Todos los organismos, ya sean unicelulares o multicelulares, necesitan responder a su entorno en constante cambio para sobrevivir y florecer.
Tales respuestas se rigen por la capacidad de las células para detectar los cambios físicos y las señales químicas que ocurren a su alrededor.
El proceso de detección y respuesta a señales extrínsecas a menudo se denomina comunicación celular, aunque los científicos también usan términos como «señal de transducción» o «señalización».
Las células responden a una amplia gama de señales extrínsecas que incluyen mensajeros químicos (por ejemplo, hormonas, factores de crecimiento, neurotransmisores), impulsos eléctricos, fuerzas mecánicas, pH, calor y luz.
Diversidad y evolución de las vías de señalización celular
La comunicación celular abarca una amplia gama de señales extrínsecas, vías de señalización intracelular y respuestas celulares. De hecho, no hay dos tipos de células que expresen exactamente el mismo repertorio de componentes de señalización.
Por el contrario, las células tienen sistemas de señalización que se adaptan a su función fisiológica. La comunicación celular ocurre cuando los estímulos extrínsecos se unen a los receptores en sus células diana.
Aunque no todas las comunicaciones celulares dependen de la activación de los receptores, es el mecanismo más común por el cual las células perciben su entorno o se comunican entre sí.
El término comunicaciones celulares se usa para referirse a diferentes tipos de comunicación que ocurren entre las células. La comunicación celular da permiso a las células para comunicarse entre sí y realizar las funciones corporales.
Comunicación intercelular
Esta forma de comunicación se refiere al intercambio de información entre células en humanos y animales. Ejemplo: transmisión sináptica, secreción de hormona a través de exocitosis vesicular, etc.
La comunicación celular se produce en tres etapas:
Recepción
La célula objetivo detecta una señal cuando una molécula de señalización, también llamada ligando, se une a los receptores de la superficie celular.
Estos receptores de señal son proteínas transmembrana que pueden conducir la información de enlace del ligando desde fuera de la célula al interior, efectuando un cambio conformacional en su propia estructura tridimensional, cuando una leyenda específica se une a ella.
Transducción
Después de aceptar la señal por los receptores, el proceso de respuesta a esa señal comienza y este proceso se conoce como transducción. El proceso de transducción pasa por una serie de cambios y en algún momento es solo un paso.
La transducción de señales que se produce en múltiples pasos incluye la activación de una o varias proteínas que se encuentran aguas abajo del receptor activado.
La activación puede ocurrir por cambios estructurales adicionales en las proteínas, por adición o eliminación de un grupo fosfato, o por la liberación de otras moléculas pequeñas o iones que pueden actuar como mensajeros secundarios.
La liberación de iones o pequeñas moléculas también puede ocurrir mediante la regulación de los canales iónicos a través de las membranas vesiculares.
Respuesta
La respuesta viene en forma de una reacción después de la transmisión de señales, estas reacciones estarán en cualquier tipo de actividad celular.
Diferentes tipos de comunicación celular
Las células se comunican entre sí a través del contacto directo de la membrana celular o mediante la liberación de moléculas de señal en el torrente sanguíneo, de acuerdo con el Instituto Nacional del Cáncer.
La señalización celular a menudo se denomina comunicación intracelular. Si una célula pierde la capacidad de comunicarse con las células vecinas, puede convertirse en una célula cancerosa.
Señalización yuxtacrina
Cuando una célula inductora usa señalización yuxtacrina para comunicarse con las células circundantes, las proteínas de la célula inductora interactúan con las proteínas receptoras de las células cercanas.
Existen tres tipos diferentes de señalización yuxtacrina. El primero implica una proteína de una célula que se une a una proteína en una célula vecina.
El segundo implica un receptor en una célula que se une a su ligando en la matriz extracelular secretada por una célula vecina.
El tercer tipo de señalización yuxtacrina involucra a una célula que transmite una señal directamente a través de un conducto en su citoplasma al citoplasma de una célula vecina.
Señalización paracrina
Con la señalización paracrina, la célula inductora solo se comunica con células localizadas cercanas. Un ejemplo de esto, según los científicos de la Universidad de California, Berkeley, es la conducción de una señal eléctrica desde una célula nerviosa a una célula muscular.
La molécula de señalización en este proceso de señalización paracrina es un neurotransmisor.
Señalización autocrina
La señalización autocrina ocurre cuando una célula responde a sus propias moléculas de señalización que produjo en un momento anterior. Algunos ejemplos de este tipo de señalización incluyen lipofílicas y prostaglandinas que se unen a receptores de membrana.
Señalización endocrina
La señalización endocrina ocurre cuando las células liberan moléculas de señalización en el torrente sanguíneo que eventualmente llegan a la célula con la que intentan comunicarse.
Las moléculas de señalización generalmente son liberadas por la glándula endocrina y viajan a las células en todo el cuerpo. Algunos ejemplos de hormonas con moléculas de señalización son la testosterona, la progesterona y la tiroides.
Estas hormonas ayudan a regular la transcripción y dependen de la presencia de moléculas solubles en agua como insulina, glucagones, histamina y epinefrina.
