Transmisión de la señalEditar
La presencia de la hormona o de múltiples hormonas permite una respuesta en el receptor, que inicia una cascada de señalización. El receptor de la hormona interactúa con diferentes moléculas para inducir una variedad de cambios, como un aumento o disminución de las fuentes de nutrientes, el crecimiento y otras funciones metabólicas. Estas vías de señalización son mecanismos complejos mediados por bucles de retroalimentación en los que diferentes señales activan e inhiben otras señales. Si una vía de señalización termina con el aumento de la producción de un nutriente, ese nutriente es entonces una señal de vuelta al receptor que actúa como un inhibidor competitivo para evitar una mayor producción. Las vías de señalización regulan las células a través de la activación o inactivación de la expresión génica, el transporte de metabolitos y el control de la actividad enzimática para gestionar el crecimiento y las funciones del metabolismo.
Receptores intracelulares (nucleares)Editar
Los receptores intracelulares y nucleares son una vía directa para que la célula responda a los cambios y señales internas. Los receptores intracelulares son activados por ligandos hidrofóbicos que atraviesan la membrana celular. Todos los receptores nucleares tienen una estructura muy similar y se describen con una actividad transcripcional intrínseca. La actividad transcripcional intrínseca implica los tres dominios siguientes: activación de la transcripción, unión al ADN y unión al ligando. Estos dominios y ligandos son hidrofóbicos y son capaces de viajar a través de la membrana. El movimiento de las macromoléculas y las moléculas de ligando hacia el interior de la célula permite un complejo sistema de transporte de transferencias de señales intracelulares a través de diferentes entornos celulares hasta que se habilita la respuesta. Los receptores nucleares son una clase especial de receptores intracelulares que ayudan específicamente a las necesidades de la célula para expresar determinados genes. Los receptores nucleares a menudo se unen directamente al ADN dirigiéndose a secuencias de ADN específicas para expresar o reprimir la transcripción de genes cercanos.
Receptores transmembranaEditar
El entorno extracelular es capaz de inducir cambios dentro de la célula. Las hormonas, u otras señales extracelulares, son capaces de inducir cambios dentro de la célula al unirse a receptores unidos a la membrana. Esta interacción permite que el receptor de la hormona produzca segundos mensajeros dentro de la célula para ayudar a la respuesta. Los segundos mensajeros también pueden ser enviados para interactuar con los receptores intracelulares con el fin de entrar en el complejo sistema de transporte de señales que finalmente cambia la función celular.
Los receptores de membrana acoplados a proteínas G (GPCR) son una clase importante de receptores transmembrana. Las características de las proteínas G incluyen la unión de GDP/GTP, la hidrólisis de GTP y el intercambio de nucleótidos de guanosina. Cuando un ligando se une a un GPCR, el receptor cambia de conformación, lo que hace que los bucles intracelulares entre los diferentes dominios de membrana del receptor interactúen con las proteínas G. Esta interacción provoca el intercambio de GDP por GTP, lo que desencadena cambios estructurales dentro de la subunidad alfa de la proteína G. Los cambios interrumpen la interacción de la subunidad alfa con el complejo beta-gamma, lo que da lugar a una única subunidad alfa con GTP unido y a un dímero beta-gamma. El monómero GTP-alfa interactúa con una variedad de objetivos celulares. El dímero beta-gamma también puede estimular enzimas dentro de las células, por ejemplo, la adenilato ciclasa, pero no tiene tantas dianas como el complejo GTP-alfa.
Ayudar a la expresión génicaEditar
Los receptores hormonales pueden comportarse como factores de transcripción interactuando directamente con el ADN o mediante una interacción cruzada con las vías de señalización. Este proceso está mediado por los correguladores. En ausencia de ligando, las moléculas receptoras se unen a los corepresores para reprimir la expresión génica, compactando la cromatina a través de la histona desacetilatasa. Cuando un ligando está presente, los receptores nucleares sufren un cambio conformacional para reclutar varios coactivadores. Estas moléculas actúan para remodelar la cromatina. Los receptores hormonales tienen motivos muy específicos que pueden interactuar con los complejos coactivadores. Este es el mecanismo a través del cual los receptores pueden inducir la regulación de la expresión génica dependiendo tanto del entorno extracelular como de la composición celular inmediata. Las hormonas esteroides y su regulación por los receptores son las interacciones moleculares más potentes en la ayuda a la expresión génica.
Los problemas de unión de los receptores nucleares como consecuencia de la escasez de ligando o de receptores pueden tener efectos drásticos en la célula. La dependencia del ligando es la parte más importante para poder regular la expresión génica, por lo que la ausencia del ligando es drástica para este proceso. Por ejemplo, la deficiencia de estrógenos es una de las causas de la osteoporosis y la incapacidad de sufrir una cascada de señalización adecuada impide el crecimiento y fortalecimiento de los huesos. Las deficiencias en las vías mediadas por los receptores nucleares desempeñan un papel clave en el desarrollo de enfermedades, como la osteoporosis.