Mecanismos regulatorios de las propiedades de entrada-salida de información en señalización celular

LAILA KAZIMIERSKI; ALEJANDRO COLMAN-LERNER; ALEJANDRA C VENTURA

San Carlos de Bariloche

Congreso; 98a Reunion Nacional de Fsica de la Asociacion Fsica Argentina; 2013

Asociación Física Argentina

Una característica importante de las células es su capacidad de comunicarse con el ambiente circundante. Este intercambio de información se conoce como señalización celular, y se basa en la capacidad de la célula para dar respuestas adecuadas a las señales del ambiente que la rodea. Los modelos matemáticos/computacionales basadosen la información biológica se pueden utilizar para mejorar nuestra comprensión acerca de la señalización celular y, así, la exactitud de las predicciones. Las redes de señalización intracelulares tienen mecanismos de detección, tales como los receptores de membrana, responsables de la conversión de estímulos extracelulares en la activación del receptor. Esto genera actividad en la red, compuesta por diferentes etapas de transducción y generación de respuesta al estímulo. Es comúnmente aceptado que los niveles de estimulación que causan la máxima ocupación del receptor, no pueden ser distinguidos unos de otros: todos producen la misma respuesta saturada. Sin embargo, se ha observado experimentalmente que, en muchos casos y, a pesar de esta aparente saturación de los sensores, el sistema puede generar respuestas distinguibles a señales aparentemente indistinguibles. En trabajos previos, hemos presentado la existencia del mecanismo pre-equilibrium signaling (PES), que permite a las células discriminar niveles de señales que saturan los receptores en el equilibrio. El mecanismo se basa en el acoplamiento de un proceso de detección lenta en comparación con la escala temporal de los procesos río abajo. La consecuencia inmediata de este acoplamiento es causar la expansión del rango dinámico del sistema (rango de estímulos para los cuales el sistema puede responder de manera dosis-dependiente). A pesar de la diversidad de posibles redes bioquímicas, es común que sólo un conjunto finito de topologías puedan ejecutar una función en particular. En este trabajo se estudian redes bioquímicas con mínima cantidad de componentes y mínimo número de conexiones para identificar cuáles de ellos son capaces de lograr el mecanismo PES. Nuestro principal objetivo con este estudio es extraer principios generales de diseño, es decir, es decir, las reglas que subyacen a las redes que pueden alcanzar PES. Estas reglas de diseño proporcionan un marco para clasificar funcionalmente redes complejas y, también, un manual para generarlas.