¿Definición exacta de 'convergente' y 'divergencia' en la señalización celular?

Por lo que entiendo, nos referimos a la "convergencia de la señal" cuando dos ligandos/estímulos diferentes conducen a las mismas respuestas (al menos en parte) dentro de una sola célula. Esto puede deberse o no a la activación de la misma vía, por lo que, por ejemplo, podemos referirnos a la respuesta de una célula muscular a la adrenalina y a la estimulación del sistema nervioso a través de la acetilcolina como convergentes porque ambas conducen a la liberación de calcio. También podemos referirnos a la activación de la vía de los fosfoinosítidos tanto por la activación de la beta fosfolipasa C a través de una proteína Gq heterotrimérica como a la activación de la gamma fosfolipasa c a través de la vía de la tirosina quinasa, como convergencia de señales.

Así que me parece que la 'convergencia' se define en el nivel de la célula , siendo, en pocas palabras, diferentes estímulos que dan como resultado el mismo efecto, independientemente del punto en alguna vía de señalización interna que 'convergen' las dos respuestas (en menos en parte).

Ahora, con la divergencia, me estoy atascando un poco más y no he visto una sola definición claramente establecida. En primer lugar, ¿ la divergencia se refiere sólo al nivel de la célula o también al organismo completo ? En particular, estoy pensando en casos en los que un solo ligando tiene diferentes respuestas en diferentes células, como la adrenalina que conduce a una mayor contracción en las células musculares y la descomposición del glucógeno en el hígado (sé que este no es el mejor ejemplo porque la adrenalina técnicamente conduce a descomposición del glucógeno en ambos tipos de células).

¿Quizás, en cambio, la divergencia solo se menciona en el nivel de la celda, como con la convergencia? Entonces, por ejemplo, generalmente la estimulación de la tirosina quinasa activa varias proteínas diferentes, que desencadenan diferentes respuestas: ras, gamma fosfolipasa C, etc. Incluso la vía de la fosfolipasa C produce DAG e IP3, que tienen diferentes respuestas. Pero entonces me parece que prácticamente todas las vías son divergentes si este es el caso, porque generalmente las vías conducen a varias respuestas dentro de la célula. Entonces, con el caso de la fosfolipasa C que convierte PIP2 en DAG e IP3, el DAG puede regular el metabolismo y la transcripción, etc. a través de la proteína quinasa C y el IP3 conduce a la liberación de iones de calcio que provoca la contracción muscular. ¿Esto se llamaría divergencia?

Apreciaría mucho si alguien pudiera decir a qué se refieren exactamente la convergencia y (especialmente) la divergencia. Soy relativamente nuevo en biología celular y molecular.

Respuestas (1)

En mi experiencia, esos términos se usan principalmente intracelularmente, pero no diría que es incorrecto usarlos de manera más amplia, es solo que esencialmente todo lo que se libera extracelularmente va a tener cierto nivel de divergencia, por lo que tiene más sentido usar un esquema de clasificación separado (es decir, endocrino/paracrino). Entre células, los términos también se usan en otros contextos, como el sistema nervioso, para referirse a las entradas de varias neuronas que hacen sinapsis en una neurona (convergencia) y las salidas de una neurona que hacen sinapsis en muchos objetivos (divergencia).

La convergencia solo significa múltiples vías de señalización que convergen en el mismo objetivo: como múltiples vías que pueden activar la fosfolipasa C.

La divergencia simplemente significa que un efector, que podría ser una proteína como una quinasa o un segundo mensajero como IP3, tiene múltiples objetivos.

Es muy probable que obtenga convergencia y divergencia dentro de cualquier vía de señalización dada. En mi opinión, esta es una de las formas en que la biología no se enseña bien en las escuelas: los libros de texto pueden hacer parecer que la convergencia y la divergencia son estas clasificaciones concretas y específicas, pero en realidad son solo términos descriptivos. Las vías de la fosfolipasa C son un gran ejemplo que muestra ambas. Si está hablando desde la perspectiva de la activación de la fosfolipasa C, probablemente esté hablando de convergencia porque hay muchas formas de activar la fosfolipasa C, pero al mismo tiempo, si habla desde la perspectiva de la subunidad de proteína G que está activando fosfolipasa C, esa proteína G probablemente también tiene otros objetivos, así que eso es divergencia. Y aguas abajo de la fosfolipsa C, tiene efectos divergentes de DAG e IP3.

Ah, ya veo. Me gusta cómo afirmaste que la convergencia y la divergencia son 'términos realmente descriptivos'; tiene mucho sentido; en cualquier vía, probablemente pueda encontrar un punto en el que varias entradas diferentes pueden activar una determinada proteína o tener un efecto dado, o una sola proteína tendrá varios efectos diferentes: divergencia. Un camino completo en sí mismo no será solo un ejemplo de convergencia o divergencia.