跨膜信号转导是细胞对外界刺激作出反应的重要机制，通过这一过程，细胞能够将外界的化学或物理信号转化为细胞内的生物化学变化。在这个过程中涉及的关键分子主要包括受体、G蛋白、第二信使和效应器酶等。
1. 受体：这是整个信号转导过程中的第一步，位于细胞膜上或者细胞内部（如核内受体）。当特定的配体（如激素、神经递质）与受体结合时，会引发受体构象的变化，从而激活下游的一系列反应。根据其结构和功能的不同，受体可以分为G蛋白偶联受体、离子通道型受体、酶活性受体等。
2. G蛋白：当配体与G蛋白偶联受体结合后，能够激活细胞膜上的G蛋白。G蛋白是一类具有GTPase活性的蛋白质，它通过结合和水解GTP来调节其活化状态。活化的G蛋白可以进一步作用于效应器酶或离子通道，引发后续信号级联反应。
3. 第二信使：由G蛋白激活的效应器产生的一系列小分子物质称为第二信使，如cAMP、IP3和DAG等。这些分子在细胞内扩散，并与特定的目标蛋白质相互作用，进一步放大原始信号的效果，促进细胞对刺激作出响应。
4. 效应器酶：这类酶受到G蛋白或第二信使的直接调控，能够催化产生新的代谢产物或改变现有物质的状态，进而影响细胞功能。例如腺苷酸环化酶可被激活生成cAMP；磷脂酶C则能分解膜上的磷脂分子产生活性较强的IP3和DAG。

综上所述，在跨膜信号转导过程中，受体、G蛋白、第二信使以及效应器酶等关键分子共同协作，确保细胞能够准确地接收到外界信息，并作出相应的生理或生化变化。