Transdukcja sygnału w biologii jest mechanizmem komórkowym. Przekształca on bodziec w odpowiedź w komórce. W tym procesie zachodzą dwa etapy:
- Cząsteczka sygnalizacyjna przyczepia się do białka receptora na błonie komórkowej.
- Drugi posłaniec przekazuje sygnał do komórki, a w komórce następuje zmiana.
Tak więc, transdukcja sygnału zaczyna się od sygnału do receptora komórkowego, a kończy na zmianie funkcji komórki. W każdym kroku sygnał może zostać wzmocniony. W ten sposób jedna molekuła sygnalizacyjna może wywołać wiele reakcji.
Receptory znajdują się w błonie komórkowej, przy czym część receptora znajduje się na zewnątrz i część wewnątrz komórki. Sygnał chemiczny wiąże się z zewnętrzną częścią receptora, zmieniając jego kształt. Powoduje to kolejny sygnał wewnątrz komórki. Niektóre przekaźniki chemiczne, takie jak testosteron, mogą przechodzić przez błonę komórkową i wiązać się bezpośrednio z receptorami w cytoplazmie lub jądrze.
Czasami w komórce znajduje się kaskada sygnałów. Z każdym krokiem kaskady sygnał może zostać wzmocniony, więc mały sygnał może spowodować dużą reakcję. Ostatecznie, sygnał tworzy zmianę w komórce, albo w ekspresji DNA w jądrze lub w aktywności enzymów w cytoplazmie.
Najczęściej chodzi o uporządkowane sekwencje reakcji biochemicznych wewnątrz komórki. Przeprowadzane są one przez enzymy i łączone za pomocą drugich posłańców. W ten sposób powstaje "ścieżka drugiego posłańca". Te rzeczy zazwyczaj dzieją się szybko, czasami bardzo szybko. Mogą one trwać od milisekund (w przypadku strumienia jonów) do dni na ekspresję genów.
Liczba białek i innych cząsteczek, które biorą udział w tym procesie, wzrasta. Tak więc rozwija się "kaskada sygnałowa", a stosunkowo niewielki bodziec może wywołać dużą reakcję.
W bakteriach i innych organizmach jednokomórkowych, procesy transdukcji komórki ograniczają liczbę sposobów, w jaki mogą one reagować na swoje środowisko. W organizmach wielokomórkowych stosuje się wiele różnych procesów transdukcji sygnału w celu skoordynowania zachowania się poszczególnych komórek. W ten sposób organizowana jest funkcja organizmu jako całości. Im bardziej złożony jest organizm, tym bardziej złożony jest repertuar procesów transdukcji sygnałów, które organizm musi posiadać.
Tak więc, wyczuwanie zarówno środowiska zewnętrznego jak i wewnętrznego na poziomie komórkowym, opiera się na transdukcji sygnału. Wiele procesów chorobowych, takich jak cukrzyca, choroby serca, autoimmunizacja i nowotwory, powstaje w wyniku defektów w ścieżkach transdukcji sygnału. Podkreśla to krytyczne znaczenie transdukcji sygnału dla biologii i medycyny.
Te systemy komunikacji między komórkami są niezwykle starożytne i znajdują się we wszystkich metazoach.
