descripción de la transducción de señales

como organismos vivos estamos constantemente recibiendo e interpretando señales de nuestro entorno. Estas señales pueden venir en forma de luz, calor, olores, tacto o sonido. Las células de nuestro cuerpo también están recibiendo constantemente señales de otras células. Estas señales son importantes para mantener las células vivas y funcionando, así como para estimular eventos importantes como la división y diferenciación celular.,

Las señales son más a menudo sustancias químicas que se pueden encontrar en el líquido extracelular alrededor de las células. Estas sustancias químicas pueden provenir de lugares distantes del cuerpo (señalización endocrina por hormonas), de células cercanas (señalización paracrina) o incluso pueden ser secretadas por la misma célula (señalización autocrina).

Figure \ (\PageIndex{1}\)., (CC BY-NC-SA)

Las moléculas de señalización pueden desencadenar cualquier número de respuestas celulares, incluso cambiar el metabolismo de la célula que recibe la señal o dar lugar a un cambio en la expresión génica (transcripción) dentro del núcleo de la célula o ambos.

Descripción general de la señalización celular

la señalización celular se puede dividir en 3 etapas.

1. Recepción: Una célula detecta una molécula de señalización desde el exterior de la célula. Una señal se detecta cuando la señal química (también conocida como ligando) se une a una proteína receptora en la superficie de la célula o dentro de la célula.

2., Transducción: cuando la molécula de señalización se une al receptor, cambia la proteína receptora de alguna manera. Este cambio inicia el proceso de transducción. La transducción de señales suele ser una vía de varios pasos. Cada molécula de relé en la vía de transducción de señales cambia la siguiente molécula en la vía.

3. Respuesta: finalmente, la señal desencadena una respuesta celular específica.

Figure \(\PageIndex{2}\)., (CC BY-NC-SA)

Recepción

los receptores de membrana funcionan uniendo la molécula de señal (ligando) y causando la producción de una segunda señal (también conocida como un segundo mensajero) que luego causa una respuesta celular. Este tipo de receptores transmiten información del entorno extracelular al interior de la célula cambiando de forma o uniéndose a otra proteína una vez que un ligando específico se une a ella. Ejemplos de receptores de membrana incluyen receptores acoplados a proteínas G y receptores tirosina quinasas.

Figure \(\PageIndex{3}\)., (CC BY-NC-SA)

los receptores intracelulares se encuentran dentro de la célula, ya sea en el citopolasma o en el núcleo de la célula diana (la célula que recibe la señal). Los mensajeros químicos que son hidrofóbicos o muy pequeños (hormonas esteroides, por ejemplo) pueden pasar a través de la membrana plasmática sin ayuda y unirse a estos receptores intracelulares. Una vez Unido y activado por la molécula de señal, el receptor activado puede iniciar una respuesta celular, como un cambio en la expresión génica.

Figure \ (\PageIndex{3}\)., (CC BY-NC-SA)

transducción

dado que los sistemas de señalización deben responder a pequeñas concentraciones de señales químicas y actuar rápidamente, las células a menudo utilizan una vía de varios pasos que transmite la señal rápidamente, mientras amplifica la señal a numerosas moléculas en cada paso.

Los pasos en la vía de transducción de señales a menudo implican la adición o eliminación de grupos de fosfato que resulta en la activación de proteínas. Las enzimas que transfieren grupos fosfato de ATP a una proteína se llaman proteínas quinasas., Muchas de las moléculas de relé en una vía de transducción de señales son proteínas quinasas y a menudo actúan sobre otras proteínas quinasas en la vía. A menudo esto crea una cascada de fosforilación, donde una enzima fosforila a otra, que luego fosforila a otra proteína, causando una reacción en cadena.

también son importantes para la cascada de fosforilación un grupo de proteínas conocidas como proteínas fosfatasas. Las fosfatasas proteicas son enzimas que pueden eliminar rápidamente los grupos fosfato de las proteínas (desfosforilación) y, por lo tanto, inactivar las proteínas quinasas., Las fosfatasas proteicas son el «interruptor de apagado» en la vía de transducción de señales. Desactivar la vía de transducción de la señal cuando la señal ya no está presente es importante para garantizar que la respuesta celular se regula adecuadamente. La desfosforilación también hace que las proteínas quinasas estén disponibles para su reutilización y permite que la célula responda de nuevo cuando se recibe otra señal.

las quinasas no son las únicas herramientas utilizadas por las células en la transducción de señales., Moléculas pequeñas, no proteicas, solubles en agua o iones llamados segundos mensajeros (el ligando que se une al receptor es el primer mensajero) también pueden transmitir señales recibidas por los receptores en la superficie celular a moléculas objetivo en el citoplasma o el núcleo. Ejemplos de segundos mensajeros incluyen AMP cíclico (cAMP) e iones de calcio.

Figure \ (\PageIndex{4}\). (CC BY-NC-SA)

respuesta

la señalización celular conduce en última instancia a la regulación de una o más actividades celulares., La regulación de la expresión génica (activar o desactivar la transcripción de genes específicos) es un resultado común de la señalización celular. Una vía de señalización también puede regular la actividad de una proteína, por ejemplo, abrir o cerrar un canal iónico en la membrana plasmática o promover un cambio en el metabolismo celular, como catalizar la descomposición del glucógeno. Las vías de señalización también pueden conducir a eventos celulares importantes como la división celular o la apoptosis (muerte celular programada).