La calmodulina es una prote?na peque?a que se une al calcio en las c?lulas. Es importante en la regulaci?n de varios procesos celulares diferentes, ya que la se?alizaci?n de calcio es una forma com?n de transmitir se?ales tanto entre las c?lulas como dentro de ellas. Una abreviatura de esta prote?na es CaM.
Las c?lulas eucariotas, como las de los humanos, est?n rodeadas por una membrana llamada membrana plasm?tica, y tienen estructuras dentro de ellas que est?n unidas a la membrana, como el ret?culo endopl?smico (RE) y el ret?culo sarcopl?smico (SR). Estas estructuras tienen reservas de calcio dentro de ellas, pero el citosol de la c?lula, el contenido similar a un gel entre las membranas, tiene 10,000 veces menos calcio que el l?quido fuera de las c?lulas.
La gran diferencia en los niveles de calcio entre el citosol y el exterior de la c?lula permite a la c?lula utilizar este gradiente diferencial, para introducir calcio como una forma de se?alizar las respuestas. Hay muchas prote?nas que se unen al calcio, pero calmodulina es la prote?na modulada con calcio m?s com?n. Muchas de las prote?nas que lo unen no pueden responder directamente al calcio, y deben confiar en esta prote?na de uni?n al calcio como un sensor de calcio. Mientras que muchas prote?nas son activadas por el calcio, otras est?n sujetas a inhibici?n. Las respuestas que media CaM van desde el crecimiento nervioso y la memoria hasta la inflamaci?n y el metabolismo.
Un ejemplo cl?sico del papel de calmodulina en el metabolismo es la regulaci?n de la degradaci?n de las reservas de gluc?geno del cuerpo para obtener energ?a. El gluc?geno es un pol?mero de almacenamiento de glucosa, y su degradaci?n es iniciada por las hormonas. La uni?n de estas hormonas a los receptores celulares en la membrana plasm?tica da como resultado un transportador de calcio que aumenta los niveles de calcio dentro de la c?lula.
A medida que aumentan los niveles de calcio en el citosol, el calcio se une a la calmodulina y cambia la conformaci?n de la prote?na. El complejo calcio-calmodulina se une al transportador de calcio, al principio aumentando y luego disminuyendo el transporte de calcio a la c?lula. Una vez que los niveles de calcio vuelven a la normalidad, la CaM se disocia del calcio.
Este es un ejemplo del uso de un mensajero secundario, en el que la primera se?al es una hormona que transmite su mensaje extracelular a la superficie celular. La transmisi?n de la se?al al interior de la c?lula se realiza mediante un compuesto secundario, en este caso calcio. Este proceso de dos pasos puede amplificar en gran medida una respuesta celular.
Existe otro nivel de regulaci?n del metabolismo del gluc?geno que representa una forma adicional en la que CaM puede ejercer el control de las reacciones. Puede actuar sobre una calmodulina quinasa, un subgrupo de quinasas especializadas para responder a la calmodulina. Las quinasas agregan un grupo fosfato a las prote?nas, y la degradaci?n del glucag?n se lleva a cabo por una enzima llamada fosforilasa quinasa, que tiene varias subunidades. Una de ellas es una unidad reguladora y requiere la vinculaci?n de CaM para la actividad.
La calmodulina se encuentra en muchos lugares dentro de la c?lula, incluidas las membranas ER y SR. Tambi?n act?a en la se?alizaci?n dentro de la c?lula. Esta mol?cula tiene estructuras similares entre diversos organismos, lo que indica que su estructura es muy importante para su funci?n. La diversidad de procesos mediados por la uni?n de calmodulina es un indicador de la importancia del calcio en la regulaci?n de las respuestas celulares.