Mensajeros intracelulares

La existencia de un organismo pluricelular es s¨®lo posible si las c¨¦lulas que lo constituyen funcionan coordinadamente, para lo cual son necesarios sistemas de comunicaci¨®n a trav¨¦s de los cuales las c¨¦lulas reciben constantemente informaci¨®n del estado del organismo y ¨®rdenes sobre qu¨¦ funciones deben ser desempe?adas en una situaci¨®n determinada. Esto se consigue mediante la emisi¨®n de mol¨¦culas mensajeras, tales como las hormonas, transportadas a larga distancia a trav¨¦s del torrente sangu¨ªneo hasta las c¨¦lulas diana, a quienes va destinada la informaci¨®n que portan.Sin embargo, la mayor¨ªa de las hormonas son incapaces de penetrar a trav¨¦s de la membrana celular y llevar el mensaje hasta el n¨²cleo, centro de control desde donde se regulan todos los procesos celulares. Para este prop¨®sito se necesita un mecanismo mediante el cual la horniona transmita su mensaje a un mensajero intracelular, encarg¨¢ndose ¨¦ste de transportar la se?al hasta el n¨²cleo. El descubrimiento de uno de estos mecanismos, el de las prote¨ªnas G y sus receptores acoplados, ha valido a Alfred G. Gilman y Martin Rodbell el Premio Nobel de Medicina y Fisiolog¨ªa este a?o.

Tres subunidades

En la superficie de las c¨¦lulas existen receptores espec¨ªficos de distintas hormonas, dependiendo de las funciones que la c¨¦lula en cuesti¨®n est¨¦ programada para desempe?ar. Cuando la hormona se une a su receptor, ¨¦ste env¨ªa una se?al hacia el interior de la c¨¦lula. En el caso de los receptores acoplados a prote¨ªnas G, esta se?al la recibe una prote¨ªna compuesta por tres subunidades, beta, gamina y alfa, esta ¨²ltima unida a un nucle¨®tido de guanina con dos fosfatos, GDP (de ah¨ª su nombre de prote¨ªna G). Al recibir la se?al, la subunidad alfa intercambia su GDP por GTP (un nucle¨®tido de guanina con tres f¨®sfatos), activ¨¢ndose de esta manera, y al activarse se separa de las subunidades beta y gamma.La prote¨ªna G activada es la responsable de transmitir la se?al generada en el receptor. Durante casi una d¨¦cada se han mantenido dos posturas enfrentadas sobre qu¨¦ componente de las prote¨ªnas G transmite la se?al. Por un lado, la facci¨®n encabezada por Lutz Bimbaumer, que ha mantenido que la subunidad alfa es el componente esencial en la transmisi¨®n de la se?al, y la de los defensores de que las subunidades beta-gamma son tambi¨¦n capaces de se?alizar, fiderados por Eva J. Neer. El tiempo ha acabado dando la raz¨®n a Neer.

La prote¨ªna G activada a continuaci¨®n traspasa la se?al a un efector, una mol¨¦cula encargada del posterior transporte de la se?al hacia el n¨²cleo a trav¨¦s de complejos circuitos moleculares. En un principio, el efector t¨ªpico de las prote¨ªnas G fue la adenililciclasa, enzima que sintetiza el AMP c¨ªclico; posteriormente se ha visto que algunas prote¨ªnas G tambi¨¦n activan la fosfolipasa C, la cGMP fosfodiesterasa y canales de transporte de iones.

Todo esto indica que las prote¨ªnas G son capaces de enviar la se?al hacia el n¨²cleo por m¨²ltiples rutas bioqu¨ªmicas. Una vez transmitida la se?al a su efector, las prote¨ªnas G se desactivan, transformando el GTP en GDP al liberar un fosfato.

Hoy en d¨ªa se han aislado unos 1.200 receptores acoplados a prote¨ªnas G; de ¨¦stos, aproximadamente 1.000 est¨¢n implicados en los sentidos del gusto y el olfato. Otras funciones en las cuales los receptores acoplados a prote¨ªnas G desempe?an tambi¨¦n un papel fundamental son en la neurotransmisi¨®n (receptores de acetilcolina), visi¨®n (rodopsina), regulaci¨®n de los niveles de glucosa (receptores de la adrenalina), regulaci¨®n de la presi¨®n sangu¨ªnea (anglotensina), funci¨®n renal (hormona antidiur¨¦tica), ovulaci¨®n (hormona luteinizante y FSH), mecanismos inmunitarios (interleukina 8) y un largo etc¨¦tera.

Estados patol¨®gicos

Al estar implicados en actividaes tan esencia es, un manamiento de las prote¨ªnas G conduce a estados patol¨®gicos de distinta gravedad; as¨ª, la toxina del c¨®lera bloquea una prote¨ªna G, la G, en su estado activado, causando en las c¨¦lulas intestinales una p¨¦rdida constante de agua y electrolitos. Mediante un mecanismo similar act¨²a la toxina de la bacteria que produce la tosferina. Por otro lado, algunos tipos de diabetes, retinitis pigmentosa, hipertiroidismo y pubertad precoz se han asociado a un mal func¨ªonamiento de receptores acoplados a prote¨ªnas G.El papel de las prote¨ªnas G en las patolog¨ªas humanas ha adquirido especial relevancia recientemente al encontrarse enalgunos tumores humanos, mutaciones en los genes que codifican las subunidades alfa G, y Gi. Por otro lado, experimentos recientes han demostrado que algunos receptores acoplados a prote¨ªnas G son capaces de transformar en c¨¦lulas cancerosas c¨¦lulas normales a las cuales se les ha introducido el gen que codifica dichos receptores. Estos datos implican a las prote¨ªnas G en una de las funciones biol¨®gicas b¨¢sicas: el control de la proliferaci¨®n celular. Es de esperar que en los pr¨®ximos a?os ¨¦ste sea uno de los campos de investigaci¨®n que m¨¢s inter¨¦s despierte entre los onc¨®logos moleculares, al abrirse una nueva perspectiva de posibles mecanismos implicados en la transmisi¨®n de se?ales mitog¨¦nicas.