Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-182

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148 Capítulo 6 
experimentos similares condujeron a la conclusión de que las proteínas 
Ras son importantes en la transducción de señal implicando factores de 
crecimiento.
Los genes Ras codifi can a las proteínas Ras. Ciertas mutaciones en 
los genes Ras resultan en proteínas Ras mutantes que se ligan al GTP sin 
poder hidrolizarlo. Las proteínas Ras mutantes quedan atoradas en el 
estado “encendido”, provocando una división celular sin regulación. Esta 
condición está asociada con varios tipos de cáncer humano. En efecto, 
las mutaciones en los genes Ras se han identifi cado en aproximadamente 
un tercio de todos los cánceres humanos. Para tratar el cáncer, se están 
inventando fármacos que inhiben a los receptores tirosina quinasa espe-
cífi cos y rutas Ras.
Una ruta Ras que ha sido extensamente estudiada es la ruta MAP 
quinasa, también conocida como la ruta ERK; MAP es un acrónimo 
para “mitogen-activated protein” (proteína activada por mitógenos)
(los mitógenos inducen mitosis, la división nuclear asociada con la 
división celular eucariota). ERK es un acrónimo para “extracellular 
signal-regulated kinases” (señal extracelular regulada por quinasas). 
Se han descrito varios grupos distintos de quinasas MAP. La ruta ilus-
trada en la FIGURA 6-13 muestra tres principales proteínas quinasa: Raf, 
Mek y ERK. Las proteínas en la ruta MAP realizan fosforilación a una 
proteína nuclear que se combina con otras proteínas para formar un 
factor de transcripción. Cuando se activan genes específi cos, enton-
ces se sintetizan las proteínas necesarias para el crecimiento celular, 
división celular y diferenciación celular (especialización). La cascada 
MAP quinasa es la principal ruta de señalización para la división y dife-
renciación celular. Como se ilustra en la FIGURA 6-14, en los mamíferos 
las proteínas de señalización ERK 1 y ERK 2 son importantes en la 
fertilidad.
La respuesta a una señal es amplifi cada
Usualmente, las moléculas de señalización están presentes en muy bajas 
concentraciones, sin embargo, son profundos sus efectos sobre la célula. 
Esto es posible porque la señal es amplifi cada, conforme se retransmita a 
través de una ruta de señalización. Por ejemplo, puede examinarse cómo 
la acción de una molécula de señalización como la hormona epinefrina 
es magnifi cada conforme la señal pasa por una serie de proteínas dentro 
de la célula. La epinefrina es liberada por las glándulas suprarrenales en 
respuesta a un peligro o al estrés. Entre sus muchas acciones, la epine-
frina incrementa el ritmo cardiaco, el fl ujo sanguíneo al músculo esque-
lético y la concentración de glucosa en la sangre.
La epinefrina se une a un receptor acoplado a proteínas G, pro-
vocando que el receptor cambie de forma y active una proteína G. 
Una sola molécula de una hormona como la epinefrina puede activar 
a muchas proteínas G. Cada proteína G activa una molécula de ade-
nilil ciclasa y entonces retorna a su estado inactivo. Antes de quedar 
inactiva, cada adenilil ciclasa puede catalizar la producción de nume-
rosas moléculas del AMPc (FIGURA 6-15). Entonces, cada molécula 
del AMPc puede activar a muchas moléculas de una proteína quinasa 
particular. Esa proteína quinasa puede fosforilar a muchas moléculas 
de la siguiente quinasa en la ruta y así sucesivamente ir descendiendo 
por la cascada.
Como un resultado de la amplifi cación de señal, una sola molécu-
 la de señalización puede originar cambios en millones de moléculas al 
extremo de una cascada de señalización. La respuesta es mucho más 
grande que el caso en que las moléculas de señalización actuaran ais-
ladamente. Este proceso de magnifi car la acción de una molécula de 
señalización explica cómo sólo unas cuantas moléculas de señalización 
pueden ocasionar fuertes respuestas en la célula.
crecimiento, división celular, desarrollo y de la posterior transferencia 
de información.
En los animales, las neuronas liberan neurotransmisores que excitan 
o inhiben a otras neuronas o células musculares al afectar los canales ió-
nicos. Por ejemplo, cuando la acetilcolina se liga con un receptor sobre 
una neurona diana, se abre un canal iónico que permite el paso de iones 
de sodio y de potasio. El cambio resultante en la permeabilidad iónica 
puede activar la neurona para que transmita un impulso nervioso. La se-
rotonina y algunos otros neurotransmisores trabajan indirectamente vía 
proteínas G y el AMP cíclico. En esta cadena de eventos, el AMPc activa 
una quinasa que fosforiliza una proteína la cual cierra los canales iónicos 
de potasio. Esta acción origina la transmisión de un impulso nervioso. 
Algunas proteínas G abren o cierran directamente canales iónicos.
Algunos receptores afectan directamente la actividad enzimática, 
mientras que otros inician las rutas de transducción de señal en las cua-
les las enzimas son alteradas por componentes de las rutas. Cuando el 
cuerpo tiene infección bacterial, se liberan ciertos péptidos. Los neu-
trófi los, un tipo de leucocito, tienen receptores de superfi cie celular que 
detectan a esos péptidos. Cuando los péptidos bacteriales se ligan a un 
receptor neutrófi lo, las enzimas son activadas y originan un montaje de 
microfi lamentos (fi lamentos de actina) y de microtúbulos. Las contrac-
ciones de los microfi lamentos en el extremo lejano del neutrófi lo empu-
jan al citoplasma. Esta acción le permite al neutrófi lo moverse hacia las 
bacterias invasoras para destruirlas. Los microtúbulos y una variedad de 
proteínas, incluso la proteína contráctil miosina, parecen ser necesarios 
para este movimiento.
Algunas moléculas de señalización afectan la actividad genética. Por 
ejemplo, algunas moléculas de señalización activan genes que conducen 
a la fabricación de proteínas importantes en el crecimiento y en la divi-
sión celular. En plantas y animales, las hormonas esteroideas regulan el 
desarrollo mediante cambios en la expresión de genes específi cos. En 
las células animales, algunas hormonas esteroideas se ligan a receptores 
nucleares y directamente regulan la expresión de genes diana específi cos. 
En células vegetales, las hormonas esteroideas se unen a receptores de 
superfi cie celular. Entonces la señal se transmite a través de una cadena 
de moléculas, que fi nalmente produce cambios en la expresión genética. 
Las hormonas vegetales se analizarán en detalle en el capítulo 38, y las 
hormonas animales se analizarán en el capítulo 49.
Las rutas Ras implican a los receptores 
tirosina quinasa y a las proteínas G
Algunos receptores tirosina quinasa activan proteínas G. Por ejemplo, 
cuando los factores de crecimiento se ligan a receptores tirosina quinasa, 
entonces se activan las proteínas Ras. Las proteínas Ras son un grupo 
de pequeñas proteínas G que, al igual que otras proteínas G, son activas 
cuando se unen al GTP. Las proteínas Ras son interruptores molecula-
res que regulan redes de señalización dentro de la célula. Cuando existe 
activación, Ras dispara una cascada de reacciones llamada la ruta Ras. En 
esta ruta, una tirosina en proteínas quinasa específi cas es la fosforilada, 
conduciendo a respuestas celulares críticas.
Las rutas Ras son importantes en la expresión genética, división 
celular, movimiento celular, diferenciación celular, adhesión celular, de-
sarrollo embrionario y apoptosis. Por ejemplo, para iniciar la síntesis de 
ADN, los fi broblastos (un tipo de célula de tejido conectivo) requieren 
la presencia de dos factores de crecimiento, factor de crecimiento epidér-
mico y factor de crecimiento derivado de plaquetas. En un estudio, los 
investigadores inyectaron fi broblastos con anticuerpos que desactiva-
ron a las proteínas Ras al unirse a ellos. Los fi broblastos no sintetizaron 
ADN en respuesta a los factores de crecimiento. Los datos de éste y de 
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	Parte 1 La organización de la vida
	6 Comunicación celular
	6.5 Respuestas a las señales
	Las rutas Ras implicana los receptores tirosina quinasa y a las proteínas G
	La respuesta a una señal es amplificada