À l'intérieur de la cellule, les ligands se lient à leurs récepteurs internes, ce qui leur permet d'agir directement sur l'ADN de la cellule et sur la machinerie de production de protéines. En utilisant les voies de transduction des signaux, les récepteurs de la membrane plasmique produisent une variété d'effets sur la cellule. Les résultats des voies de signalisation sont extrêmement variés et dépendent du type de cellule impliqué ainsi que des conditions externes et internes. Un petit échantillon de réponses est décrit ci-dessous.

La communication cellulaire permet aux bactéries de répondre aux indices environnementaux, tels que les niveaux de nutriments et la détection du quorum (densité cellulaire). Les levures sont des eucaryotes (champignons), et les composants et processus que l'on trouve dans les signaux des levures sont similaires à ceux des signaux des récepteurs à la surface des cellules dans les organismes multicellulaires. Par exemple, les levures bourgeonnantes libèrent souvent des facteurs d'accouplement qui leur permettent de participer à un processus similaire à celui de la reproduction sexuelle.

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