Molécula de sinalización

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 multicelulares 
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. 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. 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 amplamente 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:
 Hormonas. Son as principais moléculas de sinalización típicas do sistema endócrino, aínda que a miúdo unhas hormonas regulan a secreción doutras por medio dunha sinalización local (por exemplo, as células dos illotes de Langerhans), e a maioría tamén se expresan nos tecidos para propósitos locais (como é o caso da anxiotensina).
 Neurotransmisores. Son moléculas de sinalización do sistema nervioso, e tamén inclúen aos neuropéptidos e neuromoduladores. Algúns neurotransmisores como as catecolaminas tamén as segrega o sistema endócrino á circulación sanguínea sistémica.
 Citocinas. Son moléculas de sinalización do sistema inmunitario, cun papel principalmente parácrino ou xustácrino, aínda que durante as respostas inmunes significativas poden ter unha forte presenza na circulación, cun efecto sistémico (alterando o metabolismo do ferro ou a temperatura corporal). Os factores de crecemento poden ser considerados como citocinas ou ben como unha clase de moléculas diferentes.

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. 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.

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.

 Moléculas de sinalización intraespecífica e interespecífica 
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. 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. 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. 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. Este mecanismo de sinalización puido ter influído na evolución desde os organismos unicelulares aos multicelulares. As bacterias tamén utilizan sinalizacións dependentes do contacto entre células, principalmente para limitar o seu crecemento. 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. Distintas especies bacterianas poden coordinarse para colonizar un hóspede e participar na percepción do quórum. Tamén se investigaron estratexias terapéuticas para interromper este fenómeno. 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.

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.

 Notas 

Categoría:Bioloxía celular
Categoría:Transdución de sinais