Efector (biología)

Molécula pequeña que afecta la actividad biológica.

Ejemplo de una molécula efectora de ARN dentado

En biología, un efector es un término general que puede referirse a varios tipos de moléculas o células según el contexto:

Efectores de moléculas pequeñas

• Una molécula pequeña que se une selectivamente a una proteína para regular su actividad biológica puede denominarse efector. De esta manera, las moléculas efectoras actúan como ligandos que pueden aumentar o disminuir la actividad enzimática , la expresión génica , influir en la señalización celular u otras funciones proteicas. Un ejemplo de un efector de este tipo es el oxígeno, que es un efector alostérico de la hemoglobina : la unión del oxígeno a una de las cuatro subunidades de la hemoglobina aumenta en gran medida la afinidad del resto de las subunidades por el oxígeno. ^[1] Ciertas moléculas de fármacos también entran en esta categoría; por ejemplo, el antibiótico rifampicina utilizado en el tratamiento de la tuberculosis se une a la subunidad del factor de iniciación σ de la ARN polimerasa bacteriana, impidiendo la transcripción de genes bacterianos. ^[2]
• El término también se puede utilizar para describir pequeñas moléculas que pueden unirse directamente a los ARNm y regular su expresión . ^[3] Un ejemplo de dicho efector es la guanina, que puede reconocerse por secuencias específicas (conocidas como riboswitches ) que se encuentran en los ARNm, y su unión a esas secuencias impide la traducción del ARNm en una proteína. ^[4] Véase también: riboswitch de purina .

Efectores proteicos

• Un efector también puede utilizarse para referirse a una proteína que participa en las cascadas de transducción de señales celulares . Un ejemplo de ello son las proteínas efectoras RAS, que son capaces de unirse a RAS .GTP, pero que al hacerlo desencadenan diferentes vías celulares, como la vía Ras-Raf-MEK-ERK , la vía PI3K o varias otras. ^[5]
• Una hormona efectora es una hormona que actúa sobre un tejido particular; un ejemplo de dicha hormona es la tiroxina (T4), que regula el metabolismo en muchos tejidos de todo el cuerpo. ^[6]
• Los efectores de anticuerpos son aquellos que participan en la producción y secreción de moléculas que participan en la defensa contra patógenos, como la inmunoglobulina. Muchos anticuerpos actúan entonces como moléculas efectoras del sistema inmunitario del organismo. ^[7]
• Las proteínas efectoras bacterianas son proteínas inyectadas por células bacterianas (normalmente patógenas ) en las células de su huésped. Las proteínas inyectadas cumplen distintas funciones según la bacteria de origen, pero normalmente sirven para inhibir la respuesta inmunitaria de las células del huésped. ^[8] Un ejemplo de ellas son las proteínas efectoras similares a activadores de la transcripción (TALE) secretadas por bacterias del género Xanthomonas . ^[9]
• Los hongos patógenos o beneficiosos secretan efectores fúngicos dentro y alrededor de las células hospedadoras mediante hifas invasivas para desactivar los componentes de defensa o facilitar la colonización. Los sistemas de secreción de proteínas en los hongos involucran al Spitzenkörper . ^[10]

Efectores de ARN

• Ciertos patógenos de plantas, como Botrytis cinerea, secretan ARN pequeños (sRNA) en las células huésped y regulan negativamente las proteínas vegetales implicadas en la respuesta inmunitaria mediante interferencia de ARN . ^[11]

Células efectoras

• En inmunología, las células efectoras son células del sistema inmunitario innato o adaptativo que median la respuesta inmunitaria . ^[12]
• Las neuronas efectoras pueden utilizarse para referirse a la población de neuronas del sistema nervioso que son responsables de una determinada función cerebral. Un ejemplo son las neuronas del área de anestesia tegmental mesopontina (MPTA) del tronco encefálico, que se han mapeado como la región del cerebro que responde a los anestésicos en un modelo de roedores. ^[13]

Tipos

• Activador enzimático
• Inhibidor de enzimas

Referencias

1. Takayanagi, Masayoshi; Kurisaki, Ikuo; Nagaoka, Masataka (8 de abril de 2014). "Efecto alostérico no específico del sitio del oxígeno sobre la hemoglobina humana bajo alta presión parcial de oxígeno". Scientific Reports . 4 (1): 4601. Bibcode :2014NatSR...4E4601T. doi :10.1038/srep04601. ISSN  2045-2322. PMC  3978498 . PMID  24710521.
2. Artsimovitch, Irina; Vassylyeva, Marina N.; Svetlov, Dmitri; Svetlov, Vladimir; Perederina, Anna; Igarashi, Noriyuki; Matsugaki, Naohiro; Wakatsuki, Soichi; Tahirov, Tahir H.; Vassylyev, Dmitry G. (12 de agosto de 2005). "La modulación alostérica de la reacción catalítica de la ARN polimerasa es un componente esencial del control de la transcripción por rifamicinas". Cell . 122 (3): 351–363. doi : 10.1016/j.cell.2005.07.014 . ISSN  0092-8674. PMID  16096056. S2CID  8237649.
3. Garst, AD; Edwards, AL; Batey, RT (1 de junio de 2011). "Ribointerruptores: estructuras y mecanismos". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 3 (6): a003533. doi :10.1101/cshperspect.a003533. ISSN  1943-0264. PMC 3098680 . PMID  20943759. 
4. Mulhbacher, Jérôme; Lafontaine, Daniel A. (agosto de 2007). "Determinantes de reconocimiento de ligandos de riboswitches de guanina". Investigación de ácidos nucleicos . 35 (16): 5568–5580. doi :10.1093/nar/gkm572. ISSN  1362-4962. PMC 2018637 . PMID  17704135. 
5. Kiel, Christina; Matallanas, David; Kolch, Walter (2021). "Los pros y los contras de los complejos efectores RAS". Biomolecules . 11 (2): 236. doi : 10.3390/biom11020236 . PMC 7915224 . PMID  33562401. 
6. Tendler, Avichai; Bar, Alón; Mendelsohn-Cohen, Netta; Karin, Omer; Kohanim, Yael Korem; Maimón, Lior; Milón, Tomer; Raz, Moriya; Mayo, Avi; Tana, Amós; Uri, Alon (15 de septiembre de 2021). "La estacionalidad hormonal en los registros médicos sugiere circuitos endocrinos circaanuales". Anuario de Endocrinología Pediátrica . 118 (7). doi :10.1530/ey.18.15.12. ISSN  1662-4009. PMC 7896322 . PMID  33531344. 
7. Oostindie SC, Lazar GA, Schuurman J, Parren PW (octubre de 2022). "Avidez en las funciones efectoras de anticuerpos y diseño de fármacos bioterapéuticos". Nature Reviews. Drug Discovery . 21 (10): 715–735. doi :10.1038/s41573-022-00501-8. PMC 9255845 . PMID  35790857. 
8. Wagner S, Grin I, Malmsheimer S, Singh N, Torres-Vargas CE, Westerhausen S (octubre de 2018). "Sistemas de secreción de tipo III bacteriano: un dispositivo complejo para la administración de proteínas efectoras bacterianas a células hospedadoras eucariotas". FEMS Microbiology Letters . 365 (19). doi :10.1093/femsle/fny201. PMC 6140923 . PMID  30107569. 
9. Strauß, Tina; van Poecke, Remco MP; Strauß, Annett; Römer, Patrick; Minsavage, Gerald V.; Singh, Sylvia; Wolf, Christina; Strauß, Axel; Kim, Seungill; Lee, Hyun-Ah; Yeom, Seon-In; Parniske, Martin; Stall, Robert E.; Jones, Jeffrey B.; Choi, Doil (2012-11-20). "La secuenciación de ARN identifica un gen de resistencia activado por el efector TAL de Xanthomonas en un genoma de cultivos grandes". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 109 (47): 19480–19485. Código Bibliográfico :2012PNAS..10919480S. doi : 10.1073/pnas.1212415109 . 1998. ISSN  0027-8424. PMC 3511116. PMID  23132937. 
10. Steinberg G (marzo de 2007). "Crecimiento de hifas: una historia de motores, lípidos y el cuerpo de Spitzen". Eukaryotic Cell . 6 (3): 351–360. doi :10.1128/EC.00381-06. PMC 1828937 . PMID  17259546. 
11. Wang, Ming; Weiberg, Arne; Jin, Hailing (abril de 2015). "Pequeños ARN patógenos: una nueva clase de efectores para ataques de patógenos: ARN pequeños patógenos en el ataque". Patología molecular de plantas . 16 (3): 219–223. doi :10.1111/mpp.12233. PMC 6638317 . PMID  25764211. 
12. Arnone, Baron; Zhao, Xiaoqi; Zou, Zhipeng; Qin, Gangjian; Cheng, Min (1 de enero de 2015), Tang, Yaoliang; Dawn, Buddhadeb (eds.), "Capítulo 11 - Aplicaciones diagnósticas y pronósticas de exosomas circulantes con abundante microARN", Exosomas derivados de células madre mesenquimales , Boston: Academic Press, págs. 223–256, doi :10.1016/b978-0-12-800164-6.00011-3, ISBN 978-0-12-800164-6, consultado el 18 de enero de 2023
13. Baron, Mark; Vaso, Kristina; Avigdor, Tamir; Charit, Yelena; Minert, Anne; Devor, Marshall (1 de noviembre de 2022). "Pérdida de conciencia anestésica inducida por excitación quimiogenética de neuronas efectoras mesopontinas". Neurología experimental . 357 : 114169. doi : 10.1016/j.expneurol.2022.114169. ISSN  0014-4886. PMID  35817130. S2CID  250361680.