Transducción de señales en plantas: de la recepción a la respuesta

Publicado el 12 junio, 2023

Transducción de señales

Una de las primeras habilidades sociales que aprendemos es juzgar las señales que comunican otras personas. Esto es reconfortante. Esto significa mantenerse alejado. Esto significa que no vuelvas a intentar contar un chiste.

Bueno, lo crea o no, las células tienen habilidades similares. La transducción de señales es el proceso de cambiar la actividad celular en función de señales externas. Básicamente, las células reciben todo tipo de señales del mundo que las rodea, desde la luz hasta los nutrientes y la temperatura, y estas hacen que la célula responda de una manera específica. La transducción de señales ocurre en todo tipo de seres vivos, pero últimamente un área específica ha recibido mucha atención. Puede que no haya ningún conjunto de organismos en este planeta más sensible a los cambios ambientales que las plantas, por lo que su estudio puede revelar nueva información sobre este proceso. 

Vías de señal

Muy bien, echemos un vistazo rápido a cómo funciona esto. Comenzamos con un cambio en el medio ambiente. Esto podría ser luz, temperatura, una sustancia química o molécula introducida en el medio ambiente o un cambio en los nutrientes disponibles. Este cambio es reconocido por una molécula especial en la membrana celular llamada molécula de señalización extracelular. En este caso, “extra” significa “afuera”, por lo que extracelular significa “fuera de la célula”. Al recibir la señal, esta molécula activa un receptor que inicia una serie de reacciones bioquímicas en cadena para crear una respuesta llamada vía de señal. Diferentes señales activarán diferentes vías. Por ejemplo, las ondas de luz roja son muy importantes para regular la fotosíntesis, por lo que cuando las plantas detectan las ondas de luz roja a través de un receptor llamado fitocromo, se inicia la vía de transducción del fitocromo, cuyo resultado final es que la planta comienza a prepararse para la fotosíntesis. En las plantas, estas diversas vías de señales son responsables de una gran cantidad de cosas, desde la germinación hasta la floración, la maduración de la fruta y el crecimiento de nuevas raíces. Una vez más, las plantas son extremadamente sensibles a los cambios ambientales y las vías de señalización son la forma en que se ajustan a estos cambios.

Pero, ¿cómo ocurren realmente estos cambios? Las vías de la señal, el conjunto de reacciones químicas que ocurren cuando se recibe una señal extracelular, generalmente tienen un destino directo: el núcleo celular. El núcleo es donde la célula almacena su información genética, y la función celular está determinada por los genes que se transcriben o activado en el ADN. Entonces, para crear una respuesta a la señal, la célula necesita transcribir los genes apropiados. Ese es el objetivo de las vías de señales: cambiar los genes que se transcriben en el núcleo celular para que la función celular pueda cambiar para adaptarse a las nuevas señales. Si es primavera, ciertas células necesitan tener los genes activados que controlan la floración. Si se trata de una sequía, es necesario activar diferentes genes para reducir la pérdida de agua. Las vías de señal crean las reacciones químicas necesarias para activar o silenciar los genes necesarios para que esto suceda.

Transducción de señales de plantas

Como sabe cualquiera que haya tenido plantas, las plantas pueden cambiar mucho en respuesta a diversos cambios ambientales. Los investigadores modernos ahora piensan que una gran parte del genoma de la planta se centra en la creación de estas vías de señales. Digo que piensan esto porque este es en realidad un campo de investigación relativamente joven. La importancia de la transducción de señales en las plantas no se apreció realmente hasta que el advenimiento de la secuenciación genética moderna hizo posible comenzar a mapear las formas en que los diferentes genes interactúan. Todavía hay muchas preguntas que necesitan respuesta, pero a medida que los científicos secuencian más y más genes, se hace cada vez más evidente que la transducción de señales y las rutas de señales juegan un papel integral en la función celular de las plantas. Supongo que se podría decir que este es realmente el problema “fundamental” del desarrollo de las plantas.

Resumen de la lección

La transducción de señales es el proceso de cambiar la actividad celular en función de señales externas. Esto ocurre en la mayoría de los seres vivos y les permite responder a cambios ambientales importantes, pero quizás ningún organismo se tome esto más en serio que las plantas. La transducción de señales ocurre cuando las señales externas son recibidas por una molécula especial en la membrana celular llamada molécula de señalización extracelular que inicia una serie de reacciones bioquímicas en cadena para crear una respuesta llamada vía de señales. El resultado final es cambiar los genes que se activan o silencian en el núcleo celular, cambiando así la función de la célula. Este es un campo de investigación en crecimiento que está comenzando a despegar en la ciencia moderna. Supongo que se podría decir que está realmente ‘floreciendo’.

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