La vía de transducción de señales
Durante una guerra, las órdenes dentro de un ejército siguen una determinada cadena de mando. Un general puede enviar órdenes para una misión, pero es probable que esta misión esté escrita en un código secreto para evitar que los espías comprendan el mensaje. Una vez que ese mensaje es recibido por la persona correcta, se decodifica para que todas las tropas puedan comprender la misión y llevar a cabo las acciones especificadas.
La comunicación entre sus células sigue un patrón similar, llamado vía de transducción de señales. Hay tres pasos principales en esta vía: recepción de la señal , que es cuando la célula objetivo recibe una molécula de señalización; transducción , que es una serie de eventos que convierte la señal en algo a lo que la célula objetivo puede responder; y respuesta celular , que es cuando la célula objetivo responde a la señal. Dentro de su cuerpo, el mensaje o señal es enviado por una celda de señalización y recibido por una celda objetivo, decodificado dentro de la celda objetivo, y luego ocurre una respuesta dentro de esa celda basada en la señal que recibió.
Aprendimos sobre la recepción y transducción de señales en detalle en otras lecciones, por lo que esta lección se enfocará específicamente en el paso final de la señalización celular: la respuesta celular.
El fin de la línea
La respuesta celular es el final de la línea para una señal traída a la célula objetivo por una molécula de señalización. Una vez que la señal ha pasado por la transducción en la célula objetivo, ahora está lista para ser puesta en acción como respuesta celular. Hay tantos tipos diferentes de respuestas que no podemos enumerarlas todas aquí. Pero algunos de los principales incluyen la regulación de la síntesis y actividad de proteínas, así como la división, forma y crecimiento celular.
La síntesis de proteínas es solo una forma elegante de decir «hacer proteínas». Las proteínas hacen todo tipo de cosas, como recibir moléculas de señalización, ayudar con la replicación del ADN o ayudar a descomponer los alimentos en partículas más pequeñas para que pueda utilizar sus beneficios nutritivos.
Además de producir proteínas, también es importante regular cuándo están «encendidas» o «apagadas». Algunas proteínas regulan los canales iónicos en la membrana plasmática de una célula. No quiere que esto esté encendido o apagado todo el tiempo porque sus células necesitan mantener un cierto equilibrio iónico. Activar esta proteína solo en los momentos adecuados ayuda a mantener ese equilibrio.
La regulación de la división y el crecimiento celular es una respuesta importante porque la reproducción y el crecimiento descontrolados de las células son los principales contribuyentes al desarrollo del cáncer.
La respuesta celular puede ocurrir en el núcleo de la célula o en el citoplasma, pero independientemente de dónde ocurra, la respuesta necesita algunos ajustes antes de que esté lista para la acción.
Amplificando la señal
Una forma en que una célula puede aprovechar al máximo una señal que recibe es amplificar esa señal a lo largo de la vía de transducción. Esto es similar a enviar una carta en cadena que requiere que cada persona la envíe a varias personas. En lugar de pasar a través de receptores individuales de forma lineal, la carta se ‘amplifica’ a medida que se envía a más y más personas cada vez que se transmite.
Las células pueden hacer algo similar con las señales. Esto beneficia a la célula porque significa que la célula puede aumentar el número de respuestas para esa señal en menos pasos, lo que hace que el proceso sea más eficiente.
Por ejemplo, digamos que nuestro general del ejército envió sus órdenes a una persona, pero esa persona luego las envió a cinco personas, y cada una de esas cinco personas pasó las órdenes a cinco personas más, y así sucesivamente. Pronto, se obtiene una pirámide de comunicación, donde cada vez más personas reciben el pedido pero en menos tiempo que comunicándose con cada individuo. Entonces, más tropas reciben las órdenes y pueden responder más rápidamente.
Coordinando la respuesta
Diferentes tipos de células pueden tener diferentes respuestas a la misma señal. La respuesta de cierto tipo de célula depende de las proteínas que reciben la célula, la decodifican y responden a ella. Esto es algo muy bueno porque ciertamente no querrá que su hígado responda de la misma manera a las señales que su corazón o su cerebro. Cada una de estas células es específica y esta es una diferenciación importante.
Pero también podemos tener diferentes respuestas a una señal dentro de la misma célula. Por ejemplo, una célula puede tener dos vías de transducción diferentes, de modo que dependiendo de qué vía se active, la célula responde de manera diferente. Algunas células también responden de la misma manera a diferentes señales, por lo que la misma vía se activa para una determinada respuesta pero a partir de muchos tipos diferentes de moléculas de señalización.
¿Por qué es beneficioso para la célula? Veamos de nuevo la comunicación de nuestro ejército. El general puede enviar su orden y esperar que llegue a varios grupos diferentes de tropas. Pero si la orden es que las tropas ataquen un área central, y cada grupo de tropas ataca desde una ubicación ligeramente diferente, seguir exactamente las mismas órdenes no sería muy productivo. En cambio, la orden principal se transmite a lo largo de la línea de comunicación, pero a medida que se ramifica a diferentes ubicaciones, las órdenes se ajustan para que sean apropiadas para cada grupo único de tropas.
Proteínas de andamio
Otra forma más en la que la respuesta celular se hace más eficiente es con proteínas de andamio . Estas son proteínas grandes que están unidas a otras proteínas involucradas en la transducción. Las proteínas que participan en la transducción no están todas conectadas en una línea, solo esperan una señal para encenderlas. Están flotando en el citoplasma de una célula, pero debido a que son bastante grandes, no se mueven muy rápidamente.
Lo que hace una proteína de andamio es mover muchas proteínas a la vez, al igual que un gran barco lleva a muchos soldados a la costa al mismo tiempo. Si cada una de las personas del barco viajara en canoa para llegar a ese mismo destino, sería un proceso mucho menos eficiente porque cada una de esas personas estaría ocupando espacio en el agua y a lo largo de la costa con sus canoas. Además, cada canoa requeriría mucho esfuerzo de remo, lo que requeriría más tiempo para viajar que el barco para mover la misma cantidad de personas a la misma distancia. ¿Puedes ver cómo mover muchas proteínas a la vez sería más eficiente para la respuesta celular?
Terminar la señal
Finalmente, apagar la respuesta es tan importante como encenderla. Una molécula de señalización se une a una proteína receptora durante la recepción de la señal, pero este es un proceso reversible. Una vez que una molécula de señalización abandona la proteína receptora, esa proteína se inactiva o «apaga». Esto activa la línea de moléculas que están involucradas en la transducción de señales para que se apaguen también, poniendo fin a todo el proceso de la vía de transducción de señales y liberando a la célula para que responda a una nueva señal que pueda surgir.
Resumen de la lección
La respuesta celular , o la respuesta de una célula a una señal, es el paso final en la vía de transducción de señales. La respuesta celular puede amplificarse durante el proceso de transducción, lo que aumenta la eficiencia de la respuesta porque se pueden activar más respuestas en un período de tiempo más corto. Las señales también se pueden coordinar para que respondan adecuadamente. Los diferentes tipos de células pueden responder de manera diferente a la misma señal, pero una sola célula también puede tener diferentes formas de responder a una señal.
La respuesta celular también se puede hacer más eficiente con el uso de proteínas de andamio , que mueven múltiples proteínas a través del citoplasma a la vez. Una vez que se completa la respuesta celular, es importante que la célula apague la vía de transducción de señales. La molécula de señalización abandona la proteína receptora, cambiando todas las proteínas en la línea hacia la posición de «apagado». Esto luego libera a la celda para recibir y responder a una nueva señal, lo que inicia el proceso de nuevo.
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