Pawlina. Histología texto y Atlas. 8 ed

La mayoría de los procesos de señalización son iniciados por la unión de mensajeros primarios a receptores especí cos, los cuales se encuentran en un estado inactivo cuando no hay ligandos. Las seña- les que se originan desde los receptores son transmitidas a moléculas diana dentro de la célula por el sistema de segundos mensajeros . Los receptores en general se clasi can en tres grupos, que se describen en secciones previas y en capítulos posteriores: canales (p. 34), re- ceptores intracelulares y receptores de la superficie celular ( véase cap. 21, Órganos endocrinos ). El último grupo incluye miembros de la familia de receptores acoplados a la proteína G ( véase cap. 21), la familia de receptores ligados a procesos asociados con enzimas (catalí- ticos; véase cap. 21) y la familia de integrinas de receptores de la matriz extracelular-célula ( véase cap. 5, Tejido epitelial ). La activación de los receptores de la superficie celular lleva a mo- dificaciones postraduccionales, que ayudan a amplificar la señal. Las proteínas intracelulares experimentan varias modificaciones postraduccionales que ayudan a ampli car la señal que recibe la célula. Estas incluyen lo siguiente: • Fosforilación (adición de grupos fosfato, PO 4 3 − ) • Glucosilación (adición de diferentes monosacáridos) • Acetilación (adición de grupos acetilo funcionales, COCH 3 ) • Metilación (adición de grupos metilo, CH 3 ) • Nitrosilación (reacción de ácido nítrico [NO con residuos de cisteínas libres]) • Ubicuitinación (agregado de proteínas ubicuitina) • SUMOilación (agregado de la proteína pequeña modi cadora relacionada con la ubicuitina [SUMO, small ubiquitin-related modi er ]) Junto con la activación de los receptores de super cie celular, se produce una activación de cascadas de reacciones intracelulares ligadas a la cinasa. Las cinasas y las fosfatasas son familias de en- zimas que median la fosforilación y la desfosforilación de las pro- teínas celulares, respectivamente. La fosforilación de residuos serilo, treonilo y tirosilo pueden alterar la actividad, las concentraciones o la ubicación subcelular de las proteínas. Existen varias proteínas cinasas en las células y se clasi can del siguiente modo: • Proteínas-cinasas dependientes del primer mensajero , como la proteína-cinasa A dependiente del monofosfato de adeno- sina (AMP, adenosine monophosphate ; véase g. 13-12) cíclico, la proteína-cinasa G dependiente del progenitor granulocítico/mono- cítico cíclico ( véase g. 13-12) y la cinasas dependientes de calcio/ calmodulina, incluso la miosina-cinasa de cadena ligera (MLCK, myosin light-chain kinase ; véase g. 11-28). • Proteínas-cinasas dependientes del segundo mensajero , como las enzimas de la cascada de proteína-cinasa activada por mitógeno (MAPK, mitogen-activated protein kinase ), las cinasas dependientes de ciclina y las tirosinas-cinasas. Así, los patrones espacio-temporales intracelulares de eventos de fosforilación especí cos están estrechamente vinculados con muchas de las respuestas celulares que se describen en los siguientes capítulos. Transporte de membrana y transporte vesicular Las sustancias que entran o salen de la célula deben atrave- sar la membrana plasmática. Algunas sustancias (moléculas liposolubles pequeñas sin carga y gases) cruzan la membrana plasmática por difusión simple o pasiva a favor de su gradiente de concentración, sin gasto de energía metabólica y

PROTEÍNA TRANSPOR- TADORA

PROTEÍNA CANAL ( )

DIFUSIÓN SIMPLE

36

( )

sin ayuda de proteínas de transporte ( g. 2-7). Todas las otras molécu- las necesitan proteínas de transporte de membrana que les propor- cionen un paso individual a través de la membrana plasmática. Por lo general, hay dos clases de proteínas de transporte: • Proteínas transportadoras , que trans eren moléculas hidro- solubles pequeñas; son altamente selectivas y con frecuencia transportan solo un tipo de molécula. Después de unirse a una molécula destinada al transporte, la proteína transportadora es sometida a una serie de cambios de conformación y libera la molécula al otro lado de la membrana ( véase g. 2-7). Algu- nas proteínas transportadoras, como la bomba de Na + /K + o la bomba de H + , requieren energía para el transporte activo de las moléculas en contra de su gradiente de concentración. Otras proteínas transportadoras, como los transportadores de glucosa, no requieren energía y participan en el transporte pasivo . • Canales , que también trans eren moléculas hidrosolubles pe- queñas. En general, los conductos están formados por proteínas transmembrana con varios dominios transmembrana que crean canales hidró los a través de la membrana plasmática. Con fre- cuencia, los canales contienen un dominio de poro que penetra parcialmente la bicapa de la membrana y sirve como ltro selec- tivo de iones. El dominio de poro es responsable de su alta selecti- vidad iónica, que se logra regulando su estructura tridimensional ( véase g. 2-7). Los canales son especí cos para cada ion y son re- gulados según las necesidades de la célula. El transporte realizado por el canal puede regularse a través de potenciales de membrana (p. ej., canales iónicos activados por voltaje en las neuronas ), neurotransmisores (p. ej., canales iónicos activados por ligan- dos , como los receptores de acetilcolina en las células musculares) o por tensión o estiramiento mecánico (p. ej., canales iónicos activados por fuerzas mecánicas en el oído interno). FIGURA 2-7. Movimiento de las moléculas a través de la mem- brana plasmática. Las moléculas liposolubles y otras moléculas pequeñas sin carga (en verde ) atraviesan la membrana plasmática por difusión simple a favor de su gradiente de concentración. Otras moléculas necesitan proteínas de transporte de membrana que les ayuden a atravesar la membrana plasmática. Las pequeñas molécu- las hidrosolubles (en azul ) necesitan proteínas transportadoras muy selectivas para ser transferidas a través de la membrana plasmática. Una vez unida a una molécula, la proteína transportadora pasa por una serie de cambios de conformación y libera la molécula del otro lado de la membrana. Si el proceso necesita energía, se llama transporte activo (p. ej. transporte de iones H + contra su gradiente de concen- tración). Si el proceso no requiere energía, se denomina transporte pasivo (p. ej., el transporte de glucosa). Los iones y otras molécu- las pequeñas cargadas (en púrpura ) son transportados a través de la membrana plasmática por proteínas de canales selectivas de iones. En las neuronas, por ejemplo, el transporte de iones está regulado por los potenciales de membrana (canales iónicos dependientes de voltaje); en las células del músculo esquelético, las uniones neuro- musculares tienen canales iónicos activados por ligando. TRANSPORTE DE MEMBRANA

CAPÍTULO 2. CITOPLASMA CELULAR ■ ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

SAMPLE