Abrir o menú principal

Molécula de sinalización

(Redirixido desde "Molécula sinalizadora")

As moléculas de sinalización son moléculas implicadas na transmisión de información entre as distintas células dos organismos multicelulares, ou entre distintos organismos multicelulares ou unicelulares da mesma ou distinta especie. Entre estas moléculas están: hormonas, neurotransmisores, citocinas, feromonas, N-acil homoserina lactonas, os xasmonatos das plantas etc, algúns dos cales funcionan como autoindutores.

Moléculas de sinalización celular en organismos multicelularesEditar

Nun organismo multicelular a sinalización entre células ten lugar por medio da liberación de moléculas no espazo extracelular (que pode ser unha sinalización parácrina a distancias curtas ou endócrina a longa distancia) ou ben por contacto directo, o que se denomina sinalización xustácrina.[1] A sinalización autócrina é un caso especial de sinalización parácrina na que a célula secretora ten a capacidade de responder á unha molécula de sinalización propia segregada.[2] A sinalización sináptica é un caso especial de sinalización parácrina (nas sinapses químicas) ou de sinalización xustácrina (nas sinapses eléctricas) entre as neuronas e as células diana. As moléculas de sinalización interaccionan coas células diana como ligandos para os receptores da superficie celular, e/ou entran nas células a través das membranas ou por endocitose na sinalización intrácrina. Isto dá lugar xeralmente á activación de segundos mensaxeiros, o que orixinará diversos efectos fisiolóxicos.

Unha determinada molécula úsase normalmente en varias formas de sinalización, e, por tanto, non é posible facer unha clasificación das moléculas polo seu modo de sinalización. Hai polo menos tres tipos de moléculas que son ampliamente recoñecidas como moléculas de sinalización, aínda que esta clasificación non é exhaustiva e ten límites imprecisos, xa que a adscrición a un ou outro grupo non é exclusiva e depende do contexto. Estes tres tipos son:

As moléculas de sinalización poden pertencer a varias clases de compostos químicos: lípidos, fosfolípidos, aminoácidos, monoaminas, proteínas, glicoproteínas, ou gases. As moléculas de sinalización que se unen aos receptores de superficie son normalmente de gran tamaño e hidrófilas (por exemplo TRH, vasopresina, acetilcolina), e as que entran na célula son normalmente pequenas e hidrofóbicas (por exemplo os glicocorticoides, hormonas tiroides, colecalciferol, ácido retinoico), pero hai moitas excepcións, e unha mesma molécula pode actuar tanto a través da súa unión a un receptor de superficie coma de modo intrácrino causando diferentes efectos.[2] Na sinalización intrácrina, unha vez que a molécula está dentro da célula, esta pode unirse a un receptor intracelular, ou a outros elementos ou ben estimular a actividade de encimas (por exemplo, como fan certos gases). A acción intrácrina de hormonas peptídicas aínda se discute.[3]

Gases. Algunhas células humanas producen pequenas cantidades de sulfuro de hidróxeno, o cal ten varias funcións de sinalización biolóxicas. Actualmente só se coñecen outros dous gases que actúen como moléculas de sinalización no corpo humano, que son: óxido nítrico e monóxido de carbono.[4]

Moléculas de sinalización intraespecífica e interespecíficaEditar

A sinalización molecular pode ocorrer entre diferentes organismos, tanto unicelulares coma multicelulares, ou entre individuos da mesma especie. O organismo emisor produce a molécula de sinalización, segrégaa ao ambiente, onde difunde, e é detectada ou introducida no organismo receptor. Nalgúns casos de sinalización entre especies, o organismo emisor pode en realidade ser o hóspede do organismo receptor, ou o contrario.

A sinalización dentro dunha mesma especie (intraespecífica) ten lugar especialmente entre as bacterias, lévedos, e insectos, pero tamén en moitos vertebrados. As moléculas de sinalización utilizadas polos organismos multicelulares son normalmente feromonas, e poden ter as funcións de alertar contra o perigo, indicar onde hai fontes de alimentos, ou axudar á reprodución.[5] Nos organismos unicelulares como as bacterias, a sinalización pode utilizarse para "activar" a outras bacterias similares que estaban en estado de dormencia, aumentar a virulencia, defenderse contra os bacteriófagos etc.[6] No fenómeno da percepción do quórum, os múltiples sinais individuais que se emiten teñen a potencialidade de crear un bucle de retroalimentación positivo, xerando unha resposta coordinada, e neste contexto as moléculas de sinalización denomínanse autoindutores.[7][8][9] Este fenómeno é smilar á coestimulación autócrina de organismos multicelulares, ademais nas bacterias ten lugar unha especie de diferenciación celular con resposta alterada a sinais enviados polos seus conxéneres, o que demostra que hai unha certa semellanza coa sinalización parácrina dos organismos pluricelulares.[10] Este mecanismo de sinalización puido ter influído na evolución desde os organismos unicelulares aos multicelulares.[7][11] As bacterias tamén utilizan sinalizacións dependentes do contacto entre células, principalmente para limitar o seu crecemento.[12][13] Moléculas importantes na sinalización da percepción do quórum bacteriana son as N-acil homoserina lactonas.

A sinalización molecular pode darse tamén entre individuos de diferentes especies, isto estudouse especialmente nas bacterias.[14][15][16] Distintas especies bacterianas poden coordinarse para colonizar un hóspede e participar na percepción do quórum.[17] Tamén se investigaron estratexias terapéuticas para interromper este fenómeno.[18][19] As interaccións mediadas por medio de moléculas de sinalización tamén se cre que ocorren entre a flora intestinal e os seus hóspedes, como parte das relacións simbióticas ou de comensalismo.[19][20]

As plantas poden enviar polo aire moléculas volátiles como algúns xasmonatos que alertan a outros individuos próximos dalgún perigo, como o herbivorismo feito polos insectos.

NotasEditar

  1. Gilbert, Scott F. (2000). "Juxtacrine Signaling". En NCBI bookshelf. Developmental biology (6. ed. ed.). Sunderland, Mass.: Sinauer Assoc. ISBN 0878932437. 
  2. 2,0 2,1 Bruce Alberts; et al. (2002). "General Principles of Cell Communication". En NCBI bookshelf. Molecular biology of the cell (4th ed.). New York: Garland Science. ISBN 0815332181. 
  3. Re, R (1999 Oct). "The nature of intracrine peptide hormone action.". Hypertension 34 (4 Pt 1): 534–8. PMID 10523322. Arquivado dende o orixinal o 02 de abril de 2016. Consultado o 22 de abril de 2013. 
  4. Hausman, Geoffrey M. Cooper, Robert E. (2000). "Signaling Molecules and Their Receptors". En NCBI bookshelf. The cell : a molecular approach (2nd ed.). Washington, D.C.: ASM Press. ISBN 087893300X. 
  5. Tirindelli, R; Dibattista, M; Pifferi, S; Menini, A (2009 Jul). "From pheromones to behavior.". Physiological reviews 89 (3): 921–56. PMID 19584317. doi:10.1152/physrev.00037.2008. 
  6. Mukamolova, GV; Kaprelyants, AS; Young, DI; Young, M; Kell, DB (1998 Jul 21). "A bacterial cytokine.". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 95 (15): 8916–21. PMID 9671779. 
  7. 7,0 7,1 Miller, Melissa B.; Bassler, Bonnie L. (1 October 2001). "Quorum sensing in bacteria.". Annual Review of Microbiology 55 (1): 165–199. doi:10.1146/annurev.micro.55.1.165. 
  8. Kaper, JB; Sperandio, V (2005 Jun). "Bacterial cell-to-cell signaling in the gastrointestinal tract.". Infection and immunity 73 (6): 3197–209. PMID 15908344. 
  9. Camilli, A.; Bonnie L. Bassler (24 February 2006). "Bacterial Small-Molecule Signaling Pathways". Science 311 (5764): 1113–1116. doi:10.1126/science.1121357. 
  10. Lopez, D.; Vlamakis, H.; Losick, R.; Kolter, R. (15 July 2009). "Paracrine signaling in a bacterium". Genes & Development 23 (14): 1631–1638. doi:10.1101/gad.1813709. 
  11. Stoka, AM (1999 Jun). "Phylogeny and evolution of chemical communication: an endocrine approach." (PDF). Journal of molecular endocrinology 22 (3): 207–25. PMID 10343281. 
  12. Aoki, SK; Pamma, R; Hernday, AD; Bickham, JE; Braaten, BA; Low, DA (2005 Aug 19). "Contact-dependent inhibition of growth in Escherichia coli.". Science (New York, N.Y.) 309 (5738): 1245–8. PMID 16109881. 
  13. Blango, Matthew G; Mulvey, Matthew A (31 March 2009). "Bacterial landlines: contact-dependent signaling in bacterial populations". Current Opinion in Microbiology 12 (2): 177–181. doi:10.1016/j.mib.2009.01.011. 
  14. Shank, Elizabeth Anne; Kolter, Roberto (31 March 2009). "New developments in microbial interspecies signaling". Current Opinion in Microbiology 12 (2): 205–214. doi:10.1016/j.mib.2009.01.003. 
  15. Ryan, R. P.; Dow, J. M. (1 July 2008). "Diffusible signals and interspecies communication in bacteria" (PDF). Microbiology 154 (7): 1845–1858. doi:10.1099/mic.0.2008/017871-0. 
  16. Ryan, Robert P.; Dow, J. Maxwell (28 February 2011). "Communication with a growing family: diffusible signal factor (DSF) signaling in bacteria". Trends in Microbiology 19 (3): 145–152. doi:10.1016/j.tim.2010.12.003. 
  17. Déziel, E; Lépine, F; Milot, S; He, J; Mindrinos, MN; Tompkins, RG; Rahme, LG (2004 Feb 3). "Analysis of Pseudomonas aeruginosa 4-hydroxy-2-alkylquinolines (HAQs) reveals a role for 4-hydroxy-2-heptylquinoline in cell-to-cell communication.". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101 (5): 1339–44. PMID 14739337. 
  18. Federle, Michael J.; Bassler, Bonnie L. (31 October 2003). "Interspecies communication in bacteria". Journal of Clinical Investigation 112 (9): 1291–1299. doi:10.1172/JCI20195. 
  19. 19,0 19,1 Sperandio, V.; et al. (14 July 2003). "Bacteria-host communication: The language of hormones". Proceedings of the National Academy of Sciences 100 (15): 8951–8956. doi:10.1073/pnas.1537100100. 
  20. Hooper, L. V. (10 May 2001). "Commensal Host-Bacterial Relationships in the Gut". Science 292 (5519): 1115–1118. doi:10.1126/science.1058709.