơn thành tử cung co thắt giúp tinh trùng đi tới trứng.
Lúc bắt đầu giai đoạn sinh đẻ, các tế bào chế tiết prostaglandin của nhau thai làm các
cơ lân cận của tử cung trở lên hưng phấn co thắt đẩy thai nhi ra ngoài.
Trong hệ miễn dịch, các prostaglandin làm tăng sốt, viêm và cũng làm tăng cảm
giác đau. Các tác dụng giảm đau và chống viêm của asparin và ibuprofen là do các
thuốc này ức chế tổng hợp prostaglandin. Các prostaglandin cũng giúp điều hịa sự kết
tập tiểu cầu, một bước trong hình thành cục máu đơng. Vì cục máu đơng có thể gây
nhồi máu do ngăn dòng máu ở các mạch máu nuôi tim, một số thầy thuốc gợi ý rằng
những người có nguy cơ nhồi máu cơ tim nên dùng asparin đều đặn. Tuy nhiên, vì
prostaglandin cũng giúp duy trì lớp bảo vệ dạ dày, việc điều trị prostaglandin lâu dài
có thể gây kích thích làm tổn thương dạ dày.

21


EBOOKBKMT.COM
II.

TRỌNG TÂM CÁC DẠNG CÂU HỎI ÔN LUYỆN CHO HỌC SINH
GIỎI VỀ TRUYỀN TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO Ở CƠ THỂ ĐỘNG VẬT.
Câu 1:
a. Thế nào là chất truyền tin thứ nhất, chất truyền tin thứ hai?

b. Vì sao cùng một loại tín hiệu có thể gây đáp ứng khác nhau ở những loại tế
bào khác nhau? Cho ví dụ?
 Gợi ý trả lời
a. - Chất truyền tin thứ nhất (cịn gọi là phân tử tín hiệu): Các phân tử truyền tin ngoại
bào liên kết với thụ thể màng sinh chất hoặc thụ thể bên trong tế bào.
+ Ví dụ: Hormone, chất dẫn truyền thần kinh.
- Chất truyền tin thứ hai: Các ion hoặc các phân tử hữu cơ nhỏ, tan trong nước, tham
gia vào con đường truyền tin trong tế bào.
+ Ví dụ: Ca2+, cAMP
b. Một phân tử tín hiệu có thể gây đáp ứng khác nhau ở những loại tế bào khác nhau
do:
- Các con đường truyền tin có một hoặc một số protein khác nhau.
- Thụ thể nhận tín hiệu ở các loại tế bào khác nhau là khác nhau.
- Liên lạc với con đường truyền tin khác.
Ví dụ: Adrenaline gây đáp ứng khác nhau ở các loại tế bào:
- Ở tế bào gan: Glycogen → glucose.
- Ở tế bào cơ tim: Co cơ.
- Ở mạch máu ruột: Co mạch.
- Ở mạch máu cơ vân: Giãn mạch.
Câu 2:
a. Tại sao tế bào có khả năng thu nhận thơng tin vật lí, hóa học từ bên ngồi để đưa ra
những đáp ứng thích hợp và các tế bào trong cùng một cơ thể có thể nhận biết nhau
hay nhận biết tế bào lạ?
b. Căn cứ vào vai trò của chất truyền tin thứ 2 trong quá trình truyền đạt thơng tin qua
màng, hãy giải thích tại sao khi người nhiễm vi khuẩn tả thường bị tiêu chảy cấp?
 Gợi ý trả lời
a. Tế bào có khả năng thu nhận thơng tin vật lí, hóa học từ bên ngồi để đưa ra những
đáp ứng thích hợp và các tế bào trong cùng một cơ thể có thể nhận biết nhau hay nhận
biết tế bào lạ do:
- Màng sinh chất có các thụ thể protein (protein receptor) thu nhận thơng tin cho tế

bào từ đó tế bào có thể tiếp nhận các thơng tin vật lí, hóa học từ bên ngồi và đưa ra
những đáp ứng thích hợp.

22


EBOOKBKMT.COM
- Màng sinh chất có các “dấu chuẩn” là các glicoprotein đặc trưng cho từng loại tế
bào. Nhờ vậy, các tế bào trong cùng một cơ thể có thể nhận biết nhau và nhận biết các
tế bào lạ.
b. Vi khuẩn tả khư trú tại niêm mạc ruột non và sản sinh ra một chất độc. Đây là một
enzyme có chức năng biến đổi hoá học một loại protein G liên quan đến điều hoà bài
tiết muối và nước.
Khi protein G bị biến đổi thì nó khơng thuỷ phân GTP thành GDP nên nó ln tồn
tại ở trạng thái hoạt động, kích thích sản xuất AMP vịng (chất thơng tin thứ 2). Làm tế
bào ruột bài tiết một lượng lớn muối và nước nên dẫn đến tiêu chảy cấp.
Câu 3:
a. Khi nghiên cứu về truyền tin trong tế bào Sutherland đã phát hiện ra epinephrine
kích thích phân giải glycogen trong tế bào nguyên vẹn bằng cách hoạt hóa enzyme
glycogen phosphorylase theo một cách nào đó. Hãy vẽ sơ đồ con đường truyền tín hiệu
từ epinephrine đến phản ứng phân giải glycogen trong tế bào?
b. Epinephrin kích thích phân giải glycogen bằng cách hoạt hóa enzyme glycogen
phosphorylase và glycogen trong ống nghiệm thì glucose – 1- phosphate có được tạo
ra khơng? Tại sao?
 Gợi ý trả lời
a. Con đường truyền tín hiệu của epinephrine:
Epinephrine  Thụ thể màng  Protêin G  adenylatcyclaza (ATP  AMPv); AMPv
 A-kinase  Glycogenphosphorylase.
b. Glucose-1-phosphae không được tạo ra vì sự hoạt hóa enzyme cần tế bào nguyên
vẹn với một thụ thể nguyên vẹn trên màng tế bào và một con đường truyền tin nguyên

vẹn trong tế bào. Sự tương tác với phân tử tín hiệu trong ống nghiệm khơng đủ trực
tiếp hoạt hóa enzyme.
+ Enzyme adenylylcyclase chuyển hóa ATP thành cAMP. cAMP làm thay đổi một hay
nhiều q trình phosphoryl hóa (hay hoạt hóa chuỗi enzyme). Nhờ vậy làm tín hiệu
ban đầu được khuếch đại lên nhiều lần.
Câu 4:
a. Một chất truyền tin thứ hai dùng phổ biến trong tế bào gây nên các đáp ứng như co
cơ, dẫn truyền thần kinh, phân chia tế bào… Hãy cho biết đó là chất nào? Cho biết các
giai đoạn của quá trình truyền tin theo cách này?
b. Hãy thiết kế thí nghiệm để kiểm chứng nhận định của bạn về chất truyền tin đó?
 Gợi ý trả lời
a. Chất truyền tin thứ 2 đó là ion Ca2+
 Các giai đoạn của quá trình truyền tin:

23