Señalización celular

Señalización celular

Por lo general, las células se comunican entre sí mediante moléculas mensajeras extracelulares. Los mensajeros extracelulares pueden viajar una distancia corta y estimular células en estrecha proximidad con el origen del mensaje, o viajar por todo el cuerpo y potencialmente estimular células alejadas del origen. En el caso de la señalización autocrina, la célula que produce el mensajero expresa receptores en su superficie, los cuales pueden responder al mensaje. En consecuencia, las células que liberan el mensaje se estimulan a sí mismas. En la estimulación paracrina las moléculas mensajeras solo viaja distancias cortas por el espacio extracelular hasta células en estrecha proximidad con la que genera el mensaje. Las moléculas mensajeras paracrinas suelen estar limitadas en su capacidad de viajar por el cuerpo porque son inherentemente inestables, o son degradadas por enzimas, o se unen a la matriz extracelular. Finalmente, durante la señalización endocrina, las moléculas mensajeras llegan a sus células diana o blanco a través del torrente sanguíneo. Los mensajeros endocrinos también se conocen como hormonas, y suelen actuar en células blanco localizadas en sitios distantes del cuerpo.

Diferentes tipos de señalización

Las células reaccionan solamente a un mensaje extracelular particular si expresan receptores que reconocen específicamente y se unen a la molécula mensajera.  La molécula que se une al receptor recibe el nombre de ligando. Diferentes tipos celulares poseen diferentes receptores de membrana y también diferentes tipos celulares que comparten un mismo tipo de receptor desarrollan respuestas celulares diferentes ante un mismo ligando. Por ejemplo, los hepatocitos y las células del músculo liso comparten el mismo receptor adrenérgico beta 2 (adrenérgico quiere decir que es activado por la adrenalina) que al ser activados dan lugar a respuestas específicas diferentes: mientras que el hepatocito incrementa la degradación de glucógeno el músculo liso se relaja. Por lo tanto, la respuesta celular no depende solo de los receptores que expresan en su membrana sino de la maquinaria intracelular que traduce dicho mensaje.

En casi todos los casos, la molécula mensajera extracelular se une a un receptor en la superficie exterior de la célula reaccionante; dicha interacción induce a un cambio de conformación en el receptor que hace que la señal se retransmita a través de la membrana, al dominio citoplasmático del receptor. Existen dos vías para la transmisión del mensaje dependiendo del tipo de receptor que active.

1. Un tipo de receptor transmite una señal del dominio citoplasmático a una enzima cercana, la cual genera un segundo mensajero. Como esto induce una reacción celular mediante la generación de un segundo mensajero, la enzima se conoce como efector . Los segundos mensajeros son sustancias pequeñas que casi siempre activan (o inactivan) proteínas específicas.
2. Otro tipo de receptor transmite una señal mediante la transformación de su dominio citoplasmático en una estación de reclutamiento para las proteínas de señalización celular.

Cada proteína en la vía de señalización actúa al modificar la conformación de proteínas ulteriores de la serie, fenómeno que activa o inhibe tal proteína.

La fosforilación proteínica cambia el comportamiento de las proteínas en varias formas particulares. La fosforilación activa o inactiva una enzima, aumenta o disminuye las interacciones proteínicas, induce una proteína a desplazarse de un compartimento subcelular a otro, o actúa como señal que induce la degradación proteínica.

Al final, las señales transmitidas por estas vías de señalización llegan a las proteínas blanco que interviene en procesos subcelulares básicos. Este proceso general, en el que la información propagada por moléculas mensajeras extracelular se traduce en cambios que ocurren dentro de una célula, se conoce como transducción de señal.

Bibliografía:

Gerald Karp et al., Biología celular y molecular, séptima edición, 2014, pág 618-620