In diesem Video gucken wir uns die Funktion von sekundären Messengern (gebräuchlicher ist der englische Fachterminus second messenger) an; und zwar am Beispiel der Bildung des sekundären Messengers cAMP. Auch der Frage, welche Rolle das sogenannte G-Protein bei diesem Prozess spielt, werden wir nachgehen.
Betten wir dieses Thema kurz in einen übergeordneten Kontext ein, um überhaupt zu verstehen, worum es genau geht. Alle Organismen verarbeiten Informationen aus ihrer Umwelt in Form von Reizen. Ganz konkret nimmt euer Auge beispielsweise Licht als physikalischen Reiz auf, während ihr dieses Video schaut. Ihr nehmt das von mir Gesprochene als Information auf, verarbeitet vielleicht einen Geruch aus eurer Umgebung. Die Informationen können aus der Umgebung eines Organismus stammen, sie können aber auch auf zellulärer Ebene verarbeitet werden: Eine Information kann von einer Zelle des Herzens auf die benachbarte Zelle übertragen werden – durch diese Signalübertragung und Kommunikation zwischen Tausenden von Muskelzellen kann die rhythmische Kontraktion des Herzens koordiniert werden.
Nur, weil es ein Signal gibt, heißt das noch lange nicht, dass eine Zelle darauf reagiert. So reagieren wir Menschen weder auf das Magnetfeld der Erde – wie viele Vögel es tun -, noch auf Ultraschall wie Fledermäuse es tun, weil wir beide Sinne nicht wahrnehmen können.
Damit eine Zelle auf ein Signal reagieren kann, benötigt sie ein spezifisches Rezeptorprotein, welches das Signal aufnimmt. Ist die Informationsaufnahme erfolgt in Form der Bindung eines Signalmoleküls, z.B. einem Hormon oder ein Neurotransmitter, an seinen Rezeptor, sind es meist eine Reihe molekularer Ereignisse, die in Gang gesetzt werden und schließlich zu einer Reaktion der Zelle auf ein Signal führen – ein Prozess, der auch als Signaltransduktion bezeichnet wird. Die Signaltransduktion kann entweder direkt erfolgen, wenn das Signalmolekül als primärer Messenger (als erster Bote) durch die Bindung an seinen spezifischen Rezeptor direkt zur Reaktion führt, oder sie erfolgt indirekt über einen Second Messenger – einem zweiten Boten -, der weitere Schritte der Signaltransduktion initiiert. Es handelt sich dabei um ein kleines Molekül, das nach der Bindung des ersten Messengers – des Signalmoleküls oder Liganden - an dessen spezifischen Rezeptor weitere Schritte der Signaltransduktion in Gang setzt. Ein solcher, weit verbreiteter und an einer Vielzahl von Signaltransduktionswegen beteiligter sekundärer Messenger ist zyklisches Adenosinmonophosphat oder kurz cAMP.
Schauen wir uns den molekularen Vorgang nun genauer an und nehmen exemplarisch an, die zu verarbeitende Information wäre ein bestimmter Geruch.
Wie genau der molekulare Vorgang der Signaltransduktion mithilfe des sekundären Botens cAMP erfolgt, wird im Video ausführlich erklärt.
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