Cascadas de señalización intracelular

Una vez que un ligando se une a un receptor, la señal se transmite a través de la membrana hasta el citoplasma. La continuación de una señal de esta manera se llama transducción de señales. La transducción de señales solo ocurre con los receptores de la superficie celular, que no pueden interactuar con la mayoría de los componentes de la célula, como el ADN. Solo los receptores internos pueden interactuar directamente con el ADN en el núcleo para iniciar la síntesis de proteínas. Cuando un ligando se une a su receptor, se producen cambios conformacionales que afectan el dominio intracelular del receptor. Los cambios conformacionales del dominio extracelular tras la unión del ligando pueden propagarse a través de la región de la membrana del receptor y conducir a la activación del dominio intracelular o sus proteínas asociadas.

Después de que el ligando se une al receptor de la superficie celular, la activación de los componentes intracelulares del receptor desencadena una cadena de eventos que se denomina vía de señalización o cascada de señalización. En una vía de señalización, los segundos mensajeros –enzimas– y las proteínas activadas interactúan con proteínas específicas, que luego se activan en una reacción en cadena que eventualmente conduce a un cambio en el entorno de la célula, como un aumento en el metabolismo o la expresión de genes específicos. Los eventos en la cascada ocurren en una serie, como la corriente que fluye en un río. Las interacciones que ocurren antes de cierto punto se definen como eventos ascendentes y los eventos posteriores a ese punto se denominan eventos descendentes.

Las vías de señalización pueden complicarse muy rápidamente porque la mayoría de las proteínas celulares pueden afectar diferentes eventos posteriores, dependiendo de las condiciones dentro de la célula. Una única vía puede ramificarse hacia diferentes puntos finales según la interacción entre dos o más vías de señalización, y a menudo se utilizan los mismos ligandos para iniciar diferentes señales en diferentes tipos de células. Esta variación en la respuesta se debe a diferencias en la expresión de proteínas en diferentes tipos de células. Otro elemento que complica la situación es la integración de señales de las vías, en las que las señales de dos o más receptores diferentes de la superficie celular se fusionan para activar la misma respuesta en la célula. Este proceso puede garantizar que se cumplan múltiples requisitos externos antes de que una célula se comprometa con una respuesta específica.

Los efectos de las señales extracelulares también pueden amplificarse mediante cascadas enzimáticas. Al inicio de la señal, un único ligando se une a un único receptor. Sin embargo, la activación de una enzima ligada al receptor puede activar muchas copias de un componente de la cascada de señalización, que amplifica la señal.

Este texto está adaptado de Openstax, Biology 2e, Sección 9.2: Propagación de la Señal.