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Der Wnt-Signalweg ist ein wichtiger Zellkommunikationsweg, der in vielen biologischen Prozessen eine Rolle spielt, insbesondere in der Embryonalentwicklung, der Zellproliferation, der Differenzierung und der Krebsentstehung.

Er wird durch die Bindung von Wnt-Proteinen an Rezeptoren auf der Zelloberfläche aktiviert, typischerweise an die Frizzled-Rezeptoren und den Co-Rezeptor LRP5/6. Es gibt zwei Hauptwege, über die der Wnt-Signalweg funktioniert:

1. Wnt/β-Catenin-Signalweg: In der aktiven Form führt die Bindung von Wnt an die Rezeptoren dazu, dass β-Catenin in den Zellkern transloziert wird, wo es mit Transkriptionsfaktoren interagiert und Gene aktiviert, die für Zellproliferation und -differenzierung wichtig sind.

2. Wnt/PCP-Signalweg (Planar Cell Polarity): Dieser Weg beeinflusst die Zellpolarität und die Organisation von Zellen in Geweben, was für die korrekte Ausbildung von Geweben und Organen entscheidend ist.

Eine Dysregulation des Wnt-Signalwegs kann zu verschiedenen Krankheiten führen, einschließlich Krebs, was ihn zu einem wichtigen Ziel in der biomedizinischen Forschung macht.

Der Wnt/β-Catenin-Signalweg ist ein zentraler Signalweg, der viele biologische Prozesse, insbesondere die Zellproliferation und -differenzierung, reguliert. Hier sind die grundlegenden Schritte, wie dieser Signalweg funktioniert:

1. Wnt-Bindung: Der Signalweg wird aktiviert, wenn Wnt-Proteine an die Frizzled-Rezeptoren auf der Zelloberfläche binden. Dies geschieht oft in Anwesenheit des Co-Rezeptors LRP5/6.

2. Rezeptor-Aktivierung: Die Bindung von Wnt an Frizzled und LRP5/6 führt zu einer Konformationsänderung, die eine Reihe von intrazellulären Signalereignissen auslöst.

3. Zerstörungs-Komplex-Hemmung: Normalerweise wird β-Catenin durch einen sogenannten Zerstörungs-Komplex (bestehend aus Axin, APC und GSK3) abgebaut. Wnt-Aktivierung stört diesen Komplex, wodurch β-Catenin nicht mehr abgebaut wird.

4. β-Catenin Akkumulation: Durch die Hemmung des Abbaus kann β-Catenin in der Zelle akkumulieren und dann in den Zellkern transloziert werden.

5. Genaktivierung: Im Zellkern bindet β-Catenin an Transkriptionsfaktoren der TCF/LEF-Familie. Diese Bindung aktiviert die Expression von Zielgenen, die für Zellwachstum, Differenzierung und Überleben wichtig sind.

6. Negative Rückkopplung: Um den Signalweg zu regulieren, gibt es Mechanismen, die die Aktivität von β-Catenin und die Expression der Zielgene kontrollieren. Wenn Wnt nicht mehr aktiv ist, wird der Zerstörungs-Komplex wieder aktiv, und β-Catenin wird abgebaut.

Diese präzise Regulation ist entscheidend, da eine Fehlregulation des Wnt/β-Catenin-Signalwegs mit verschiedenen Krankheiten, einschließlich Krebs, in Verbindung gebracht wird.