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Introducción

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El poeta inglés John Donne expresó su creencia en la interdependencia de los seres humanos con la frase “Ningún hombre es una isla”. Lo mismo puede decirse de las células que forman un organismo multicelular complejo. La mayor parte de las células de una planta o un animal se especializa en una o más funciones específicas. Muchos procesos biológicos exigen que varias células trabajen juntas y coordinen sus actividades. Para que esto sea posible, las células tienen que comunicarse entre sí, lo cual se logra mediante un proceso llamado señalización celular. La señalización celular hace posible que las células respondan en forma apropiada a estímulos ambientales específicos.

La señalización celular afecta todos los aspectos de la estructura y función celulares, una de las principales razones para que este capítulo se incluya casi al final del libro. Por un lado, para comprender una señal celular es necesario conocer otros tipos de actividad celular. Asimismo, la descripción de la señalización celular puede reunir varios procesos celulares que parecerían independientes. La señalización celular también está muy relacionada con la regulación del crecimiento y la división celular. Esto hace que el estudio de la señalización celular sea crucial para comprender de qué manera una célula puede perder la capacidad de controlar la división celular y convertirse en un tumor maligno.

Estructura tridimensional obtenida por cristalografía radiográfica de un complejo señalizante, entre un receptor β2 (β2-AR) que es un miembro representativo de la superfamilia del receptor unido a la proteína G (GPCR) y la proteína G heterotrimérica. β2-AR se señala en verde y las tres subunidades de la proteína G en color naranja, azul y violeta. La membrana plasmática se muestra con una sombra gris. Los GPCR son proteínas de la membrana integral que se caracterizan por sus siete hélices transmembrana. En forma de grupo, dichas proteínas se unen a un conjunto impresionante de mensajeros biológicos que constituyen el primer paso para inducir muchas de las respuestas básicas del organismo. [continúa en la página siguiente]

La unión de un agonista (como la adrenalina) a la “depresión” de enlace en el dominio extracelular de los β2-AR, origina un cambio de conformación en el receptor que lo induce a unirse con la proteína G, que transmite la señal al interior de la célula e induce respuestas como la aceleración de la frecuencia cardiaca y la relajación de células de músculo liso. Los receptores adrenérgicos β son los sitios efectores de diversos fármacos importantes que incluyen antagonistas β que se utilizan ampliamente para tratar hipertensión arterial y arritmias cardiacas. Ha sido muy difícil cristalizar GPCR, de modo que no se tiene conocimiento de estructuras de alta resolución de dichas proteínas importantes. La situación mencionada está por cambiar como consecuencia de progresos recientes en la tecnología de cristalización. En el caso presente, la cristalización del complejo ...

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