Sistema de segundo mensajero
Los segundos mensajeros son moléculas de señalización intracelular liberadas por la célula en respuesta a la exposición a moléculas de señalización extracelular: los primeros mensajeros . (Las señales intracelulares, una forma no local o señalización celular , que abarca tanto primeros mensajeros como segundos mensajeros, se clasifican como yuxtacrinas , paracrinas y endocrinas según el rango de la señal). Los segundos mensajeros desencadenan cambios fisiológicos a nivel celular, como la proliferación . , diferenciación , migración , supervivencia , apoptosis y despolarización .
Los ejemplos de moléculas de segundos mensajeros incluyen AMP cíclico , GMP cíclico , trifosfato de inositol , diacilglicerol y calcio . [2] Los primeros mensajeros son factores extracelulares, a menudo hormonas o neurotransmisores , como la epinefrina , la hormona del crecimiento y la serotonina . Debido a que las hormonas peptídicas y los neurotransmisores suelen ser moléculas hidrofílicas bioquímicamente , es posible que estos primeros mensajeros no crucen físicamente la bicapa de fosfolípidos para iniciar cambios dentro de la célula directamente, a diferencia dehormonas esteroides , que generalmente lo hacen. Esta limitación funcional requiere que la célula tenga mecanismos de transducción de señales para transducir el primer mensajero en segundos mensajeros, de modo que la señal extracelular pueda propagarse intracelularmente. Una característica importante del sistema de señalización del segundo mensajero es que los segundos mensajeros pueden acoplarse aguas abajo a cascadas de cinasas multicíclicas para amplificar en gran medida la fuerza de la señal original del primer mensajero. [3] [4] Por ejemplo, las señales de RasGTP se vinculan con la cascada de proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK) para amplificar la activación alostérica de factores de transcripción proliferativos como Myc y CREB .
Earl Wilbur Sutherland Jr. , descubrió a los segundos mensajeros, por lo que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1971 . Sutherland vio que la epinefrina estimularía al hígado para convertir el glucógeno en glucosa (azúcar) en las células del hígado, pero la epinefrina por sí sola no convertiría el glucógeno en glucosa. Descubrió que la epinefrina tenía que desencadenar un segundo mensajero, el AMP cíclico , para que el hígado convirtiera el glucógeno en glucosa. [5] Los mecanismos fueron desarrollados en detalle por Martin Rodbell y Alfred G. Gilman , quienes ganaron el Premio Nobel de 1994. [6] [7]
Los sistemas de mensajeros secundarios pueden sintetizarse y activarse mediante enzimas, por ejemplo, las ciclasas que sintetizan nucleótidos cíclicos , o mediante la apertura de canales iónicos para permitir la entrada de iones metálicos, por ejemplo, la señalización de Ca 2+ . Estas pequeñas moléculas se unen y activan proteínas quinasas, canales iónicos y otras proteínas, continuando así la cascada de señalización.
Hay varios sistemas de mensajeros secundarios diferentes ( sistema cAMP , sistema de fosfoinositol y sistema de ácido araquidónico ), pero todos son bastante similares en el mecanismo general, aunque las sustancias involucradas y los efectos generales pueden variar.
En la mayoría de los casos, un ligando se une a una molécula de proteína receptora que atraviesa la membrana. La unión de un ligando al receptor provoca un cambio de conformación en el receptor. Este cambio de conformación puede afectar la actividad del receptor y dar como resultado la producción de segundos mensajeros activos.
