El terme G proteïnes es refereix a un grup inhomogeni de proteïnes que poden unir els nucleòtids guanosina difosfat (PIB) i guanosina trifosfat (GTP). Realitzen una funció crítica en la transducció i "traducció" de senyals extracel·lulars dins i dins de la cèl·lula. G heterotrimèric lligat a la membrana proteïnes són els mediadors entre l’espai extracel·lular i intracel·lular, i les anomenades proteïnes G petites, que es troben al citosol de les cèl·lules, asseguren la transmissió de senyals dins de la cèl·lula.
Què és una proteïna G?
G proteïnes, també conegudes com a GTPases, representen un grup inhomogeni de proteïnes que tenen un paper crític en la transducció de senyals extracel·lulars dins i dins de la cèl·lula. Totes les proteïnes G es caracteritzen per la seva capacitat d’unir els nucleòtids GTP i GDP. Es poden dividir en els dos grans grups de proteïnes G heterotrimèriques lligades a la membrana i les anomenades proteïnes G monomèriques petites. Les proteïnes G monomèriques es troben al citosol de les cèl·lules i actuen com a segons missatgers per a la transducció del senyal dins de la cèl·lula. Les proteïnes G unides a la membrana estan compostes per les subunitats alfa, beta i gamma. En estat inactiu, el PIB està lligat a la subunitat alfa. Un estímul extracel·lular (senyal) inicia un procés en què el PIB és substituït per GTP i, simultàniament, es produeix una dissociació entre la subunitat alfa i la subunitat beta gamma. Les dues subunitats beta i gamma romanen juntes com a unitat funcional activa en processos posteriors com a subunitat beta-gamma. Per tant, el PIB de substitució per GTP correspon a canviar de la "posició OFF" inactiva a la "posició ON" activada.
Funció, acció i rols
Les cèl·lules humanes, com les cèl·lules animals, estan protegides per un membrana cel · lular que no és fàcilment permeable a grans molècules o patògens gèrmens. D 'una banda, el membrana cel · lular proporciona protecció al citosol interior i al nucli; d'altra banda, pot ser un problema per a la necessària comunicació i intercanvi d'informació entre cèl·lules, dins d'una cèl·lula i entre l'espai extracel·lular i intracel·lular. La funció principal de les proteïnes G heterotrimèriques de membrana, de les quals es coneixen unes 21 subunitats alfa diferents, és la transducció de senyals des de l’espai extracel·lular fins a l’interior cel·lular. La transducció de senyals és essencial per a la transmissió de senyals i la traducció d’instruccions específiques a processos metabòlics cel·lulars. Es tracta de rebre missatges importants que es transmeten a la cèl·lula des de l’exterior mitjançant substàncies missatgeres, les hormones o neurotransmissors, traduint-los com a "instruccions de treball" per a la cèl·lula i lliurant-los dins de la cèl·lula a segons missatgers que garanteixen un transport posterior dins del citosol. A més, el procés de transducció té un paper important en la transmissió de certs estímuls sensibles com ara la vista, l’oïda, sabor i olor. La transducció del senyal és igualment important per al funcionament de certs circuits reguladors a través dels quals la temperatura corporal, sang pressió, cor es controla la funció i molts altres paràmetres inconscients. En poques paraules, les proteïnes G heterotrimèriques ancorades al membrana cel · lular encarnen el lloc d’aclariment actiu per a substàncies de senyalització, que s’entreguen de forma transformada a les petites proteïnes G de l’interior de la cèl·lula actuant com a segons missatgers. Les petites proteïnes G, de les quals es coneixen més de 100 formes diferents, realitzen diverses tasques dins de la cèl·lula. Per exemple, participen en la regulació de general l’expressió, l’organització del citoesquelet, el transport de substàncies entre el nucli i el citoplasma i l’intercanvi de substàncies amb lisosomes i la proliferació cel·lular.
Formació, aparició, propietats i valors òptims
Els blocs bàsics de proteïnes G, com passa amb totes les altres proteïnes, estan formats pels anomenats proteinògens aminoàcids, de les quals fins ara se’n coneixen 23. Tot i que el metabolisme cel·lular és capaç de sintetitzar la majoria aminoàcids per si mateixos, els pocs aminoàcids designats com a essencials s’han d’ingerir amb els aliments. L’assemblatge de les proteïnes es realitza des de zero, encadenant-se aminoàcids en la seqüència predeterminada genèticament o mitjançant el muntatge de fragments ja existents de proteïnes de cadena llarga parcialment desmuntades. Els fragments també poden consistir en pèptids o polipèptids, que, segons la definició, estan formats per menys de 100 amino àcids. La síntesi de proteïnes G té lloc a cada cèl·lula individual en processos complexos sobre la base de la general segments copiats prèviament a l’ARNm, que especifiquen la seqüència d’aminoàcids de cada proteïna individual. Com que les proteïnes G en la seva diversitat participen en pràcticament tots els processos de control i regulació de cada cèl·lula individual i perquè la proporció entre estats activats i inactivats és molt dinàmica, una instantània concentració o l’activitat a les cèl·lules no és possible i no seria significativa. Si la totalitat de les proteïnes G de la xarxa realitzen un treball "normal" només es pot estimar indirectament health d'estat.
Malalties i trastorns
Les proteïnes que són una part funcional o activadora d’un enzim, hormona o altra entitat funcional corren el risc de pèrdua de funció a causa d’un defecte en la seqüència d’aminoàcids, cosa que provoca que l’enzim o l’hormona perdin part de la seva acció. En la majoria dels casos d'un "defecte de proteïna", n'hi ha un corresponent general defecte. La mutació d’un segment de gens condueix a una especificació incorrecta de la seqüència d’aminoàcids i, per tant, a la construcció defectuosa de la proteïna corresponent. Les proteïnes G no s’estalvien d’aquests errors determinats genèticament al pla de construcció. No obstant això, també es produeixen pèrdues funcionals de les proteïnes G si l'error es troba en els receptors acoblats a la proteïna G. En ambdós casos, la reducció de la capacitat de transducir senyals desencadena o contribueix a una malaltia en particular. Les malalties associades a una alteració de la funció de la proteïna G inclouen pseudohipoparatiroïdisme, acromegàlia, adenoma de tiroide hiperfuncional, tumors ovàrics i diversos altres.
