¿Qué son las proteínas de estrés celular?

Cuando las células sufren una lesión, ya sea por trauma físico, agentes químicos, o factores biológicos como infecciones o enfermedades, se activan una serie de mecanismos para intentar protegerlas y preservar su integridad y funcionalidad. Una de las respuestas más importantes es la producción de proteínas que protegen contra un daño adicional.

Este fenómeno se conoce como la respuesta del estrés celular a la lesión. Cuando una célula detecta que está siendo afectada por un estímulo patológico, desencadena una serie de cambios metabólicos y moleculares para hacer frente a la situación. Estos cambios están dirigidos a restablecer el equilibrio celular y minimizar el daño causado por el agente estresante.

Una de las maneras en que las células responden a este estrés es mediante la síntesis y secreción de proteínas específicas que tienen funciones protectoras. Estas proteínas pueden tener diferentes roles, como la eliminación de especies reactivas de oxígeno (ROS) que se generan durante la lesión, la reparación del daño en el ADN, la activación de vías de señalización celular que promueven la supervivencia, o la inhibición de procesos que podrían agravar el daño celular.

Por ejemplo, algunas células lesionadas pueden producir enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa o la catalasa, que ayudan a neutralizar los ROS y prevenir la oxidación de componentes celulares críticos, como los lípidos de membrana o las proteínas. Esto es crucial porque la acumulación de ROS puede causar un daño adicional a la célula y desencadenar procesos de muerte celular si no se controla adecuadamente.

Además, las células lesionadas pueden activar vías de señalización que promueven la expresión de genes involucrados en la reparación del ADN o en la inhibición de la apoptosis (muerte celular programada). Esto ayuda a preservar la integridad genómica y a prevenir la pérdida irreversible de células que podrían ser necesarias para la función tisular o la regeneración de tejidos.

Proteínas del estrés celular

Cuando las células experimentan estrés o tensión, ya sea debido a condiciones ambientales adversas, agresiones físicas, agentes químicos o factores biológicos, se desencadenan una serie de respuestas moleculares y metabólicas destinadas a proteger la integridad y la función celular. Una de estas respuestas importantes es la modulación de la expresión génica, donde los genes que codifican proteínas estructurales normales, conocidas como genes constitutivos, pueden ver reducida su expresión, mientras que los genes que codifican proteínas con funciones protectoras y organizadoras de células, conocidos como genes del estrés celular, muestran niveles elevados de expresión.

Este cambio en la expresión génica se debe a la necesidad de la célula de adaptarse a las condiciones estresantes y contrarrestar los efectos negativos del estrés. Las proteínas del estrés celular son una categoría especial de proteínas que se sobreexpresan en respuesta a una variedad de estímulos estresantes y desempeñan funciones críticas en la protección y supervivencia celular.

Entre estas proteínas del estrés celular se encuentran las proteínas de choque térmico (HSP, por sus siglas en inglés), que fueron inicialmente descubiertas como respuesta al estrés térmico o choque calórico experimental. Sin embargo, se ha descubierto que estas proteínas también responden a otros tipos de estrés, como el estrés oxidativo, el estrés químico y el estrés biológico.

Las HSP y otras proteínas del estrés celular tienen múltiples funciones en la célula, incluida la protección de proteínas nativas contra la desnaturalización y el plegamiento incorrecto, la promoción de la degradación de proteínas mal plegadas o dañadas, la facilitación de la reparación del ADN, la regulación de la apoptosis (muerte celular programada), y la modulación de las vías de señalización celular relacionadas con la respuesta al estrés.

La sobreexpresión de estas proteínas del estrés celular es esencial para ayudar a las células a adaptarse y sobrevivir en condiciones de estrés, al tiempo que protegen los componentes celulares críticos y mantienen la homeostasis celular. Por lo tanto, la regulación diferencial de genes constitutivos y genes del estrés celular es un mecanismo fundamental para la supervivencia y el funcionamiento adecuado de las células bajo condiciones estresantes.

En condiciones normales, estas proteínas se expresan en niveles bajos y desempeñan roles importantes en diversas funciones celulares. Sin embargo, cuando las células se enfrentan a estímulos nocivos como el calor, la hipoxia, los metales pesados, la radiación o la infección viral, las concentraciones de estas proteínas aumentan significativamente.

Este aumento en la expresión de proteínas del estrés celular es parte de lo que se conoce como respuesta del estrés celular, un mecanismo adaptativo que las células utilizan para contrarrestar el daño y restaurar la homeostasis celular. La capacidad de las células para inducir esta respuesta en diferentes condiciones estresantes sugiere su importancia biológica fundamental en la supervivencia celular.

Un aspecto notable de las proteínas del estrés celular es su alta conservación evolutiva entre las especies. Esto significa que estas proteínas han permanecido prácticamente sin cambios a lo largo de la evolución, lo que sugiere su importancia funcional y su participación en procesos celulares fundamentales. De hecho, muchas de estas proteínas se encuentran entre los productos de genes más conservados en la evolución.

La conservación evolutiva de las proteínas del estrés celular sugiere que estas proteínas desempeñan roles esenciales en la supervivencia y adaptación de los organismos a condiciones adversas. Su capacidad para responder a una amplia gama de estímulos estresantes sugiere que estas proteínas son componentes clave de la maquinaria celular que garantiza la supervivencia y el funcionamiento adecuado de las células en condiciones desafiantes.

Homo medicus

Anatomía del hígado

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