6.4: La señalización dependiente del contacto

La señalización dependiente del contacto utiliza canales citoplasmáticos especializados entre las células que permiten el flujo de moléculas pequeñas entre ellas. En las células animales, estos canales se denominan uniones de separación. En las plantas, se conocen como plasmodesmata.

Los cruces de separación se forman cuando dos hemistchanneles, o connexones, se unen; una conexión de un acoplamiento de celda a una conexión de una célula adyacente. La conexión de cada célula se forma a partir de seis proteínas que crean un canal circular. Hay más de 20 tipos diferentes de estas proteínas, o connexinas, por lo que hay variaciones sustanciales en la forma en que se unen como connexones y como uniones de brecha. Las connexinas tienen cuatro subunidades transmembranas con sus terminaciones de N- y C-terminus localizadas intracelularmente. El término C tiene múltiples sitios de fosforilación por lo que puede ser activado por numerosas quinasas diferentes- añadiendo aún más a la variedad de unión de brecha.

Dependiendo de la quinasa activador, y los residuos de aminoácidos C-terminales de las connexinas que son fosforiladas, las uniones de separación se pueden abrir parcial o totalmente. Esto permite selectivamente que las moléculas pequeñas fluyan de una célula a otra. Una unión de separación también puede excluirse por carga electroquímica. La selectividad de las uniones de separación permite que una sola celda coordine una respuesta multicelular compleja. Sin embargo, algunas moléculas tóxicas, que coinciden con el tamaño y la preferencia electroquímica de la unión de la brecha, también pueden pasar entre las células. Esto resulta en un “efecto espectador.” donde una célula dañada o enferma pasa señales apoptóticas a su vecino resultando en la muerte de ambas células.

En las plantas, la señalización dependiente del contacto se produce mediante el uso de plasmodesmata. Al igual que las uniones de separación, son canales citoplasmáticos entre dos células. Pasan a través de la pared celular y la membrana. El plasmodesmata también dirige la comunicación desde una sola célula a muchas células; por lo tanto, también son susceptibles a los “efectos de espectador”.

A diferencia de las uniones de separación, los canales de plasmodesmata son más flexibles en las moléculas que dejan pasar entre las células. En el centro de la mayoría de los canales hay un tubo del retículo endoplasmático (ER) que se extiende entre las dos células. Esta extensión de ER se llama el desmotubulo que rodea el manguito citoplasmático. Esta manga permite el transporte pasivo y activo de moléculas. Para transportar moléculas más grandes, como factores de transcripción, ARN pequeño u otros ácidos y proteínas nucleicos, la plasmodesmata puede dilatar. Debido a esta capacidad, plasmodesmata juega un papel clave en la información de la posición de la célula y el destino de la célula. Desafortunadamente, esta capacidad también permite que la infección viral se propague rápidamente entre las células.