Cambios en las Vías de Transducción de Señales

Causas de los cambios en las vías de transducción de señales

Entonces, ¿qué causa los cambios en las vías de transducción de señales? En esta sección hablaremos de tres causas principales: las condiciones ambientales, las mutaciones y la presencia de moléculas inhibidoras o activadoras.

Condiciones ambientales

Cuando las condiciones ambientales, como la temperatura o el pH, se alteran más allá del rango habitable de una célula, las proteínas y enzimas de las vías de transducción de señales pueden desnaturalizarse y perder su capacidad de funcionar correctamente.

Ladesnaturalización se refiere a la modificación de la estructura molecular de una proteína (Fig. 1). Esto implica la ruptura de los enlaces débiles dentro de una molécula proteica que dan a la proteína su estructura altamente ordenada. Por esta razón, las células expuestas a condiciones fuera de su rango de habitabilidad pueden morir.

Mutaciones

Las proteínas y enzimas que intervienen en la transducción de señales se producen mediante la síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas depende de la secuencia de nucleótidos dentro del ADN, por lo que cualquier mutación en el ADN acabará repercutiendo en la proteína que codifican los genes mutados.

Como hay tantas proteínas en una sola vía de transducción de señales, existe un alto riesgo de que se produzca una alteración de la vía. Sin embargo, no todas las proteínas alteran el sistema de la misma manera.

Por ejemplo, si se altera el gen que codifica la proteína receptora, se interrumpiría toda la vía de transducción de señales. En cambio, si se altera una enzima situada al final de la cascada de señales, el impacto en el conjunto de la vía puede ser menor, ya que esta enzima es sólo una de los cientos o miles que responden a la señal original.

Inhibidores y moléculas activadoras

Una vía de transducción de señales puede verse alterada por diversos inhibidores y activadores, incluidas sustancias como los pesticidas y algunos medicamentos.

Hay muchos tipos diferentes de inhibidores que tienen el poder de alterar el papel de una enzima en una vía de transducción de señales, entre ellos:

• Los inhibidorescompetitivos bloquean físicamente el sitio activo, impidiendo la entrada del sustrato.

• Los inhibidoresno competi tivos se unen a un sitio diferente de la enzima, pero también obstaculizan la catálisis de la reacción.

• Los inhibidoresno competitivos se unen al complejo enzima-sustrato, impidiendo así la catálisis.

Por otro lado, los activadores son moléculas que se unen de forma reversible o irreversible a las proteínas receptoras. Los activadores tienen la capacidad de activar vías que de otro modo no se habrían activado. Muchos pesticidas, por ejemplo, son fuertes activadores de las vías de transducción de señales en las neuronas, lo que provoca hiperactividad en los cerebros de los insectos y, finalmente, la muerte.

Cambios en las vías de señalización de la insulina

La hormona insulina es producida por las células beta del páncreas. Cuando las células pancreáticas detectan niveles elevados de glucosa en el torrente sanguíneo, se libera insulina. Las moléculas de insulina viajan por el torrente sanguíneo hasta que cada molécula alcanza una proteína tirosina quinasa receptora en sus células diana.

La unión de la insulina con el receptor tirosina quinasa provoca la dimerización de las proteínas RTK, lo que a su vez provoca la fosforilación de sus dominios intracelulares. Entonces se inicia una cascada de fosforilación que activa una serie de reacciones en toda la célula, incluida la unión de una vesícula que contiene importadores de glucosa con la membrana celular, que entonces importa glucosa del torrente sanguíneo.

¿Qué ocurre cuando se producen cambios en esta vía de señalización? Digamos que hay una mutación en el gen implicado en la producción de insulina, que cambia su forma o química y, por tanto, altera su capacidad de unirse al receptor. Si esto ocurre, puede interrumpirse toda la vía de transducción de señales. Esta afección genética causa diabetes neonatal.

Asimismo, los genes que codifican los receptores de insulina pueden heredarse con mutaciones potencialmente peligrosas, lo que da lugar al síndrome de Donohue, que conduce al duendeismo, que se manifiesta en el individuo afectado con una estatura pequeña, ojos saltones, orificios nasales respingones y labios gruesos. Estas mutaciones son extremadamente perjudiciales porque se producen al principio de la ruta de transducción de señales, lo que provoca la ruptura total de toda la ruta.