Rakuside on protsess, mis koosneb rakkudevahelisest ja rakusisestest suhtlustest. Seega vahetatakse rakkude vahel esmalt teavet messenger-ainete kaudu. Seejärel edastatakse signaal rakusiseselt ja isegi võimendatakse retseptorite ja sekundaarsete kullerite kaudu.
Mis on rakuside?
Rakuside on protsess, mis koosneb rakkudevahelisest ja rakusisestest suhtlustest. Rakusidet kasutatakse väliste stiimulite edastamiseks signaalide edastamise teel rakkude vahel ja rakkudes. Väline signaali ülekanne toimub spetsiifiliste kullerite kaudu, näiteks hormoonid, neurotransmitter-vahendatud või ioonivahendatud elektrilise stiimuli ülekanne, rakkudega seotud pind molekulidvõi suure molekulmassiga ained rakkudevahelises ruumis. Signaalid sisenevad raku sisemusse retseptorite või nn pilusõlmede kaudu ja käivitavad seal reaktsioonide kaskaadi, sõltuvalt ülekandeteest. Seega moodustuvad rakus teised käskjalad (sekundaarsed käskjalad), mis edastavad signaali sihtkohta ja võimendavad seda samal ajal. Signaali võimendamine toimub seetõttu, et välise signaali tulemusel moodustub suur hulk teisi saadikuid. Erinevalt rakkudevahelisest suhtlusest töödeldakse rakusiseses suhtluses signaale rakus ja muudetakse reaktsiooniks. Siin ei edastata teavet rakust rakku, vaid seda edastavad amplifitseeritud keemilised kullerid raku sihtkohta. Kogu seda rakusisese suhtlemise protsessi nimetatakse ka signaaliülekandeks.
Funktsioon ja ülesanne
Mitmerakulistes organismides töötleb rakusisene side rakuväliste kullerite ja väliste stiimulite (kuulmine, nägemine, lõhn). Signaaliülekanne reguleerib olulisi bioloogilisi protsesse nagu geen transkriptsioon, immuunvastus, rakkude jagunemine, valguse tajumine, lõhna tajumine või lihaste kokkutõmbumine. Rakusisese suhtluse alguse käivitavad rakuvälised või rakusisesed stiimulid. Rakuvälised päästikud hõlmavad hormoonid, kasvufaktorid, tsütokiinid, neurotrofiinid või neurotransmitterid. Lisaks on rakuvälised stiimulid ka sellised keskkonnamõjud nagu valgus- või helilained. Rakusiseselt, kaltsium ioonid käivitavad sageli signaaliülekande kaskaadid. Rakuvälised signaalid võtavad kõigepealt rakku või rakku asuvad retseptorid rakumembraan. Eristatakse tsütosoolseid ja membraaniretseptoreid. Tsütosoolsed retseptorid asuvad tsütoplasmas rakus. Need esindavad väikeste sihtmärke molekulid mis saab hõlpsasti läbi rakumembraan. Nende hulka kuuluvad steroidid, retinoidid, süsinik monoksiid ja lämmastikoksiid. Näiteks, kui aktiveeritud steroidiretseptorid võimaldavad moodustada transkriptsiooniprotsesside eest vastutavad teised käskjalad. Membraaniga seotud retseptorid asuvad rakumembraan ja neil on nii rakuvälised kui ka rakusisesed domeenid. Signaali ülekande ajal signaal molekulid dokkida retseptori rakuvälises domeenis ja selle konformatsiooni muutmisega tagada signaali edastamine rakusisese domeeni. Seal toimuvad seejärel biokeemilised protsessid, mis võimaldavad moodustada kaskaadi teistel saadikutel. Membraaniretseptorid on jagatud kolme rühma: ioonkanalid, g-valguga seotud retseptorid ja ensüümiga seotud retseptorid. Ioonikanalite seas on jällegi ligandiga seotud ja pingega seotud ioonikanalid. Need on membraanid valgud mis aktiveeritakse või deaktiveeritakse sõltuvalt signaalist, muutes seeläbi teatud ioonide läbilaskvust. Aktiveerituna g-valguga seotud retseptor laguneb G-valk kaheks komponendiks. Need kaks komponenti on aktiivsed ja tagavad signaali edastamise, moodustades teatud teise käskjala. Ensüümiga seotud retseptorid on ka membraaniga seotud retseptorid, mis vabastavad ensüümide seotud signaali edastamisel. Seega on olemas kuus ensüümiga seotud retseptorite klassi. Sõltuvalt aktiveeritud retseptorist edastatakse vastavad signaalid. Näiteks esindab retseptori türosiinikinaas hormooni retseptorit insuliin. Seega mõju insuliin vahendatakse selle retseptori kaudu. Mõned rakud on ühendatud nn lõheühenduste kaudu. Lünkade ristmikud on kanalid naaberrakkude vahel ja kujutavad endast rakusisest suhtlust. Kui signaal jõuab kindla rakuni, tagavad piluühendused selle kiire leviku naaberrakkudes.
Haigused ja häired
Rakusisese side (signaaliülekande) katkestused on signaaliülekande protsessi paljudes punktides võimalikud ja neil võivad olla erinevad tervis mõju. Paljud haigused tulenevad teatud retseptorite ebapiisavast efektiivsusest. Kui see mõjutab immuunrakke, ilmnevad selle tagajärjel immuunpuudulikkused. Autoimmuunhaigused ja allergiad on põhjustatud rakusiseste signaaliülekande protsesside valest töötlemisest. Kuid sellised haigused nagu diabeet mellitus või arterioskleroos on sageli ka ebaefektiivsete retseptorite tulemus. Sisse diabeetnäiteks võib neid olla piisavalt insuliin. Puuduvate või ebaefektiivsete insuliiniretseptorite tõttu võib insuliiniresistentsus on antud juhul olemas. Selle tulemusena toodetakse insuliini veelgi rohkem. Lõpuks võib kõhunääre kurnata. Paljude vaimuhaiguste taga on ka rakusisese rakusuhtluse häired, sest paljudel juhtudel ei taga signaaliülekannet piisavalt neurotransmitterite ebapiisavalt tõhusad retseptorid. Neurotransmitteritel on ka oluline roll vaimuhaigus. Näiteks uurivad teadlased, milliseid häireid signaali edastamise keerulistes protsessides saab viima selliste haiguste vastu nagu depressioon, maania, bipolaarne häire või skisofreenia. Geneetilised põhjused võivad ka viima rakusisese suhtluse häireni. Üks konkreetne näide pärilikest häiretest on seotud lõheühendustega. Nagu varem mainitud, on lõheühendused kanalid naaberrakkude vahel. Need on moodustatud membraanide kaudu valgud nimetatakse konneksiinikompleksideks. Nende valgu komplekside mitmed mutatsioonid võivad viima sügavale kuulmiskaotus või isegi kurtus. Nende põhjus seisneb tühimike ristmike defektses funktsioonis ja sellest tulenevas rakuühenduse katkemises.
