Sinalização celular é um termo geral que se refere aos muitos e variados processos pelos quais as comunicações que controlam as atividades no nível celular são geradas, mantidas, usadas e finalizadas. Uma parte substancial do genoma de um organismo geralmente codifica proteínas envolvidas nos processos de sinalização, pois a sinalização celular está envolvida em tudo, desde o desenvolvimento de um organismo até a resposta a vários estímulos dentro e fora do organismo. Para ilustrar a importância da sinalização adequada, os defeitos em uma única via de sinalização podem, em muitos organismos, causar problemas de desenvolvimento que levam à mortalidade infantil. A maioria dos sinais ocorre entre as células de um organismo individual, mas às vezes pode ocorrer entre organismos de espécies diferentes.
A sinalização celular pode ocorrer de várias maneiras diferentes. Alguns ocorrem dentro de uma célula individual, sem considerar as células externas. A comunicação intercelular pode ocorrer através da sinalização justacrina, pela qual duas células em contato direto trocam sinais; sinalização parácrina, pela qual as células se comunicam por distâncias celulares relativamente curtas; e sinalização endócrina, pela qual as células relativamente distantes umas das outras se comunicam. As células se comunicam com células não adjacentes liberando elementos de sinalização no ambiente celular próximo ou no sangue. Os sinais liberados no sangue são chamados de hormônios e são capazes de causar alterações significativas nas células distantes.
É necessário que a geração e proliferação de sinais celulares sejam reguladas de perto, de modo que as vias de sinalização raramente são tão simples quanto “o sinal celular A causa o efeito B.” Além disso, muitos processos de sinalização se sobrepõem significativamente e muitos componentes de sinalização diferentes podem ser necessários para gerar um efeito. Os processos de sinalização celular são, consequentemente, comumente organizados em “vias de sinalização” que descrevem os diversos componentes reguladores e de sinalização que existem entre o sinal ou sinais iniciais e o efeito ou efeitos finais. As diferenças nas vias de sinalização celular podem afetar a velocidade, a eficiência e a precisão do sinal. Isso é importante, pois algumas vezes um estímulo ou sinal deve ser capaz de induzir um efeito poderoso muito rapidamente, enquanto em outros casos é mais importante que um estímulo induza uma resposta que corresponda à força do sinal.
Existem vários métodos diferentes pelos quais os pesquisadores estudam a sinalização celular. Os métodos tradicionais são geralmente focados na identificação e descrição de partes específicas de uma via de sinalização celular. Um método possível para fazer isso envolve impedir a expressão de um gene suspeito de envolvimento em uma via de sinalização e observar os efeitos. Outra abordagem para o estudo das vias de sinalização celular envolve uma abordagem biológica conhecida como biologia de sistemas. Na biologia de sistemas, caminhos amplos de sinalização ramificada são analisados, suas propriedades emergentes são observadas e os efeitos de pequenas alterações em todo o sistema são analisados.