Sistemas de segundos mensajeros
Los segundos mensajeros son pequeñas moléculas intracelulares que retransmiten y amplifican las señales recibidas en la superficie celular, convirtiendo la activación del receptor en un cambio químico generalizado dentro de la célula.
Definition
Un segundo mensajero es una pequeña molécula de señalización intracelular cuya concentración aumenta en respuesta a la activación del receptor y que retransmite la señal activando efectores posteriores; los sistemas de segundos mensajeros son las vías construidas alrededor de ellos.
Scope
Este tema abarca los principales segundos mensajeros —AMP cíclico y GMP cíclico, iones de calcio y los productos de la hidrólisis de fosfoinosítidos—, su generación y eliminación, y las enzimas posteriores, como las proteínas quinasas, que activan, ilustrando la amplificación e integración de la señal.
Core questions
- ¿Cómo se produce el AMP cíclico y qué activa?
- ¿Por qué los iones de calcio son segundos mensajeros eficaces?
- ¿Cómo genera la hidrólisis de fosfoinosítidos dos mensajeros a la vez?
- ¿Cómo se mantienen transitorios los niveles de segundos mensajeros?
Key theories
- AMP cíclico como segundo mensajero
- Sutherland demostró que la unión de hormonas eleva el AMP cíclico intracelular, lo que activa quinasas posteriores, estableciendo el paradigma de que una señal de superficie es retransmitida por una pequeña molécula difusible.
- Señalización por fosfoinosítidos
- Berridge e Irvine demostraron que la hidrólisis de un fosfolípido de membrana produce inositol trifosfato y diacilglicerol, dos mensajeros que liberan calcio y activan la proteína quinasa C, ramificando una señal en dos brazos.
Mechanisms
La adenilil ciclasa convierte el ATP en AMP cíclico, que activa la proteína quinasa A; las fosfodiesterasas degradan el AMP cíclico para finalizar la señal. La fosfolipasa C escinde un fosfoinosítido de membrana en inositol trifosfato, que abre los canales de calcio, y diacilglicerol, que activa la proteína quinasa C. El calcio mismo actúa a través de proteínas de unión como la calmodulina. En cada sistema, la generación se equilibra con una rápida eliminación para que los niveles del mensajero sigan la señal entrante.
Clinical relevance
La química de los segundos mensajeros ejemplifica la amplificación y la ramificación en las redes moleculares y es fundamental para la biología química. El tratamiento es descriptivo y no prescriptivo.
History
El descubrimiento del AMP cíclico por Sutherland abrió el campo; la vía de los fosfoinosítidos fue dilucidada por Berridge, Irvine y otros en la década de 1980, y la identificación de la proteína quinasa C por Nishizuka vinculó el diacilglicerol con la fosforilación posterior.
Key figures
- Earl Sutherland
- Michael Berridge
- Yasutomi Nishizuka
Related topics
Seminal works
- sutherland1972
- berridge1984
- nelson2021
Frequently asked questions
- ¿Por qué son útiles los segundos mensajeros?
- Permiten que una señal que actúa en la superficie celular se propague rápidamente por toda la célula y se amplifique, ya que una enzima activada puede generar muchas moléculas mensajeras que, a su vez, activan otros efectores.
- ¿Cómo sirve el calcio como señal si siempre está presente?
- Las células mantienen el calcio citosólico muy bajo en reposo, por lo que un aumento regulado produce una señal aguda y transitoria que las proteínas de unión detectan, después de lo cual las bombas restauran el bajo nivel de reposo.