Segundos mensajeros

Los segundos mensajeros son moléculas e iones intracelulares pequeños, de rápida difusión, cuyas concentraciones cambian en respuesta a la activación de receptores y que retransmiten, amplifican y distribuyen una señal recibida en la superficie celular a objetivos intracelulares. Ejemplos clásicos incluyen el AMP cíclico, el GMP cíclico, el inositol 1,4,5-trifosfato, el diacilglicerol y los iones de calcio.

Definition

Un segundo mensajero es una molécula o ion de señalización intracelular no proteico que se produce o libera rápidamente tras la activación de un receptor de superficie celular y que propaga la señal uniéndose y regulando proteínas efectoras posteriores.

Scope

El tema abarca los principales sistemas de segundos mensajeros, las enzimas que los generan y degradan, sus efectores posteriores y la forma en que amplifican y modulan las señales. Se trata como un tema bioquímico y molecular dentro de los mecanismos de transducción de señales.

Core questions

• ¿Cómo se generan y degradan los segundos mensajeros para que las señales sean rápidas y reversibles?
• ¿Cómo produce un único segundo mensajero muchos efectos posteriores distintos?
• ¿Cómo confinan las células las señales de los segundos mensajeros en el espacio y el tiempo?

Key concepts

• AMP cíclico (cAMP)
• Inositol 1,4,5-trifosfato (IP3)
• Diacilglicerol (DAG)
• Ion calcio como mensajero
• Adenilil ciclasa y fosfodiesterasa
• Amplificación de la señal
• Proteínas efectoras (PKA, PKC)

Mechanisms

Un receptor activado estimula una enzima que produce un segundo mensajero: por ejemplo, la adenilil ciclasa convierte el ATP en AMP cíclico, mientras que la fosfolipasa C escinde un fosfolípido de membrana para liberar inositol trifosfato y diacilglicerol. Estos mensajeros se unen a efectores como la proteína quinasa A (activada por AMP cíclico) o la proteína quinasa C (activada por diacilglicerol y calcio), mientras que el inositol trifosfato desencadena la liberación de calcio de los depósitos intracelulares. Debido a que una enzima activada genera muchas moléculas mensajeras, y cada efector puede actuar sobre muchos sustratos, el sistema amplifica la señal original. Enzimas dedicadas como las fosfodiesterasas degradan los nucleótidos cíclicos, asegurando que la respuesta sea transitoria y reversible. El AMP cíclico, actuando a través de la proteína quinasa A, también llega al núcleo para regular la transcripción génica.

Clinical relevance

Los sistemas de segundos mensajeros son el punto de acción de muchos reguladores fisiológicos y agentes farmacológicos, y la alteración de la señalización de los mensajeros se presenta en numerosos procesos patológicos. Esta entrada describe los mecanismos a un nivel de referencia y no constituye una base para decisiones individuales de diagnóstico o tratamiento.

Evidence & guidelines

La comprensión de los segundos mensajeros se basa en la investigación bioquímica y molecular, así como en revisiones y libros de texto autorizados; es una ciencia de laboratorio fundamental más que un dominio de guías clínicas.

History

El descubrimiento del AMP cíclico por Earl Sutherland a finales de la década de 1950 introdujo el concepto de que las hormonas actúan a través de un segundo mensajero intracelular, trabajo por el cual recibió el Premio Nobel. El marco se expandió con el reconocimiento de la vía de los fosfoinosítidos, en la que Berridge e Irvine identificaron el inositol trifosfato como un segundo mensajero que moviliza el calcio intracelular, y con estudios posteriores que mostraron cómo el AMP cíclico se vincula con el control transcripcional.

Key figures

• Earl Sutherland
• Martin Rodbell
• Michael Berridge
• Robin Irvine
• Marc Montminy

Seminal works

• berridge-1984
• sutherland-1972
• montminy-1997

Frequently asked questions

¿Qué hace que una molécula sea un segundo mensajero?

Es una pequeña molécula o ion intracelular que se produce o libera en respuesta a una señal de receptor y que transmite la señal regulando proteínas posteriores, a diferencia del primer mensajero, que es la señal extracelular en sí misma.

¿Cómo se desactiva una señal de segundo mensajero?

Enzimas y transportadores dedicados eliminan el mensajero; por ejemplo, las fosfodiesterasas descomponen los nucleótidos cíclicos y las bombas e intercambiadores restauran el bajo nivel de calcio en reposo, por lo que la respuesta termina cuando cesa el estímulo.