Crosstalk (biology)
જૈવિક ક્રોસસ્ટૉક એ એવા ઉદાહરણોનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં એક સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન પાથવેના એક અથવા વધુ ઘટકો બીજાને અસર કરે છે. આ ઘણી રીતો દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે જેમાં સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ્સના પ્રોટીન વચ્ચે ક્રોસસ્ટૉક છે. આ સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન માર્ગોમાં, ઘણીવાર વહેંચાયેલા ઘટકો હોય છે જે કોઈપણ માર્ગ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. ક્રોસસ્ટૉકનું વધુ જટિલ ઉદાહરણ એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર મેટ્રિક્સ (ઇસીએમ) અને સાયટોસ્કેલેટન વચ્ચે ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ક્રોસસ્ટૉક સાથે જોઇ શકાય છે. સિગ્નલિંગ પાથવેમાં પ્રોટીન વચ્ચે ક્રોસસ્ટૉકનું એક ઉદાહરણ માઇટોજેન-એક્ટિવેટેડ પ્રોટીન (એમએપી) કિનેઝ પાથવે સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને કોષ પ્રસારને નિયંત્રિત કરવામાં ચક્રીય એડેનોસિન મોનોફોસ્ફેટ (સીએએમપી) ની ભૂમિકા સાથે જોઈ શકાય છે. સીએએમપી એ એક સંયોજન છે જે વિવિધ બાહ્યકોષીય સંકેતોના પ્રતિભાવમાં એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ દ્વારા કોષોમાં સંશ્લેષિત થાય છે. સી. એ. એમ. પી. મુખ્યત્વે ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર સેકન્ડ મેસેન્જર તરીકે કામ કરે છે, જેનું મુખ્ય ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર રીસેપ્ટર સી. એ. એમ. પી.-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ (પી. કે. એ.) છે, જે લક્ષિત પ્રોટીનના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા કાર્ય કરે છે. સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન પાથવે બાહ્યકોષીય રીતે લિગાન્ડ-રિસેપ્ટર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓથી શરૂ થાય છે. આ સંકેત પછી પટલ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે, જે આંતરિક પટલની સપાટી પર એડેનિલિલ સાયક્લેઝને ઉત્તેજીત કરે છે જેથી એટીપીને સીએએમપીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે. ઇ. આર. કે., એમ. એ. પી. કે. સિગ્નલિંગ પાથવેમાં ભાગ લેનાર પ્રોટીન, કે. એ. એમ. પી. દ્વારા સક્રિય અથવા અવરોધિત કરી શકાય છે. સી. એ. એમ. પી. ઇ. આર. કે. ને વિવિધ રીતે અટકાવી શકે છે, જેમાંના મોટા ભાગના સી. એ. એમ. પી.-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ (પી. કે. એ.) અને રાસ-આધારિત સંકેતોને આર. એ. એફ.-1 સુધી અટકાવે છે. જો કે, સી. એ. એમ. પી. ઇ. આર. કે. ને ઉત્તેજિત કરીને કોષના પ્રસારને પણ ઉત્તેજીત કરી શકે છે. આ પી. કે. એ. દ્વારા ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળ સી. આર. ઈ. બી. ના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા ચોક્કસ જનીનોના ઇન્ડક્શન દ્વારા થાય છે. સી. આર. ઈ. બી. ના આ ફોસ્ફોરાયલેશન માટે ઇ. આર. કે. ની જરૂરિયાત જણાતી નથી, તેમ છતાં એમ. એ. પી. કે. માર્ગ ફરીથી ક્રોસસ્ટૉકમાં કામ કરે છે, કારણ કે સી. આર. ઈ. બી. ના ડાઉનસ્ટ્રીમમાં ફોસ્ફોરાયલેટ પ્રોટીન માટે ઇ. આર. કે. ની જરૂર પડે છે. સીએએમપી-પ્રેરિત ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ અસરો માટે ઇઆરકેની જરૂરિયાતના અન્ય જાણીતા ઉદાહરણોમાં કફોત્પાદક કોષોમાં પ્રોલેક્ટીન જનીન અને ફિયોક્રોમોસાઇટોમલ કોષો (પીસી 12) માં ડોપામાઇન બીટા-હાઇડ્રોક્સિલેટ જનીનનો સમાવેશ થાય છે. સંખ્યાબંધ વિવિધ પદ્ધતિઓ અસ્તિત્વમાં છે જેના દ્વારા CAMP ERK સંકેતને પ્રભાવિત કરી શકે છે. રાફ-1 સાથે પી. કે. એ. ની સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા અથવા પરોક્ષ રીતે જી. ટી. પી. એસ. રૅપ-1 સાથે પી. કે. એ. ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા રાસ સક્રિયકરણમાંથી ઇ. આર. કે. ના અનકપલ રૅફ-1ના સીએએમપી અવરોધ સાથે સંકળાયેલી મોટાભાગની પદ્ધતિઓ (આકૃતિ 1 જુઓ). પી. કે. એ. પી. ટી. પી. ને સક્રિય કરીને ઇ. આર. કે. નું નકારાત્મક નિયમન પણ કરી શકે છે. સી. એ. એમ. પી. દ્વારા ઇ. આર. કે. ના સક્રિયકરણ માટેની પદ્ધતિઓ વધુ વૈવિધ્યસભર છે, જેમાં સામાન્ય રીતે રૅપ1 અથવા રાસનો સમાવેશ થાય છે, અને સીધો સીધો પણ સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો સીધો ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ક્રોસસ્ટૉક ક્રોસસ્ટૉક સમગ્ર પટલમાં પણ જોઇ શકાય છે. બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ (ઇસીએમ) અને પડોશી કોષો સાથે પટલની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ કોષની અંદર વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓ પેદા કરી શકે છે. જો કે, ઇસીએમની ભૌગોલિક રચના અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પણ મેટ્રિક્સ પર અથવા તેની અંદર વધતા કોષો સાથે શક્તિશાળી, જટિલ ક્રોસસ્ટૉકમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્ટિગ્રિન-મધ્યસ્થી સાયટોસ્કેલેટન એસેમ્બલી અને કોષની ગતિશીલતા પણ ઇસીએમની ભૌતિક સ્થિતિથી પ્રભાવિત થાય છે. તેના લિગાન્ડ (ફાઇબ્રોનેક્ટિન) સાથે α5β1 ઇન્ટિગ્રિનનું બંધન ફાઇબ્રિલર સંલગ્નતા અને એક્ટિન તંતુઓની રચનાને સક્રિય કરે છે. તેમ છતાં, જો ઇસીએમ સ્થિર હોય, તો આ પ્રકારનું મેટ્રિક્સ પુનર્ગઠન અને ફાઇબ્રિલર સંલગ્નતાઓની રચના અવરોધિત થાય છે. બદલામાં, સ્થિર ફાઇબ્રોનેક્ટિન લિગાન્ડ સાથે સમાન ઇન્ટિગ્રિન (α5β1) નું બંધન પટલની અંદર અત્યંત ફોસ્ફોરિલેટેડ ફોકલ સંપર્કો/ફોકલ સંલગ્નતા (મેટ્રિક્સ સંલગ્નતામાં સામેલ કોષો) બનાવે છે અને કોષ સ્થળાંતર દર ઘટાડે છે. ક્રોસસ્ટૉકના અન્ય એક ઉદાહરણમાં, સાયટોસ્કેલેટનમાં ફોકલ સંપર્કોની રચનામાં આ ફેરફારને અન્ય માર્ગના સભ્યો દ્વારા અટકાવી શકાય છેઃ માયોસિન લાઇટ-ચેઇન કિનેઝ અથવા રો કિનેઝના અવરોધકો, એચ-7 અથવા એમએલ-7, જે કોષની સંકોચનક્ષમતા અને પરિણામે ગતિશીલતાને ઘટાડે છે. (આકૃતિ 2 જુઓ). લિમ્ફોસાઇટ સક્રિયકરણમાં ક્રોસસ્ટૉક લિમ્ફોસાઇટ્સના સક્રિયકરણમાં સીએએમપી અને એમએપીકે સંકેત માર્ગોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે બે મુખ્ય સંકેત માર્ગો વચ્ચે ક્રોસસ્ટૉકનું વધુ જટિલ, ચોક્કસ ઉદાહરણ જોઇ શકાય છે. આ કિસ્સામાં, CAMP માર્ગના ઘટકો રોગપ્રતિકારક શક્તિ અને લિમ્ફોસાઇટ્સને સંડોવતા જનીનોને સક્રિય કરવા માટેના MAPK સંકેત માર્ગને પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ રીતે અસર કરે છે. નવા રચાયેલા સીએએમપી પટલમાંથી મુક્ત થાય છે અને અંતઃકોશિક અવકાશમાં ફેલાય છે જ્યાં તે પી. કે. એ. ને સક્રિય કરે છે. પી. કે. એ. ના ઉત્પ્રેરક પેટા એકમને સક્રિય કરવા માટે સીએએમપીના ચાર અણુઓને બાંધવા આવશ્યક છે, જે પછી સક્રિયકરણમાં નિયમનકારી અને ઉત્પ્રેરક પેટા એકમો વચ્ચેની વિચ્છેદનો સમાવેશ થાય છે. આ ક્લેવેજ બદલામાં સી પેટા એકમોના ઉત્પ્રેરક સ્થળોને ખુલ્લી પાડીને પી. કે. એ. ને સક્રિય કરે છે, જે પછી કોષમાં પ્રોટીનની શ્રેણીને ફોસ્ફોરાયલેટ કરી શકે છે. લિમ્ફોસાઇટ્સમાં, સી. એ. એમ. પી. નું અંતઃકોશિક સ્તર એન્ટિજેન-રિસેપ્ટર ઉત્તેજના પર વધે છે અને તેનાથી પણ વધુ પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિન ઇ અને અન્ય ઇમ્યુનોસપ્રેશન એજન્ટોના પ્રતિભાવમાં. આ કિસ્સામાં, સીએએમપી રોગપ્રતિકારક શક્તિ ધરાવતા ખેલાડીઓને રોકવાનું કામ કરે છે. પી. કે. એ. પ્રકાર I ટી-સેલ અને બી-સેલ એન્ટિજેન રીસેપ્ટર્સ સાથે કોલોકલાઇઝ થાય છે અને ટી-અને બી-સેલ સક્રિયકરણના અવરોધનું કારણ બને છે. પી. કે. એ. ને ઇમ્યુનોસપ્રેશનમાં ફાળો આપતા જનીનોના સીધા પ્રેરક તરીકે પણ પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યું છે. વધુમાં, સીએએમપી માર્ગ હેમેટોપોએટીક પીટીપીએઝ (હેપીટીપી) સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા વધુ પરોક્ષ રીતે એમએપીકે માર્ગ સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. એચ. પી. ટી. પી. તમામ લ્યુકોસાઇટ્સમાં વ્યક્ત થાય છે. જ્યારે ટી-કોષોમાં વધુ પડતું અભિવ્યક્ત થાય છે, ત્યારે એચ. પી. ટી. પી. ઇન્ટરલ્યુકિન-2 પ્રમોટરના ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ સક્રિયકરણને ઘટાડે છે જે સામાન્ય રીતે સક્રિય ટી-સેલ રીસેપ્ટર દ્વારા એમ. એ. પી. કે. સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ દ્વારા પ્રેરિત થાય છે. જે રીતે હેપીટીપી અસરકારક રીતે એમએપીકે સિગ્નલિંગને અટકાવે છે તે હેપીટીપીના બિન-ઉત્પ્રેરક એન ટર્મિનસમાં ટૂંકા ક્રમ દ્વારા એમએપી કિનેઝ એઆરકે 1, એઆરકે 2 અને પી 38 સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને છે જેને કિનેઝ ઇન્ટરેક્શન મોટિફ (કેઆઇએમ) કહેવાય છે., હેપીટીપીના આ પેટા એકમ સાથે એઆરકે અને પી 38 નું અત્યંત વિશિષ્ટ બંધન સિગ્નલિંગ કાસ્કેડના ઝડપી નિષ્ક્રિયતામાં પરિણમે છે (આકૃતિ 3 જુઓ). તેમ છતાં, હેપીટીપી અને એર્ક બંને સાયટોસોલિક ઉત્સેચકો હોવાથી, તે તારણ કાઢવું વાજબી છે કે સક્રિય એર્કને ન્યુક્લિયસમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપવા માટે હેપીટીપી દ્વારા એર્કના અવરોધ માટે એક પદ્ધતિ અસ્તિત્વમાં છે. ખરેખર, પ્રોટીન-પ્રોટીન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના અન્ય ઘણા કેસોની જેમ, HEPTP એ ThR45 અને Ser72 સ્થળો પર એર્ક અને p38 દ્વારા ફોસ્ફોરિલેટેડ હોવાનું જણાય છે. જોકે મહત્ત્વની વાત એ છે કે, એચ. પી. ટી. પી. ના બિન-ઉત્પ્રેરક એન ટર્મિનસ (કે. આઈ. એમ. પ્રદેશ) માં ત્રીજું ફોસ્ફોરાયલેશન સ્થળ મળી આવ્યું છે-જે કે. એ. એમ. પી. માર્ગ દ્વારા ઘણા ઊંચા સ્ટોઇકિયોમેટ્રીમાં ફોસ્ફોરાયલેટેડ છે, જે કે. એ. એમ. પી. અને એમ. એ. પી. કે. માર્ગો વચ્ચેના ક્રોસસ્ટૉકના અન્ય એક ઉદાહરણ છે. સી. એ. એમ. પી. માર્ગમાંથી પી. કે. એ. દ્વારા આ ત્રીજા સ્થળનું ફોસ્ફોરાયલેશન એચ. ઈ. પી. ટી. પી. સાથે એમ. એ. પી. કિનેઝના બંધનને અટકાવે છે અને તે રીતે એમ. એ. પી. કે./ઇ. આર. કે. સિગ્નલિંગ કાસ્કેડનું નિયમન કરે છે. રાસ, રાફ, મેક અને એર્કમાંથી પસાર થતો એમ. એ. પી. કે. માર્ગ, બિન-ફોસ્ફોરિલેટેડ (સક્રિય) એચ. પી. ટી. પી. ની હાજરીમાં ઓછી પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. જો કે, સી. એ. એમ. પી. માર્ગ સક્રિયકરણ પી. કે. એ. ના સક્રિયકરણને ઉત્તેજિત કરે છે, જે બદલામાં એસ. આર. 23 પર એચ. પી. ટી. પી. ને ફોસ્ફોરાયલેટ કરે છે. આ હેપીટીપીને એર્ક સાથે જોડાતા અટકાવે છે અને એમએપીકે માર્ગને અવરોધથી મુક્ત કરે છે, જેનાથી ડાઉનસ્ટ્રીમ સિગ્નલિંગ ચાલુ રહે છે (આકૃતિ 4 જુઓ). વધુમાં, હૃદયના કર્ણકમાંથી સરળ સ્નાયુ કોશિકાઓ સાથે સંકળાયેલા અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે પી. કે. એ. કિનેઝ સી-રાફને ફોસ્ફોરાયલેટ કરીને પ્લેટલેટ-વ્યુત્પન્ન વૃદ્ધિ પરિબળ (પી. ડી. જી. એફ.) ના જવાબમાં એમ. એ. પી. કિનેઝના સક્રિયકરણને ઘટાડી શકે છે. આમ, તે બુદ્ધિગમ્ય લાગે છે કે સીએએમપી માર્ગમાં પી. કે. એ. લિમ્ફોસાઇટ સક્રિયકરણના નિયમનમાં વધુ સામેલ થઈ શકે છે, માત્ર તેના અંતિમ તબક્કે એન્ટિજેન-રિસેપ્ટર એમએપીકે સિગ્નલ માર્ગને અટકાવીને જ નહીં, પણ આગળ પણ. નોંધો અને સંદર્ભો સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન