Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Program 2001
La información en la sociedad celular
Resumen de la conferencia por:

Ángel Martín Municio
Doctor en Ciencias Químicas y en Farmacia. Catedrático de Bioquímica y Director del Departamento de Bioquímica y de Biología Molecular de la Universidad Complutense. Vicerrector de Investigación. Miembro de la Organización Europea de Biología Molecular. Vicepresidente de la Conferencia Europea de Biología Molecular. Miembro de la Academia Europea de Ciencias, Artes y Humanidades. Académico Numerario de la Real Academia Española. Académico de Número de la Real Academia de Ciencias. Medalla al Mérito Investigador de la Real Sociedad Española de Física y Química. Medalla de Oro de La Rioja
 
texto completo publicado de la conferencia (pdf - 2.97 mb.)

resumen

Si en las sociedades humanas la información y sus posibilidades juegan un papel fundamental en la construcción de la sociedad del conocimiento, por extensión, todas las actividades más importantes de las células -de la sociedad celular- se ejercen en virtud de las cadenas de información que, iniciadas por señales externas a la célula -mensajeros físicos y químicos de múltiple naturaleza-, alcanzan la posición y la regulación de la actividad génica en su núcleo, y se transmiten a través de interacciones proteína-proteína. Este conjunto de mecanismos de:
1) la recepción de las señales sobre la superficie celular;
2) la generación y transmisión intracelular de las señales; y
3) la ejecución de la señal a través de una modificación de la actividad de los genes,
constituye el fenómeno conocido en su conjunto como transducción de señales.

Estos mecanismos celulares son de participación general en toda una colección de fenómenos biológicos fundamentales como: la morfogénesis, la acción hormonal y de los factores de crecimiento, la acción de los neurotransmisores, la activación de las células T y B, la apoptosis, el movimiento y la actividad secretora, la respuesta inflamatoria, la resorción ósea, etc.

Este complejo proceso de transducción de señales consta, pues, de una serie de ingredientes moleculares: señales externas -luz, citoquinas, factores de crecimiento, antígenos, factor de necrosis tumoral, hormonas polipeptídicas, neurotransmisores, óxido nítrico, lipoproteínas, medicamentos, etc.-, receptores específicos o canales de iones situados en la membrana celular, proteínas ligantes de GTP -proteínas G-, enzimas generadoras de segundos mensajeros -fosfolipasas, esfingomielinasa, fosfoinositidasa-, segundos mensajeros -AMP cíclico, GMP cíclico, diacilgliceroles, inositolfosfatos, Ca2+, ADP ribosa- capaces de regular la actividad enzimática de toda una serie de proteína quinasas que ocupan una posición central en la transmisión celular de la información; y, finalmente, una colección de proteínas responsables de interacciones moleculares -adaptadores transmembranares o citoplásmicos- que conducen la señal hacia la regulación de la actividad de los genes nucleares. Y en cada caso particular de una señal externa determinada, los mecanismos moleculares de transmisión de la información que atraviesa la membrana y llega al núcleo celular son diferentes, específicos y complejos. De aquí que los mecanismos moleculares del fenómeno de la transducción de señales posean una extraordinaria complejidad en su conjunto y una profunda implicación fisiopatológica.

Además, este mecanismo general de transmisión de la información posee aspectos particulares, del tipo de las interacciones proteína-proteína, que participan en múltiples fenómenos de reconocimiento molecular, por ejemplo, el ensamblaje de la matriz extracelular y la participación de colágenos, proteoglicanos, glicoproteínas -fibronectinas, lamininas, etc.-, e integrinas; la modulación del comportamiento celular en respuesta a estos componentes de la matriz extracelular; y el anclaje y la iniciación de la transmisión de señales en varios fenómenos. Las interacciones transitorias están implicadas en procesos fisiopatológicos como embriogénesis y desarrollo, angiogénesis, reparación tisular, extravasación de leucocitos, cascada metastásica, etc.

Dada la importancia de las entidades moleculares y de los mecanismos participantes en estos fenómenos, las consecuencias fisiopatológicas son inmediatas. Y así, nos encontramos con numerosas alteraciones de estos mecanismos en los componentes de los basamentos membranosos de los tejidos, en variadas disfunciones hormonales, en la patogénesis de enfermedades neurodegenerativas, en las relaciones del sistema nervioso central y el sistema inmunitario, en las alteraciones de la homeostasis celular, en la artritis autoinmune; y, asimismo, este conocimiento ofrece posibilidades de manipulación farmacológica de las señales extra e intracelulares, de los canales de iones y del sistema cardiovascular.