細(xì)胞間識(shí)別是指細(xì)胞通過其表面的分子與其他分子選擇性結(jié)合的過程。這些表面分子主要包括蛋白質(zhì)和糖蛋白，而其他分子可能是細(xì)胞的分泌產(chǎn)物或細(xì)胞表面的分子。這種現(xiàn)象在植物和動(dòng)物細(xì)胞中普遍存在，對(duì)于生物的生長、發(fā)育、代謝和神經(jīng)傳遞等生命活動(dòng)具有重要意義。
分類
植物細(xì)胞間識(shí)別
植物細(xì)胞間識(shí)別涉及到不同物種細(xì)胞間的相互作用，例如根瘤菌和豆科根細(xì)胞，以及同一物種細(xì)胞間的相互作用，如花粉粒和柱頭。這種識(shí)別依賴于細(xì)胞表面的多糖、糖蛋白和糖脂等分子的獨(dú)特序列。凝血素被認(rèn)為是在植物細(xì)胞間識(shí)別過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的一種分子。例如，甘藍(lán)科識(shí)別系統(tǒng)中，柱頭表面的大型糖蛋白和花粉粒表面的植物凝集素參與了花粉粒和柱頭之間的相互識(shí)別，促進(jìn)了花粉粒的吸水、伸展和受精卵。然而，只有在表達(dá)不同S基因復(fù)合體等位基因的植物中，花粉粒才會(huì)觸發(fā)這一系列反應(yīng)，體現(xiàn)了識(shí)別的專一性。
動(dòng)物細(xì)胞間識(shí)別
動(dòng)物細(xì)胞間識(shí)別更加復(fù)雜，因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞都有自己獨(dú)特的受體蛋白，使得細(xì)胞能夠識(shí)別相應(yīng)的信號(hào)分子并作出反應(yīng)。這些信號(hào)分子的種類多樣，包括寡肽-1、蛋白質(zhì)、糖蛋白、甾體、脂肪酸衍生物等。具有識(shí)別特定信號(hào)分子能力的細(xì)胞被稱為靶細(xì)胞。激素識(shí)別屬于此類別，激素通過血液循環(huán)影響全身的靶細(xì)胞，協(xié)調(diào)各種生理活動(dòng)。激素可以通過血流影響分布在全身各個(gè)部位的靶細(xì)胞，以協(xié)調(diào)各種生理活動(dòng)。許多激素是蛋白質(zhì)，也有一些是甾體。甾體激素不溶于水，但可與專一的載體蛋白結(jié)合而成為可溶性的；一旦從載體釋放，它們就通過靶細(xì)胞的細(xì)胞膜，和細(xì)胞質(zhì)中專一的甾體激素受體蛋白結(jié)合，然后到細(xì)胞核中進(jìn)一步起作用。每一甾體激素只識(shí)別一個(gè)受體蛋白，但是，同一受體蛋白在不同的靶細(xì)胞中可調(diào)控不同的基因，也就是說，受體是相同的，被激活的基因卻不相同。因此，同一激素和相同的受體蛋白結(jié)合，在不同細(xì)胞中所引起的效應(yīng)也就不同。
復(fù)雜性
細(xì)胞間識(shí)別的復(fù)雜性在神經(jīng)系統(tǒng)中尤為顯著。神經(jīng)細(xì)胞和靶細(xì)胞形成了獨(dú)特的連接——化學(xué)突觸。通常情況下，電信號(hào)攜帶信號(hào)沿神經(jīng)突起傳遞，到達(dá)突觸時(shí)，神經(jīng)突起末端釋放一種神經(jīng)遞質(zhì)，電信號(hào)轉(zhuǎn)化為化學(xué)信號(hào)。這里化學(xué)傳遞的本質(zhì)也是遞質(zhì)和受體的相互作用。神經(jīng)遞質(zhì)可以是乙酰膽堿、去甲鹽酸腎上腺素、多巴胺和其他生物胺，也可以是氨基酸，如谷氨酸、天門冬氨酸、γ-氨基丁酸和甘氨酸。突觸受體蛋白位于細(xì)胞膜上，高度疏水，并和膜的脂類緊密相連，并已從電鰩（Torpedo）的電板、骨骼肌、腦、平滑肌和甲殼亞門的心肌中分離出這種受體蛋白。它們或是膽堿能的、或是腎上腺素能的、或和氨基酸如谷氨酸有關(guān)。電板的膽堿能的受體的分子量約為270000，由幾個(gè)亞單位組成。在胚胎發(fā)育中，識(shí)別的現(xiàn)象也起重要作用。已經(jīng)從海膽精子的頭部（頂體）分離出結(jié)合蛋白，這種分子只和同種卵的質(zhì)膜結(jié)合；另一方面，也發(fā)現(xiàn)卵子質(zhì)膜中含有物種專一的糖蛋白，它和結(jié)合蛋白在粘著中相互作用。哺乳類中則是精子質(zhì)膜中含有一種物質(zhì)，可以和卵子透明帶中的專一糖蛋白直接結(jié)合以達(dá)到受精卵。視網(wǎng)膜和頂蓋神經(jīng)原之間的識(shí)別具有嚴(yán)密的區(qū)域性。從視網(wǎng)膜背部長出的軸索必然到達(dá)對(duì)側(cè)頂蓋的腹部，而從腹部長出的必然到達(dá)對(duì)側(cè)頂蓋的背部。在實(shí)驗(yàn)條件下，如果將視網(wǎng)膜切成背腹兩半，分別將細(xì)胞分散，用同位素標(biāo)記背部細(xì)胞，然后再與腹部細(xì)胞混和；頂蓋也切成背腹兩半，分別與視網(wǎng)膜細(xì)胞一起培養(yǎng)，觀察同位素標(biāo)記細(xì)胞分別聚集在頂蓋背腹兩部分?jǐn)?shù)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜背部的細(xì)胞大多聚集在頂蓋的腹部，而腹部的細(xì)胞大多集中在頂蓋的背部。這說明視網(wǎng)膜細(xì)胞與頂蓋相當(dāng)部位的細(xì)胞之間存在著相互識(shí)別的能力。動(dòng)物中另一種細(xì)胞識(shí)別的形式是相同細(xì)胞間的相互粘著。由于在整體中觀察研究細(xì)胞間的相互粘著比較困難，常用的方法是使某一組織分散為單個(gè)細(xì)胞，再觀察它們的重新聚合。用這種分散聚合的方法，在海綿和胚胎組織都分別取得了有意義的結(jié)果。
信號(hào)分子
生物細(xì)胞接收的信號(hào)既可以是物理信號(hào)（光、熱、電流），也可以是化學(xué)信號(hào)。在有機(jī)體間和細(xì)胞間的通訊中，最常見的信號(hào)是化學(xué)信號(hào)。這些信號(hào)分子包括短肽、蛋白質(zhì)、氣體分子（如NO、CO）、氨基酸、核苷酸、脂類和膽固醇衍生物等。它們的特點(diǎn)包括特異性、高效性和可被滅活。從產(chǎn)生和作用方式來看，信號(hào)分子可分為內(nèi)分泌激素、神經(jīng)遞質(zhì)、局部化學(xué)介導(dǎo)因子和氣體分子等四類。從溶解性來看，信號(hào)分子可分為脂溶性和水溶性兩類。脂溶性信號(hào)分子可以直接穿透靶細(xì)胞膜，而水溶性信號(hào)分子則需要與膜受體結(jié)合并通過信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制來引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)。
受體
受體是一種能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合特定配體（信號(hào)分子）的大分子物質(zhì)，通常為糖蛋白。受體包含與配體結(jié)合的功能區(qū)和產(chǎn)生效應(yīng)的功能區(qū)。受體與配體的結(jié)合會(huì)導(dǎo)致構(gòu)象改變并激活相關(guān)過程，最終表現(xiàn)生物學(xué)效應(yīng)。受體與配體的結(jié)合具有特異性、飽和性和高度親和力等特點(diǎn)。根據(jù)靶細(xì)胞上受體的存在位置，受體可分為細(xì)胞內(nèi)受體和細(xì)胞表面受體。細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)親脂性信號(hào)分子的信息傳遞，而細(xì)胞表面受體介導(dǎo)親水性信號(hào)分子的信息傳遞。細(xì)胞表面受體包括離子通道型受體、G蛋白耦聯(lián)型受體和酶耦聯(lián)型受體。每種細(xì)胞都有其獨(dú)特的受體和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，細(xì)胞對(duì)信號(hào)的反應(yīng)不僅取決于受體的特異性，還與其固有特征有關(guān)。細(xì)胞在持續(xù)受到信號(hào)分子刺激時(shí)，會(huì)通過多種途徑使受體鈍化，產(chǎn)生適應(yīng)性，包括受體失活、受體隱蔽和受體下行調(diào)節(jié)。
蛋白激酶
蛋白激酶是一類磷酸轉(zhuǎn)移酶，其作用是將ATP的γ磷酸基轉(zhuǎn)移到底物特定的氨基酸殘基上，使蛋白質(zhì)磷酸化。蛋白激酶在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中主要通過磷酸化調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性和通過蛋白質(zhì)的逐級(jí)磷酸化實(shí)現(xiàn)信號(hào)的逐級(jí)放大。
作用
在粘菌中，信號(hào)分子的作用是真核生物細(xì)胞識(shí)別中了解得最清楚的例子。在食物充足時(shí)，它們是單細(xì)胞的變形體，獨(dú)立生活并以有絲分裂的方式增殖。食物短缺時(shí)，分裂停止，變形體會(huì)聚集形成一個(gè)多細(xì)胞的蛞蝓體，表現(xiàn)出一些單細(xì)胞變形體不具備的行為，如趨光移行。在移動(dòng)過程中，細(xì)胞開始分化形成子實(shí)體。蛞蝓體前端的細(xì)胞形成柄部，后面的分化為孢子，最后端形成足板。子實(shí)體的各部分，除孢子外，終將死亡。當(dāng)條件好轉(zhuǎn)時(shí)，孢子萌發(fā)并產(chǎn)生單細(xì)胞變形體，開始一個(gè)新的生命周期。變形體聚集的原因在于饑餓狀態(tài)下，變形體開始合成并分泌環(huán)磷酸腺苷（cAMP）。cAMP與其他饑餓的變形體表面的專一受體結(jié)合，誘導(dǎo)變形體聚集。
參考資料 >
細(xì)胞識(shí)別.喜馬拉雅.2024-10-27
第六節(jié) 細(xì)胞膜與細(xì)胞識(shí)別.豆丁網(wǎng).2024-10-27
細(xì)胞識(shí)別(cell recognition).丁香實(shí)驗(yàn).2024-10-27