21.3: Señalización de superficie celular

Las hormonas,o cualquier molécula que se una a un receptor, conocido como ligando, que son insolubles en lípidos (solubles en agua), no pueden difundirse a través de la membrana celular. Para poder afectar a una célula sin entrar en ella, estas hormonas se unen a receptores de la membrana celular. Cuando un primer mensajero, una hormona, se une a un receptor, se desencadena una cascada de señales que hace que los segundos mensajeros, proteínas dentro de la célula, se activen, lo que produce efectos posteriores.

Variedad de familias de receptores

Los receptores de la membrana celular tienen tres porciones: un dominio de unión al ligando externo, un dominio transmembrana y un dominio interno. Hay tres categorías de receptores de membrana celular según la consistencia de la estructura y función de estos dominios dentro de cada categoría.

Una categoría son los canales iónicos activados por ligando que, cuando se unen a un ligando, sufren un cambio conformacional, permitiendo que los iones atraviesen un canal formado por la porción transmembrana del receptor.

Una segunda categoría son los receptores acoplados a proteínas G que tienen una estructura distinta con siete dominios transmembrana. La unión del dominio externo a un ligando hace que la subunidad alfa, una de las tres subunidades unidas a la porción interna del receptor, se disocie del receptor y cree una respuesta celular.

La tercera categoría de receptores, los receptores ligados a enzimas,también llamados receptores catalíticos, tienen un dominio intracelular que está asociado con una enzima o es una enzima en sí misma. Cuando un ligando se une a la región extracelular, la enzima intracelular se activa y activa otras proteínas dentro de la célula.

Cuando los receptores se estropean

Los receptores de la membrana celular son fundamentales para la función celular. Por lo tanto, no es sorprendente que se haya demostrado que muchas enfermedades son resultado directo del mal funcionamiento de los receptores de la membrana celular. Por ejemplo, el cólera se desarrolla cuando un receptor acoplado a la proteína G se desactiva en las células que recubren el intestino delgado.

Transducción de señales

El proceso de conversión de un estímulo extracelular en una respuesta intracelular se conoce como transducción de señales. Este es un proceso de varios pasos que involucra la unión de un ligando a un receptor, lo que resulta en varias interacciones moleculares dentro de la célula. Estas interacciones pueden complicarse porque cada paso depende de muchas otras reacciones. Esta es una forma de verificación para asegurarse de que se produzcan actividades celulares adecuadas. Esto también suele amplificar la respuesta.

[Instructor] Algunas hormonas tales como aquellas

que son liposolubles como por ejemplo la exitosina no

se disemina a través de la membrana celular.

En cambio de une a los receptores en la

superficie de la célula.

Una vez enlazada la hormona,

que se considera el primer mensajero,

activa una señal en cascada.

Por ejemplo, cuando una proteína G se acopla al receptor

o el GPCR se activa por medio del primer mensajero

por fuera de la membrana celular

en el interior una enzima como por ejemplo

fosfolipasa C hidroliza la membrana fosfolipídica

PIP 2 dentro de IP tres y DAG,

dos segundos mensajeros diferentes.

Una vez formado el IP tres desde la membrana celular

a la membrana endoplasmática en donde se una

a un IP tres da paso por el canal de calcio

al liberar iones de calcio, un tercer segundo mensajero

dentro del citoplasma que induce cambios

como la contracción muscular.

En este sentido, una hormona es capaz de afectar la célula

sin que haya ingresado, activando

una serie de procesos celulares dependiendo

de los ligandos y los receptores que están presentes.