Thụ thể tế bào là gì? Các loại thụ thể của tế bào

Trong nghiên cứu cơ bản về sinh học tế bào, thụ thể của tế bào đóng vai trò quan trọng như một cơ sở vững chắc, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng của các tế bào trong cơ thể. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm khái niệm thụ thể tế bào, cũng như cơ chế hoạt động và các phân loại của nó.

Thụ thể tế bào là gì?

Các thụ thể tế bào (receptor), thường là các phân tử protein, là các thành phần quan trọng tồn tại với một lượng hạn chế trong tế bào hoặc trên bề mặt của chúng. Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền tín hiệu bằng cách kết hợp với các phối tử phù hợp.

Phối tử, hay còn được gọi là chất truyền tin hóa học, là các chất được tiết ra từ các tế bào truyền tín hiệu. Các phối tử có thể là các chất hóa học, acid amin, protein, lipid hoặc các loại hormone, chất dẫn truyền thần kinh hoặc thuốc.

Receptor có chức năng nhận dạng và kết hợp với các phối tử thông qua liên kết hóa học đặc hiệu. Quá trình này chuyển đổi tín hiệu từ phối tử thành một tín hiệu tế bào, gây ra các phản ứng sinh học trong tế bào. Thụ thể của tế bào có tính chất đặc hiệu, chỉ kết hợp được với một số phối tử nhất định, tương tự như một ổ khóa chỉ mở được với một chìa khóa cụ thể.

Khi phối tử kết hợp với thụ thể tại vị trí phù hợp, chuỗi phản ứng sinh học được kích hoạt, dẫn đến hoạt động hoặc bất hoạt của các protein. Các phối tử kích hoạt thụ thể được gọi là chất chủ vận hoặc chất đồng vận, trong khi các phối tử ức chế thụ thể được gọi là phối tử đối vận hoặc chất đối vận. Các phối tử đối vận cạnh tranh với phối tử đồng vận và có thể ức chế hoạt động của chúng.

Cơ chế hoạt động chung của các receptor

Nhờ cấu trúc bậc ba của protein, các thụ thể được hình thành với các hoạt tính sinh học đặc trưng. Cấu trúc này cho phép các phân tử thụ thể nhận biết và phân biệt giữa các đối tượng mà chúng tiếp xúc, phân biệt giữa điều quen thuộc và điều mới lạ. Điều này đảm bảo rằng các tín hiệu và phản ứng luôn được truyền đi một cách chính xác.

Khi các phối tử gắn kết với các thụ thể, cấu trúc của thụ thể trải qua sự thay đổi không gian (không phải thay đổi trình tự của nó), thường điều này được khởi đầu bởi một loạt các phản ứng tế bào. Mặc dù vậy, một số phối tử, như các đối kháng, chỉ ngăn chặn hoạt động của thụ thể mà không gây ra bất kỳ phản ứng nào. Những thay đổi này dẫn đến việc điều chỉnh các tính chất hoạt động của thụ thể. Trong cơ thể, nhiều chức năng quan trọng được điều chỉnh bởi hoạt động của các thụ thể này.

Các loại thụ thể của tế bào

Thụ thể của tế bào có một vai trò không thể phủ nhận trong quá trình truyền tín hiệu, điều chỉnh liều lượng của các phương pháp điều trị miễn dịch và cũng tham gia vào các quá trình đáp ứng miễn dịch. Các thụ thể được phân loại thành hai loại chính: Thụ thể trong tế bào và thụ thể trên bề mặt tế bào.

Thụ thể trong tế bào

Còn được biết đến với tên gọi khác là thụ thể nội bào, thụ thể trong tế bào phân thành hai dạng:

• Thụ thể bào tương: Nằm trong bào tương, như thụ thể của các loại hormone steroid.
• Thụ thể nhân tế bào: Nằm trên bề mặt của nhân tế bào mà chúng kết hợp trực tiếp với một hay nhiều nhiễm sắc thể trong nhân tế bào mục tiêu.

Các thụ thể trong tế bào có khả năng xuyên qua màng tế bào (plasma membrane), và thường có vai trò trong việc điều chỉnh hoạt động của các gene. Cơ chế hoạt động của các thụ thể trong tế bào bắt nguồn từ các phân tử có kích thước phân tử nhỏ và có khả năng tan trong lipid như corticosteroid, hormone sinh dục (progesterone, estrogen,...). Các phân tử này xuyên qua màng tế bào để gắn kết với thụ thể tương ứng bên trong tế bào. Phức hợp phân tử - thụ thể sau đó di chuyển vào nhân tế bào và kết hợp với các vị trí đặc hiệu trên phân tử ADN của nhiễm sắc thể, kích hoạt quá trình sao chép gene để tạo ra mRNA. mRNA được tổng hợp tại ribosom và sau đó khuếch tán từ nhân ra ngoài bào tương, thúc đẩy quá trình dịch mã để tạo ra các protein mới, có thể là các enzym tham gia vào quá trình chuyển hóa, các protein vận chuyển, hoặc các protein cấu trúc.

Thụ thể trên bề mặt tế bào

Thụ thể trên bề mặt tế bào chiếm phần lớn các receptor tồn tại trong cơ thể. So với các thụ thể trong tế bào, thụ thể trên bề mặt tế bào hoạt động theo cơ chế khác biệt. Dựa vào cơ chế truyền tín hiệu, thụ thể trên bề mặt tế bào được phân loại thành ba loại chính:

• Thụ thể liên kết với kênh ion: Các receptor là các kênh ion nằm trên màng tế bào. Khi phối tử kết nối với thụ thể, các kênh ion mở ra, làm tăng vận chuyển các ion thích hợp qua màng, dẫn đến thay đổi điện thế màng và tạo ra các biến đổi sinh học.
• Thụ thể liên kết với enzyme (như tyrosine kinase): Khi phối tử kết nối với receptor nằm trên enzyme xuyên màng, nó làm thay đổi hoạt tính của enzym trong tế bào.
• Thụ thể liên kết với protein G (G-protein coupled receptors - GPCR): Phổ biến trong hoạt động của hệ nội tiết, là thụ thể của acid amin, eicosanoid và nhiều hormone peptid. Các receptor kết nối với protein G, kích hoạt protein màng gọi là protein G. Sau đó, protein G hoạt động tương tác với kênh ion hoặc enzym trong màng, dẫn đến thay đổi nồng độ chất truyền tin thứ hai nội bào như AMP cyclic, GMP cyclic, Ca2+. Các chất truyền tin thứ hai này thay đổi hoạt tính tế bào và tạo ra các phản ứng sinh học.

Thụ thể tế bào đóng vai trò không thể phủ nhận trong việc điều chỉnh các phản ứng sinh học và hoạt động của cơ thể. Từ việc nhận biết các phân tử tương tác đến việc truyền tín hiệu và kích hoạt các phản ứng sinh học, receptor là các thành phần chìa khóa trong mạng lưới phức tạp của cơ thể. Sự hiểu biết sâu hơn về receptor không chỉ làm sáng tỏ về cơ chế hoạt động của cơ thể mà còn mở ra tiềm năng cho việc phát triển các liệu pháp mới và hiệu quả trong điều trị các bệnh lý liên quan đến sự mất cân bằng của hệ thống tế bào.

Xem thêm:

• Nguyên bào sợi là gì? Những ứng dụng trong làm đẹp
• Tìm hiểu về cấu trúc và chức năng tế bào thần kinh