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訊號傳遞的三步驟，接受，細胞內訊息傳遞，反應。我們從步驟開始仔細看。
一個細胞接受訊息可以分成兩種情況。一種是在細胞膜上經由受體（Receptor）與配體（Ligand）結合后，將訊息傳遞到細胞內。另一種情況是，當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散作用穿過細胞膜，而與細胞質中特定的蛋白質結合，再將訊息傳遞到細胞核中。比如如雄性荷爾蒙Testosteron便是藉由者種方式傳遞訊息給目標細胞。
在細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是一群在細胞膜上的蛋白質，這些蛋白質在膜的外側具有一個特殊的可以與特定配體結合的位置（Ligand binding site），并且以七個alpha螺旋的二級結構穿過細胞膜；蛋白質的內側（面向細胞質的那一面）具有一個特殊的區域會與G Protein產生交互作用（Interaction）。這些蛋白質受體在與配體結合后，會活化細胞膜上的G Protein。G Protein與GDP結合使其處在不活化的狀態下；一但膜上的蛋白質受體與配體結合，受體的立體結構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或繼續活化其下游的酵素，而將訊息傳達到細胞內部。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。
簡而言之，G Protein-coupled Receptors是藉由活化G Protein來達成訊號傳遞的目的。
RTK（Receptor Tyrosine Kinases）是一群具有酵素活性位在膜上的蛋白質受器。RTK在未與配體結合的時候處于未活化的狀態。一但它們與配體結合，會兩兩成對聚合（Dimerization）而具有酵素活性，將蛋白質受氣上的Tyrosine磷酸化（Phosphorylation）- 亦即將ATP分子上的磷酸根轉移到蛋白質受器上的Tyrosine。磷酸化之后的蛋白質受器完全活化，細胞質內特定的蛋白質會與受器上磷酸化的Tyrosine結合而被活化。這些蛋白質會更進一步的將訊號傳遞給其他的蛋白質。
Ion Channel Receptors則是一些會與特定配體結合的離子閘道。當特定的配體與閘道結合后，離子閘道便會打開或關上，讓特定的離子進出或者防止特定離子進出。這些會與配體結合而受到調控的離子閘道在神經系統中是非常重要的。比方神經突觸的末端釋放了神經傳導物（Neurotransmitter）會與相連神經細胞的離子通到受器蛋白結合，促使離子經由通道流進（流出）而造成膜電位的改變。
訊號在細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，一種是藉由蛋白質的磷酸化/去磷酸化的方式，利用蛋白質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。
再以果蠅的複眼發育為例來說明蛋白質的磷酸化/去磷酸化訊號傳遞；R8感光細胞分化之后會分泌出Spitz蛋白質，Spitz作為配體會與周遭細胞的EGFR（Epithelial Growth Factor Receptor）受器結合。EGFR的訊號傳遞刺激R2/R5感光細胞分化。R8同時也會制造出Boss蛋白質，這也是一個配體，他會與Sevenless（Sev）受器結合，Sev被活化之后他會傳遞訊息給該細胞使其分化為R7感光細胞。不管是EGFR或是Sev的下游都是透過Ras - Raf - Mek -Mrk 這些蛋白質來傳遞訊息的。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。被磷酸化的蛋白質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。
除了蛋白質外，二級訊息傳遞者也是細胞中常用來進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，在細胞中能夠很容易的擴散，因此能夠把訊息迅速的傳遞到細胞內。在細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。腎上腺激素與肝細胞表面的G protein coupled receptor結合后，會活化G protein。而被活化后的G Protein會進一步活化一個細胞膜上的酵素 - Adenylyl cyclase，這個酵素的受質是ATP，它使ATP脫去兩個磷酸根形成cAMP（cyclic AMP），cAMP會更進一步活化細胞中的Protein Kinase A，而Protein Kinase A則在對其受質磷酸化。當受器與配體（腎上腺激素）分離之后， cAMP則很快被另外一個酵素 Phosphodiesterase 轉化為AMP。
Ca2+在細胞質中一般都維持在低濃度，細胞會靠著鈣離子幫浦主動的將Ca2+一到細胞外或是ER內以及粒腺體內的空腔。細胞質中Ca2+濃度的升高會引起細胞內的化學反應。因此，Ca2+在細胞中被用來當作一種二級訊息傳遞者。
細胞中Ca2+濃度的改變，經常是經由特定的訊號引起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，某些會活化其他細胞膜上的酵素 - Phospholipase C，這個酵素針對細胞膜上的磷脂PIP2作用，PIP2被這個酵素切割成DAG和IP3兩個分子。IP3會擴散到細胞中而與ER上的IP3-gated calcium channel而使鈣離子由ER中擴散到細胞質內，造成細胞質內鈣離子濃度的升高而引起后續的反應。
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