Transducción de señal
La transducción de señales en biología es un mecanismo celular. Convierte un estímulo en una respuesta en la célula. Hay dos etapas en este proceso:
- Una molécula de señalización se une a una proteína receptora de la membrana celular.
- Un segundo mensajero transmite la señal a la célula y se produce un cambio en ella.
Así, la transducción de la señal comienza con una señal a un receptor celular y termina con un cambio en la función de la célula. En cualquiera de los dos pasos, la señal puede ser amplificada. Así, una molécula de señalización puede provocar muchas respuestas.
Los receptores están en la membrana celular, con una parte del receptor fuera y otra dentro de la célula. La señal química se une a la parte exterior del receptor, cambiando su forma. Esto provoca otra señal dentro de la célula. Algunos mensajeros químicos, como la testosterona, pueden atravesar la membrana celular y unirse directamente a los receptores del citoplasma o del núcleo.
A veces hay una cascada de señales dentro de la célula. Con cada paso de la cascada, la señal puede amplificarse, por lo que una pequeña señal puede dar lugar a una gran respuesta. Finalmente, la señal crea un cambio en la célula, ya sea en la expresión del ADN en el núcleo o en la actividad de las enzimas en el citoplasma.
La mayoría de las veces se trata de secuencias ordenadas de reacciones bioquímicas en el interior de la célula. Éstas son llevadas a cabo por enzimas y enlazadas a través de segundos mensajeros. Así se produce una "vía de segundos mensajeros". Estas cosas suelen ocurrir rápidamente, a veces muy rápidamente. Pueden durar desde milisegundos (en el caso del flujo de iones) hasta días en el caso de la expresión genética.
El número de proteínas y otras moléculas que participan aumenta durante el proceso. Así, se desarrolla una "cascada de señales" y un estímulo relativamente pequeño puede provocar una gran respuesta.
En las bacterias y otros organismos unicelulares, los procesos de transducción que tiene una célula limitan el número de formas en que puede responder a su entorno. En los organismos multicelulares, se utilizan muchos procesos de transducción de señales diferentes para coordinar el comportamiento de las células individuales. De este modo se organiza la función del organismo en su conjunto. Cuanto más complejo es el organismo, más complejo es el repertorio de procesos de transducción de señales que debe poseer.
Así, la detección del entorno externo e interno a nivel celular se basa en la transducción de señales. Muchas enfermedades, como la diabetes, las cardiopatías, la autoinmunidad y el cáncer, se deben a defectos en las vías de transducción de señales. Esto pone de manifiesto la importancia crítica de la transducción de señales para la biología y la medicina.
Estos sistemas de comunicación entre células son muy antiguos y se encuentran en todos los metazoos.
Reacciones externas y reacciones internas para la transducción de señales
Vías de transducción de señales
Muestra toda la gama de vías de transducción de señales
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la transducción de señales?
R: La transducción de señales es un mecanismo celular que convierte un estímulo en una respuesta en la célula.
P: ¿Cuáles son las dos etapas de la transducción de señales?
R: Las dos etapas de la transducción de señales son (1) cuando una molécula señalizadora se une a una proteína receptora de la membrana celular, y (2) cuando un segundo mensajero transmite la señal a la célula, provocando un cambio en la misma.
P: ¿Cómo pueden amplificarse las señales durante cualquiera de las dos etapas de la transducción de señales?
R: Las señales pueden amplificarse durante cualquiera de las dos etapas de la transducción de señales haciendo que una molécula señalizadora provoque muchas respuestas.
P: ¿Dónde se localizan los receptores en las células?
R: Los receptores están situados en la membrana celular, con una parte del receptor fuera y otra dentro de la célula.
P: ¿Cómo funciona la señalización química dentro de las células?
R: La señalización química funciona dentro de las células uniéndose a los receptores en la parte exterior de la membrana, lo que provoca otra señal dentro de la célula. En algunos casos, puede haber una cascada de señales dentro de la célula que amplifica las pequeñas señales hasta convertirlas en grandes respuestas. Finalmente, esto crea cambios en la expresión genética o en la actividad enzimática dentro de las células.
P: ¿Por qué estos procesos suelen ocurrir rápidamente?
R: Estos procesos suelen ocurrir rápidamente porque pueden durar desde milisegundos (en los casos de flujo iónico) hasta días en el caso de la expresión génica.
P: ¿Por qué es importante comprender cómo funciona la transducción de señales?
R: Es importante comprender cómo funciona la transducción de señales porque muchos procesos patológicos como la diabetes, las cardiopatías, la autoinmunidad y el cáncer surgen de defectos en estas vías. Además, comprender estos sistemas ayuda a coordinar el comportamiento entre células individuales para que los organismos puedan funcionar como unidades completas.
