La señalización de levadura

Visión general

Las levaduras son organismos unicelulares, pero a diferencia de las bacterias, son eucariotas, células que tienen un núcleo. La señalización celular en la levadura es similar a la señalización en otras células eucariotas. Un ligando, como una proteína o una molécula pequeña fuera de la célula de levadura, se une a un receptor en la superficie celular. La unión estimula las quinasas de segundo mensajero (enzimas que fosforilan sustratos específicos) para activar o inactivar factores de transcripción que regulan la expresión génica. Muchas de las cascadas de señalización intracelular de levadura tienen contrapartes similares en el Homo sapiens,lo que hace de la levadura un modelo conveniente para el estudio de la señalización intracelular en humanos.

Señalización Cascadas impulsar la reproducción de levadura

Las levaduras son miembros del reino de los hongos. Utilizan la señalización para diversas funciones, especialmente para la reproducción. Las levaduras pueden someterse a una reproducción “sexual” utilizando feromonas deapareamiento, que son péptidos, cadenas cortas de aminoácidos. Las colonias de levadura consisten en células diploide y haploide. Ambos tipos de células pueden sufrir mitosis, pero solo las células diploideas pueden sufrirmeiosis. Cuando las células diploide se someten a meiosis, las cuatro células haploide resultantes, llamadas esporas, no son idénticas. De hecho, la división de una célula diploide en cuatro esporas crea dos “sexos” de células de levadura, cada dos células del tipo MAT-a y MAT-alfa.

Las células MAT-a secretan señales de apareamiento llamadas feromonas que atraen a las células MAT-alfa, y viceversa. Las feromonas de apareamiento se unen a los receptores acoplados a la proteína G en las membranas celulares. Tras la unión, la proteína G inicia una cascada de quinasa de proteína activada por mitógenos (MAP). En esta cascada de señalización, un miembro de la familia de proteínas MAP quinasa específicamente fosforila otra quinasa MAP, que fosforila a otra, y así sucesivamente. Las quinasas eventualmente fosforilan factores de transcripción que alteran la expresión de casi 200 genes para hacer que la célula sea receptiva al apareamiento. Estos cambios producen un alargamiento de la membrana celular y el citoplasma en la dirección de la feromona. Esta elongación se llamashmoo, y continúa siguiendo el gradiente de concentración de feromonas hasta que se conecta con su pareja. Las dos células de levadura se fusionan, combinando sus cromosomas en una sola célula diploide.

Señalización de quórum en levadura

A pesar de que la levadura utiliza muchos dispositivos de señalización celular que son similares a los mecanismos de señalización vistos en organismos multicelulares más complejos, la levadura sigue siendo células individuales, organismos unicelulares, que viven en colonias, similares a las bacterias. Al igual que las bacterias, la levadura también utiliza señales de detección de quórum entre las células e incluso entre colonias. A alta densidad celular, la levadura comienza a secretar una señal de quórum que agrega células de levadura individuales en colonias, con subcolonies expresando funciones o geografías especializadas. Las señales de quórum no tienen que consistir en moléculas complejas como proteínas. De hecho, la levadura puede producir amoníaco, un compuesto de bajo peso molecular, que sirve como señal de quórum que separa las células de levadura en zonas de viabilidad y zonas de apoptosis (muerte celular programada). En los bordes de una colonia, donde el amoníaco está menos concentrado, las células proliferan. Si se produce suficiente amoníaco, puede inhibir el crecimiento de toda la colonia, así como el crecimiento de las colonias vecinas.

La levadura puede infectar los tejidos humanos

Las infecciones por hongos en los seres humanos incluyen candidiasis (que forma manchas blancas dolorosas en la boca), esofagitis de Candida (cepillo que se propaga al esófago), infecciones vaginales por hongos (causando dolor vaginal, picazón y ardor), picazón en la piel y erupciones cutáneas, incluyendo el pie de los atletas (tinea pedis), y muchos otros. La forma más peligrosa de infección por hongos ocurre cuando el hongo invade el torrente sanguíneo (fungemia). Esta es una condición potencialmente mortal. Todas las infecciones fúngicas se propagan cuando los hongos crecen y se señalan entre sí como se describió anteriormente.