Systeem van op elkaar reagerende cellulaire componenten (receptoren, enzymen, transcriptiefactoren) waarmee een extracellulair signaal (bijvoorbeeld van een hormoon) omgezet wordt in een cellulaire actie (bijvoorbeeld genexpressie)
Cellulaire signaaltransductiesystemen zijn uitermate ingewikkeld en omvatten een groot aantal componenten (het kunnen er meer dan twintig zijn) die op elkaar inwerken met als effect dat de informatie in het extracellulaire signaal geïntegreerd wordt met cellulaire informatie en leidt tot een adequate reactie van de cel.
Een voorbeeld is de “mitogeen-geactiveerde proteïnekinase-signalering” (MAPK), een systeem dat reageert op groeifactoren en stress. Na binding van mitogenen (stoffen die de celdeling stimuleren), cytokines of hormonen aan een receptoreiwit in de celmembraan komt in het cytoplasma een cascade van reacties op gang die uiteindelijk leidt tot activatie van de algemene transcriptiefactor AP-1, die in de kern op specifieke plaatsen bindt aan het DNA en samen met een aantal andere transcriptionele regulatoren genen activeert die de celcyclus, celdeling en celdood reguleren. MAPK is ook gevoelig voor veranderingen in de cellulaire redox-status.
Andere bekende signaaltransductiesystemen zijn Wnt (belangrijk in de ontwikkeling), Toll (onderdeel van het aangeboren immuunsysteem), Ras (reguleert de celdeling) en IGF (reageert op de voedingstoestand). De verschillende signaaltransductiesystemen kunnen ook elkaar beïnvloeden (kruisreacties, “cross-talk”).
Bij alle signaaltransductiesystemen spelen kinases een belangrijke rol. Dit zijn enzymen die andere eiwitten op specifieke plaatsen fosforyleren en daarmee activeren of juist inactiveren.
Door middel van signaaltransductiesystemen kan een organisme adequaat reageren op milieuveranderingen (acclimatie) en fenotypische plasticiteit vertonen. Door mutaties in de componenten van signaaltransductieroutes kan de reactie van een organisme op een stress-factor versterkt worden en dit kan een mechanisme zijn voor aanpassingen aan het milieu (adaptatie).
