6.3: Señalización de levadura

Las levaduras son organismos unicelulares, pero a diferencia de las bacterias, son eucariotas (células con núcleo). La señalización celular en levaduras es similar a la señalización en otras células eucariotas. Un ligando, como una proteína o una pequeña molécula liberada por una célula de levadura, se une a un receptor en la superficie celular. La unión estimula las quinasas de segundo mensajero para activar o inactivar factores de transcripción que regulan aún más la expresión genética. Muchas de las cascadas de señalización intracelular de levadura tienen contrapartes similares en humanos, lo que convierte a la levadura en un modelo conveniente para estudiar la señalización intracelular en humanos.

Señalización y reproducción celular

Las levaduras utilizan la señalización para diversos procesos celulares, incluida la reproducción. Pueden sufrir reproducción "sexual" entre tipos de células de apareamiento haploides (MAT-a y MAT-α). Las células MAT-a secretan señales de apareamiento llamadas feromonas que atraen a las células MAT-α y viceversa. Las feromonas de apareamiento se unen a receptores acoplados a proteína G en las membranas celulares. Al unirse, la proteína G inicia una cascada de proteína quinasa activada por mitógenos (MAP). En esta cascada de señalización, un miembro de la familia de proteínas MAP quinasa fosforila específicamente otra MAP quinasa, que a su vez fosforila otra, y así sucesivamente. Las quinasas eventualmente fosforilan factores de transcripción que alteran la expresión de casi 200 genes para hacer que la célula sea receptiva al apareamiento. Estos cambios producen una protrusión celular en dirección a la feromona. Esta protuberancia se denomina shmoo y continúa siguiendo el gradiente de concentración de feromonas hasta que una célula se conecta con su pareja. Luego, las dos células de levadura se fusionan para formar una única célula diploide.

Detección de cuorum en células de levadura

Además de la reproducción, las células de levadura utilizan señales para la detección de quorum, un proceso que se observa comúnmente en las bacterias, para monitorear la densidad celular y regular el comportamiento. Por ejemplo, a alta densidad celular, la levadura comienza a secretar una señal de quorum que agrega células de levadura individuales en colonias. La señalización de levaduras también juega un papel vital en la patogénesis y las infecciones por hongos en humanos.

- [Instructor] Así como los organismos multicelulares,

eucariotas unicelulares como levaduras

también se comunican utilizando proteínas receptoras de la

superficie celular.

Por ejemplo, durante una forma de reproducción de levadura,

una célula haploide, un producto de la meiosis,

liberará factores de apareamiento, moléculas de señalización

como las feromonas peptídicas, que se corresponden

con receptores especiales en las células cercanas.

Una vez que los factores de apareamiento se unen

a un receptor acoplado a la proteína G,

se inician vías de señalización intracelular más complejas,

específicamente la proteína GTP de unión activada

y las subunidades disociadas interactúan con varias otras

proteínas efectoras y de andamios

para finalmente promover la activación en cascada

de la proteína quinasa,

que conduce a la transcripción

de genes específicos de apareamiento.

Además, esta secuencia señala a la célula de levadura

para crecer en la dirección de su pareja más cercana,

un proceso conocido como shmooing.

Cuando las dos se alcanzan, sus núcleos y ADN se fusionan,

resultando en una célula de levadura diploide.