6.1: ¿Qué es la señalización celular?

A pesar de la membrana protectora que separa una célula del medioambiente, las células necesitan la capacidad de detectar y responder a los cambios ambientales. Además, las células a menudo necesitan comunicarse entre sí. Los organismos unicelulares y multicelulares utilizan una variedad de mecanismos de señalización celular para comunicarse y responder al medioambiente.

Las células responden a muchos tipos de información, a menudo a través de proteínas receptoras ubicadas en la membrana. Por ejemplo, las células de la piel responden y transmiten información táctil, aunque los fotorreceptores de la retina pueden detectar la luz. Sin embargo, la mayoría de las células han evolucionado para responder a señales químicas, incluidas hormonas, neurotransmisores y muchos otros tipos de moléculas de señalización. Las células pueden incluso coordinar diferentes respuestas provocadas por la misma molécula de señalización.

Normalmente, la señalización celular implica tres pasos: (1) recepción de la señal, (2) transducción de la señal y (3) una respuesta. En la mayoría de las recepciones de señales, una molécula o ligando impermeable a la membrana provoca un cambio en un receptor de membrana; sin embargo, algunas moléculas de señalización, como las hormonas, pueden atravesar la membrana para llegar a sus receptores internos. Luego, el receptor de membrana puede enviar esta señal a mensajeros intracelulares, que transducen el mensaje en una respuesta celular. Esta respuesta intracelular puede incluir un cambio en la transcripción, la traducción, la activación de proteínas o muchos otros.

Los organismos unicelulares, como las bacterias, pueden utilizar un tipo de señalización celular llamada detección de quorum para detectar su concentración en una colonia y generar respuestas coordinadas. Las células eucariotas pueden liberar ligandos que se dirigen a la misma célula que produjo la señal (señalización autocrina) o a las células vecinas (señalización paracrina). Las señales pueden incluso enviarse a largas distancias, como en el caso de algunas hormonas, y producir respuestas en células distantes, lo que se denomina señalización endocrina. La señalización dependiente del contacto describe vías físicas creadas entre células vecinas a través de las cuales las señales citoplasmáticas pueden pasar rápidamente. Las células del sistema nervioso pueden generar respuestas rápidas a través de una especialización de señalización celular llamada señalización sináptica.

- [Instructora] Las células usan una variedad de mecanismos

de señalización para coordinar acciones específicas

dentro y entre células.

El señalamiento intercelular se refiere

a la comunicación entre células.

Aquí, una célula secreta una molécula señalizadora inicial

llamada ligando para inducir respuestas en células objetivo.

Una vez que el ligando se une, la señalización intracelular

ocurre, refiriéndose a cómo una señal es procesada

dentro de la célula.

En algunas comunidades bacterianas, un tipo de señal

intercelular llamada percepción de cuórum ocurre,

donde las células de una comunidad reaccionan en masa,

una vez que la concentración de un ligando señal

alcanza un umbral crítico.

En eucariontes, algunas veces el ligando apunta a la célula

que lo liberó, llamado señalización autocrina.

Cuando un ligando apunta a las células vecinas,

se conoce como señalización paracrina.

Otra forma de comunicación, señalización dependiente

de contacto, ocurre entre dos células que están

en tocándose físicamente.

La señal pasa directamente de una célula a otra

a través de uniones de hendidura en células animales,

o en células vegetales conectadas por plasmodesmos.

Los organismos multicelulares a menudo necesitan células

en una parte del cuerpo para comunicarse con células

en una parte diferente del cuerpo.

Para hacer esto, liberan ligandos al torrente sanguíneo

en un proceso llamado señalización endocrina.

En el sistema nervioso, las neuronas usan una forma

específica de señalización que cuenta con estructuras

especializadas llamadas sinapsis.

Aquí, las células no tienen contacto del todo,

pero liberan neurotransmisores y otras moléculas

para comunicarse con nuestras células objetivo.

Dentro de la célula, la señal original a menudo

es convertida, o transducida, cuando los receptores

de activación inician una cadena de eventos

llamados cascada de señalización.

Por lo tanto, la señalización a menudo involucra

la detección de la señal, pasos intermedios que transducen

la señal, y un objetivo final recibiendo una respuesta

de una célula, tal y como la regulación de expresión génica.