Diferenciar entre lo propio y lo extraño es una de la cualidades que tuvieron que adquirir las células para defenderse de predadores. Igualmente, también lo fue para poder cooperar entre iguales e incluso con entidades extrañas.
Sentir el entorno y responder ante estímulos importantes, esa es la función en la que median los receptores celulares. Evolutivamente, muchos de ellos han demostrado tal utilidad que se han mantenido rutas de este tipo desde tiempos primigenios. El receptor del que vamos a hablar, el denominado receptor tipo toll (TLR toll like receptor), es fundamental en la respuesta inmune innata y por tanto en la defensa frente a invasores. Es la primera barrera de defensa que tenemos frente a bacterias y virus, anterior y más rápida a la respuesta celular con fabricación de anticuerpos específicos. Nosotros los humanos (nuestras células), y otros muchos organismos, poseemos un arsenal de receptores que reconocen los componentes químicos más comunes de otros elementos u organismos extraños, y así poder actuar en consecuencia. Cuidado siempre hay moléculas que te delatan.
El receptor Toll-like 3 (TLR3) como podemos observar en la figura reconoce ARN bicatenario (dsRNA), común en algunos virus y señaliza para que se pruduzca una respuesta adecuada contra el virus. Los dominios extracelulares dimerizan en presencia de cadenas de al memos 40 ó 50 pares de bases, que es el tamaño mínimo para desencadenar la transducción de la señal. Cada TLR3 se une a dos sitios en sitios opuestos de la herradura que forma el receptor y un contacto intermolecular entre dos receptores (a través de su dominio C terminal) estabiliza el dimero. Dicha unión podría mediar la señalización al dimerizar la parte citoplasmática denominada interleukin-1-receptor (TIR). La forma general del receptor no varía tras unirse con el ARN de doble cadena.
La familia de receptores toll ha resultado ser muy polivalente, con ciertos cambios en la estructura general son capaces de reconocer muchos tipos de moléculas desde ARN de cadena doble y simple (virus), ADN CpG, lípidos comunes en bacterias de varios tipos, flagelina, y luego transducir la señal al interior celular generando la respuesta al enemigo. Se han descubierto unas 13 moléculas de este tipo denominadas TLR-1 a 13. Por ejemplo, TLR-4 se activa en presencia de lipopolisacaridos presentes en bacterias gram negativas como la famosa e. coli, TLR-3 se activa en presencia de pequeños trozos ARN viral de doble cadena.
¿Desde cuándo se dan este tipo de receptores? ¿Cuándo aparecieron?
Incluso la hidra un organismo muy primitivo desde el punto de vista evolutivo, un pariente nuestro de hace unos 600 millones de años, tiene un mecanismo similar dedicado a reconocer bacterias. Si se interrumpe por métodos bioquímicos la vía de señalización que está por debajo del receptor dejan de ser sensibles a sus invasores más comunes. Pese a ser básicamente un cilindro compuesto por dos capas dispone de estos receptores por todo su ser para detectar bacterias.
En nuestras células defensivas como lo monocitos estos receptores TLR necesitan de más receptores complementarios, pero básicamente se mantiene la forma de detectar los patógenos invasores.
Estas proteínas tan antiguas son parte de la lucha evolutiva entre los organismos. La famosa bacteria H. pylori que pude vivir en el fundus nuestro estómago y causar úlceras, evolucionó para evadir la respuesta innata modificando la proteína de su flagelo y con ello zafarse de la detección del receptor TLR-5 y no ser considerada como un organismo extraño. Para que vean como una estructura tan ‘irreductible’ y complicada como el flagellum puede serguir evolucionando e impulsando el cambio. A escala molecular se aprecian ciertos fenómenos de manera distinta, a veces más clara.
Esta entrada participa en la XIX Edición del Carnaval de Biología, organizado por La Fila De Atrás, blog perteneciente a @MyrRB
Esta entrada participa en la XX edición del Carnaval de la Química, organizado por La ciencia de amara, blog perteneciente a @bioamara
REFERENCIAS
Flagellum. Impulsando la comprensión de la ciencia. 
Muy interesante el post, pero no has mencionado que participas en la XX edición del Carnaval de Química… 😉
Feliz año nuevo!