UNIDAD 9: Sistema de dos componentes (SDC o TSC)
Los procariotas regulan su metabolismo celular en respuesta a fluctuaciones ambientales cómo los cambios de
temperatura, de pH, de disponibilidad de oxígeno o nutrientes y de cambios en el número de células presentes
(densidad poblacional). Deben adaptarse a estos cambios repentinos y tener la capacidad para responder de
manera rápida y precisa. Éstas señales del ambiente son estímulos que funcionan como efectores. En muchos
casos la señal externa no se transmite directamente a una proteína reguladora, sino que es detectada por un
sensor que la transmite al resto de la maquinaria reguladora mediante un proceso llamado transducción de
señales.
Los sistemas de transducción de señales constan de dos partes, por lo que se llaman sistemas reguladores de
dos componentes (SDC o TSC) e incluyen dos proteínas: una proteína quinasa sensora (HK) específica situada
generalmente en la membrana citoplasmática, y otra proteína reguladora de respuesta (RR).
La proteína quinasa/cinasa/kinasa es una enzima
encargada de fosforilar compuestos químicos,
normalmente utilizando un fosfato procedente del
ATP. Estas quinasas sensoras detectan una señal del
ambiente y se fosforilan a sí mismas
(autofosforilación) en un residuo específico de
histidina. Por esto, se las conoce como histidina-
quinasas. El grupo fosfato se transfiere desde el
sensor a otra proteína en el interior de la célula, el
regulador de respuesta, el cual es una proteína de
unión a ADN que regula la transcripción, sea positiva
o negativa. Por ejemplo, la regulación es negativa
cuando RR fosforilado actúa como un represor que
se une al ADN, bloqueando así la transcripción. Una
vez desfosforilado, el RR es liberado y se permite la
transcripción.
Un sistema regulador equilibrado debe tener un bucle de retroalimentación, es decir, un modo de completar el
circuito regulador y terminar la señal inicial. Este bucle de retroalimentación implica la presencia de una
fosfatasa, una enzima que elimina el grupo fosfato de la proteína reguladora de respuesta.
Es así, como el sistema de dos componentes transmite señales a través de la fosforilación sucesiva de dos
proteínas: una sensora y una reguladora en sus residuos de histidina y aspartato, respectivamente.
ESTRUCTURA DEL SDC:
❖ HISTIDINA-QUINASA SENSORA: (proteína de membrana o citosólica que detecta la señal y posee
actividad autoquinasa y fosfotransferasa).
Canónica: Constituida por un dominio sensor (input) en el extremo N-terminal, que monitorea el
ambiente y detecta el estímulo, y otro dominio transmisor (C-terminal) que se autofosforila y
transfiere el grupo fosfato al RR. Este dominio transmisor incluye grupos de residuos esenciales
para la activación y regulación de la actividad de la HK, los cuales están involucrados en la unión
al ATP (cajas G, N y F), en la autofosforilación (caja H) y la regulación de la actividad cinasa.
