訊號傳遞的三步驟，接受，細(xì)胞內(nèi)訊息傳遞，反應(yīng)。我們從步驟開始仔細(xì)看。

一個細(xì)胞接受訊息可以分成兩種情況。一種是在細(xì)胞膜上經(jīng)由受體（Receptor）與配體（Ligand）結(jié)合后，將訊息傳遞到細(xì)胞內(nèi)。另一種情況是，當(dāng)訊息分子是一些較小的非極性分子時，這些分子可以藉由擴(kuò)散作用穿過細(xì)胞膜，而與細(xì)胞質(zhì)中特定的蛋白質(zhì)結(jié)合，再將訊息傳遞到細(xì)胞核中。比如如雄性荷爾蒙Testosteron便是藉由者種方式傳遞訊息給目標(biāo)細(xì)胞。

在細(xì)胞膜上的受體可以分為三大類：G Protein-coupled Receptors，Receptor Tyrosine Kinases，Ion Channel Receptors。

G Protein-coupled Receptors是一群在細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)在膜的外側(cè)具有一個特殊的可以與特定配體結(jié)合的位置（Ligand binding site），并且以七個alpha螺旋的二級結(jié)構(gòu)穿過細(xì)胞膜；蛋白質(zhì)的內(nèi)側(cè)（面向細(xì)胞質(zhì)的那一面）具有一個特殊的區(qū)域會與G Protein產(chǎn)生交互作用（Interaction）。這些蛋白質(zhì)受體在與配體結(jié)合后，會活化細(xì)胞膜上的G Protein。G Protein與GDP結(jié)合使其處在不活化的狀態(tài)下；一但膜上的蛋白質(zhì)受體與配體結(jié)合，受體的立體結(jié)構(gòu)改變會使與其作用的G Protein將其上的GDP置換為GTP；被活化后的G Protein或繼續(xù)活化其下游的酵素，而將訊息傳達(dá)到細(xì)胞內(nèi)部。至于G Protein本身會將GTP再水解為GDP，如此，G Protein會回到不活化的狀態(tài)。

簡而言之，G Protein-coupled Receptors是藉由活化G Protein來達(dá)成訊號傳遞的目的。

RTK（Receptor Tyrosine Kinases）是一群具有酵素活性位在膜上的蛋白質(zhì)受器。RTK在未與配體結(jié)合的時候處于未活化的狀態(tài)。一但它們與配體結(jié)合，會兩兩成對聚合（Dimerization）而具有酵素活性，將蛋白質(zhì)受氣上的Tyrosine磷酸化（Phosphorylation）- 亦即將ATP分子上的磷酸根轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)受器上的Tyrosine。磷酸化之后的蛋白質(zhì)受器完全活化，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)特定的蛋白質(zhì)會與受器上磷酸化的Tyrosine結(jié)合而被活化。這些蛋白質(zhì)會更進(jìn)一步的將訊號傳遞給其他的蛋白質(zhì)。

Ion Channel Receptors則是一些會與特定配體結(jié)合的離子閘道。當(dāng)特定的配體與閘道結(jié)合后，離子閘道便會打開或關(guān)上，讓特定的離子進(jìn)出或者防止特定離子進(jìn)出。這些會與配體結(jié)合而受到調(diào)控的離子閘道在神經(jīng)系統(tǒng)中是非常重要的。比方神經(jīng)突觸的末端釋放了神經(jīng)傳導(dǎo)物（Neurotransmitter）會與相連神經(jīng)細(xì)胞的離子通到受器蛋白結(jié)合，促使離子經(jīng)由通道流進(jìn)（流出）而造成膜電位的改變。

訊號在細(xì)胞膜上由接受器接受了以后便開始往下游傳遞訊息。這種訊息的傳遞方式有兩大類，一種是藉由蛋白質(zhì)的磷酸化/去磷酸化的方式，利用蛋白質(zhì)接力活化的方式傳遞訊息。另一種是藉由二級訊息傳遞者（Second Messengers）將訊號傳遞給下游分子。

再以果蠅的複眼發(fā)育為例來說明蛋白質(zhì)的磷酸化/去磷酸化訊號傳遞；R8感光細(xì)胞分化之后會分泌出Spitz蛋白質(zhì)，Spitz作為配體會與周遭細(xì)胞的EGFR（Epithelial Growth Factor Receptor）受器結(jié)合。EGFR的訊號傳遞刺激R2/R5感光細(xì)胞分化。R8同時也會制造出Boss蛋白質(zhì)，這也是一個配體，他會與Sevenless（Sev）受器結(jié)合，Sev被活化之后他會傳遞訊息給該細(xì)胞使其分化為R7感光細(xì)胞。不管是EGFR或是Sev的下游都是透過Ras -   Raf - Mek -Mrk 這些蛋白質(zhì)來傳遞訊息的。Ras被磷酸化之后再活化（磷酸化）Raf，而Raf則再磷酸化下游的蛋白質(zhì)。被磷酸化的蛋白質(zhì)之后會再被去磷酸化（需要Phosphatase作用）使其失去活性，而不至于過度傳遞訊號。

除了蛋白質(zhì)外，二級訊息傳遞者也是細(xì)胞中常用來進(jìn)行訊息傳遞的小分子。這些分子由于體積小，同時也易溶于水，在細(xì)胞中能夠很容易的擴(kuò)散，因此能夠把訊息迅速的傳遞到細(xì)胞內(nèi)。在細(xì)胞中有兩種重要的二級訊息傳遞者：cAMP和Ca2+。

以腎上腺激素（Epinephrine）為例說明cAMP的訊號傳遞。腎上腺激素與肝細(xì)胞表面的G protein coupled receptor結(jié)合后，會活化G protein。而被活化后的G Protein會進(jìn)一步活化一個細(xì)胞膜上的酵素 - Adenylyl cyclase，這個酵素的受質(zhì)是ATP，它使ATP脫去兩個磷酸根形成cAMP（cyclic AMP），cAMP會更進(jìn)一步活化細(xì)胞中的Protein Kinase A，而Protein Kinase A則在對其受質(zhì)磷酸化。當(dāng)受器與配體（腎上腺激素）分離之后， cAMP則很快被另外一個酵素 Phosphodiesterase 轉(zhuǎn)化為AMP。

Ca2+在細(xì)胞質(zhì)中一般都維持在低濃度，細(xì)胞會靠著鈣離子幫浦主動的將Ca2+一到細(xì)胞外或是ER內(nèi)以及粒腺體內(nèi)的空腔。細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度的升高會引起細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。因此，Ca2+在細(xì)胞中被用來當(dāng)作一種二級訊息傳遞者。

細(xì)胞中Ca2+濃度的改變，經(jīng)常是經(jīng)由特定的訊號引起ER釋放其儲存的鈣離子。這些訊號的傳遞包含了其他的二級訊號傳遞分子：?Inositol triphosphate（IP3）和Diaclglycerol（DAG）。

被活化的G Protein除了能夠活化Adenylyl cyclase外，某些會活化其他細(xì)胞膜上的酵素 - Phospholipase C，這個酵素針對細(xì)胞膜上的磷脂PIP2作用，PIP2被這個酵素切割成DAG和IP3兩個分子。IP3會擴(kuò)散到細(xì)胞中而與ER上的IP3-gated calcium channel而使鈣離子由ER中擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，造成細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度的升高而引起后續(xù)的反應(yīng)。