El segundo mensajero o mensajero secundario es un agente señalizador intracelular. Los mensajeros secundarios son iones o pequeñas moléculas que transmiten señales en el interior de las células. Los mensajeros secundarios están envueltos en la propagación para el medio intracelular de una señal externa. Normalmente, esa señal externa es una molécula señalizadora extracelular.
La unión de la molécula señalizadora extracelular a receptores a la superficie de la célula es el proceso que desencadena un conjunto de reacciones en la célula en que los mensajeros secundarios son activados y propagan la señal en el interior de la célula en un proceso llamado transducción de señal.
Los mensajeros secundarios más comunes incluyen:
- Adenosín monofosfato cíclico (cAMP);
- Diacilglicerol (DAG);
- Inositol trifosfato (IP3);
- Iones de calcio (Ca2+).
Los mensajeros secundarios son piezas fundamentales en las vías de transducción de señal
Existe un proceso en la célula, designado transducción de señal, que abarca un conjunto de reacciones en cadena con el objetivo de transmitir para el interior de la célula el mensaje traído por una molécula señalizadora extracelular y llevar la célula a efectuar una respuesta.
Las moléculas señalizadoras extracelulares (e.g. hormonas) serían los primeros mensajeros o los mensajeros primarios, en contraste con los mensajeros secundarios que son moléculas señalizadoras intracelulares.
Cuando una molécula señalizadora extracelular alcanza la célula objetivo y se une a su respectivo receptor en la membrana plasmática, el receptor sufre una alteración conformacional, quedando activado. El receptor activado puede llevar a la producción de grandes cantidades de mensajeros secundarios, llevando a la amplificación de la señal en el interior de la célula.
Efectivamente, mensajeros secundarios son producidos en gran escala porque los receptores estimulan enzimas intracelulares específicas que los sintetizan.
Los mensajeros secundarios se difunden rápidamente por la célula (o en algunos casos, por la membrana plasmática) propagando la señal.
Los mensajeros secundarios propagan la señal para el interior de la célula hasta alcanzar moléculas objetivo intracelulares.
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Una señal (mensajero primario) llega a la célula |
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Recepción (unión de la molécula señalizadora al receptor) |
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Activación de una enzima intracelular |
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Activación de mensajeros secundarios |
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Propagación y amplificación de la señal en el interior de la célula |
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Respuesta de la célula |
Función de los principales segundos mensajeros
cAMP
El AMP cíclico es producido a partir del ATP por la enzima adenilato ciclasa y es degradada por la fosfodiesterasa.
La función de esta molécula como mensajero secundario fue establecida en 1958 por Earl Sutherland. La concentración de este compuesto aumentaba en el interior de la célula en respuesta a la presencia de la hormona epinefrina (también conocida como adrenalina).
Receptores acoplados a la proteína G activan la enzima adenilato ciclasa que va, a su vez, sintetizar el cAMP. Este mensajero secundario va a activar la enzima intracelular cinasa A. Esta enzima, una vez activada, va a fosforilar residuos de serina en proteínas objetivo.
En el caso de la degradación del glucógeno estimulado por la epinefrina, la cinasa A fosforila dos enzimas:
- a) elglicógeno sintetasaque, una vez fosforilado, queda inactivo y la célula no produce más glicógeno;
- b) la fosforilasa cinasaque, una vez fosforilada, queda activa. La fosforilasa cinasa activada va, a su vez, fosforilar el glicógeno fosforilasaque, una vez fosforilada, queda activa. Esta última enzima cataliza la degradación del glicógeno.
DAG, IP3
Tanto el Diacilglicerol (DAG) como el Inositol trifosfato (IP3) son compuestos derivados de la hidrólisis de un fosfolípido presente en la membrana plasmática que es el fosfotidilinositol-4,5-bisfosfato (PIP2).
Varias hormonas y factores de crecimiento van a conducir a la hidrólisis del PIP, por la enzima fosfolipasa.
La fosfolipasa C puede ser activada a través de receptores:
- acoplados a la proteína G;
- de tirosina cinasa.
El DAG permanece en la membrana plasmática y va a activar la cinasa C. Esta enzima va entonces a fosforilar proteínas objetivo.
El IP3 es liberado en el citosol y va a activar canales de calcio en el retículo endoplasmático.
Calcio
Los niveles del calcio citoplasmático aumentan tras el IP, si se une a los canales de calcio del retículo endoplasmático.
La actividad de varias proteínas es alterada por la presencia del calcio.
Los iones de calcio pueden unirse a la proteína calmodulina. El complejo resultante de Ca2+/calmodulina se va a unir a otras proteínas como algunas cinasas, activándolas.
References:
Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2013). The cell: A molecular approach. Washington: ASM; Sunderland.
