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Densidad postsináptica

La densidad postsináptica ( PSD ) es una especialización rica en proteínas unida a la membrana postsináptica . Las PSD se identificaron originalmente mediante microscopía electr...

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La densidad postsináptica ( PSD ) es una especialización rica en proteínas unida a la membrana postsináptica . Las PSD se identificaron originalmente mediante microscopía electrónica como una región electrodensa en la membrana de una neurona postsináptica. La PSD se encuentra en estrecha aposición con la zona activa presináptica y asegura que los receptores estén cerca de los sitios de liberación de neurotransmisores presinápticos . [ 1 ] Las PSD varían en tamaño y composición entre las regiones cerebrales y se han estudiado con gran detalle en las sinapsis glutamatérgicas . Se han identificado cientos de proteínas en la densidad postsináptica, incluidos receptores de glutamato , proteínas de andamiaje y muchas moléculas de señalización.

Estructura

La estructura y composición de la PSD han sido objeto de numerosos estudios moleculares sobre la plasticidad sináptica , un modelo celular del aprendizaje y la memoria. En mamíferos, las PSD tienen un diámetro de entre 250 y 500 nanómetros y un grosor de entre 25 y 50 nanómetros, dependiendo del estado de actividad de la sinapsis. Durante la plasticidad sináptica , el tamaño total de la PSD aumenta junto con el tamaño y la fuerza sináptica tras inducir la potenciación a largo plazo en sinapsis individuales. [ 2 ]

En los invertebrados, las sinapsis suelen ser poliádicas , [ 3 ] lo que significa que tienen múltiples PSD en contraposición a un elemento presináptico (comúnmente llamado barra en T, debido a su apariencia más común).

Composición

Muchas proteínas en la PSD están involucradas en la regulación de la función sináptica. Estas incluyen:

A medida que las tecnologías de detección de proteínas han aumentado su sensibilidad, como con las mejoras en las técnicas de espectrometría de masas , se han asociado más proteínas con las PSD. Las estimaciones actuales indican que se encuentran más de varios cientos de proteínas en las PSD de diferentes regiones cerebrales y durante distintos estados de desarrollo y actividad sináptica. Las PSD también contienen moléculas de adhesión celular y un conjunto diverso de otras proteínas de señalización . Muchas de las proteínas de las PSD contienen dominios PDZ . [ 4 ]

Función

Se ha propuesto que la PSD concentra y organiza los receptores de neurotransmisores en la hendidura sináptica. [ 1 ] La PSD también funciona como un aparato de señalización. Por ejemplo, las quinasas y fosfatasas en la PSD se activan y se liberan de ella para modificar la actividad de las proteínas ubicadas en la espina dendrítica o se transportan al núcleo para afectar la síntesis de proteínas . Algunas de las características de la PSD son similares a las de la unión neuromuscular y otras uniones celulares , ya que la PSD se ha modelado como una unión celular especializada que permite una señalización rápida y asimétrica.

Imágenes

La mayoría de las imágenes de PSD se obtienen mediante microscopía electrónica , donde la muestra se fija, tiñe e incluye en plástico. [ 5 ] La PSD aparece como una región oscura electrodensa, pero las imágenes monocromáticas de microscopía electrónica proporcionan poca información sobre su composición. Por el contrario, las técnicas experimentales de expansión óptica, como LICONN [ 6 ] , incluyen la muestra en un gel transparente y utilizan anticuerpos para el marcaje. La asociación de los anticuerpos con colorantes de diferentes colores puede proporcionar información sobre la composición de las PSD individuales.

Referencias

  1. 1 2 Sweatt, JD (2008-01-01), "4.20 - El receptor NMDA" , en Byrne, John H. (ed.), Aprendizaje y memoria: una referencia completa , Oxford: Academic Press, pp. 409–426 , doi : 10.1016/b978-012370509-9.00020-6 , ISBN  978-0-12-370509-9, consultado el 23 de diciembre de 2020
  2. ↑ Meyer, D.; Bonhoeffer T.; Scheuss V. (2014). "Equilibrio y estabilidad de las estructuras sinápticas durante la plasticidad sináptica" . Neuron . 82 (2): 430– 443. doi : 10.1016/j.neuron.2014.02.031 . PMID 24742464 . 
  3. ↑ Meinertzhagen, Ian A (2016). "Morfología de las neuronas y sinapsis de invertebrados". Manual de neurobiología de invertebrados . Oxford University Press, Oxford. pp. 1–80 . 
  4. 1 2 Sell, Gabrielle L.; Barrow, Stephanie L.; McAllister, A. Kimberley (2020-01-01), "Capítulo 1 - Composición molecular de las sinapsis glutamatérgicas en desarrollo" , en Rubenstein, John; Rakic, Pasko; Chen, Bin; Kwan, Kenneth Y. (eds.), Synapse Development and Maturation , Academic Press, pp. 3–32 , doi : 10.1016/b978-0-12-823672-7.00001-6 , ISBN  978-0-12-823672-7, consultado el 23 de diciembre de 2020
  5. ↑ Hayat, M. Arif (2000). Principios y técnicas de microscopía electrónica de barrido. Aplicaciones biológicas (Cuarta ed.). Cambridge University Press. ISBN  978-0-521-63287-4.
  6. ^ Tavakoli, Mojtaba R.; Lyudchik, Julia; Januszewski, Michał; Vistunou, Vitali; Agudelo, Nathalie; Vorlaufer, Jakob; Sommer, Christoph; Kreuzinger, Carolina; Oliveira, Bárbara; Cenameri, Alban; Novarino, Gaia; Jainista, Viren; Danzl, Johann (2025). "Reconstrucción conectómica basada en microscopía óptica del tejido cerebral de mamíferos" . Naturaleza . 642 (8067): 398– 410. Bibcode : 2025Natur.642..398T . bioRxiv 10.1101/2024.03.01.582884 . doi : 10.1038/s41586-025-08985-1 . PMC 12158774 . PMID 40335689 .   

Revisión general

  • Kennedy MB (junio de 1997). "La densidad postsináptica en las sinapsis glutamatérgicas". Trends in Neurosciences . 20 (6): 264– 268. doi : 10.1016/S0166-2236(96)01033-8 . PMID 9185308. S2CID 41855275 .  
  • Ziff EB (diciembre de 1997). "Iluminando la densidad postsináptica" . Neuron . 19 (6): 1163–74 . doi : 10.1016/S0896-6273(00)80409-2 . PMID 9427241. S2CID 15844943 .  
  • Kennedy MB (octubre de 2000). "Máquinas de procesamiento de señales en la densidad postsináptica". Science . 290 (5492): 750– 4. Bibcode : 2000Sci...290..750K . doi : 10.1126/science.290.5492.750 . PMID 11052931 . 

Estructura y composición

  • Banker G, Churchill L, Cotman CW (noviembre de 1974). " Proteínas de la densidad postsináptica" . J. Cell Biol . 63 (2 Pt 1): 456–65 . doi : 10.1083/jcb.63.2.456 . PMC 2110954. PMID 4419608 .  
  • Cohen RS, Blomberg F, Berzins K, Siekevitz P (julio de 1977). "La estructura de las densidades postsinápticas aisladas de la corteza cerebral del perro: I. morfología general y composición proteica" . J. Cell Biol . 74 (1): 181–203 . doi : 10.1083/jcb.74.1.181 . PMC 2109867. PMID 194906 .  
  • Blomberg F, Cohen RS, Siekevitz P (julio de 1977). "La estructura de las densidades postsinápticas aisladas de la corteza cerebral del perro: II. Caracterización y disposición de algunas de las principales proteínas dentro de la estructura" . J. Cell Biol . 74 (1): 204–25 . doi : 10.1083/jcb.74.1.204 . PMC 2109869. PMID 406264 .  
  • Walikonis RS, Jensen ON, Mann M, Provance DW, Mercer JA, Kennedy MB (junio de 2000). "Identificación de proteínas en la fracción de densidad postsináptica mediante espectrometría de masas" ( PDF) . J. Neurosci . 20 (11): 4069–80 . doi : 10.1523/JNEUROSCI.20-11-04069.2000 . PMC 6772646. PMID 10818142 .  
  • Peng J, Kim MJ, Cheng D, Duong DM, Gygi SP, Sheng M (mayo de 2004). "Análisis proteómico semicuantitativo de fracciones de densidad postsináptica del prosencéfalo de rata mediante espectrometría de masas" . J. Biol. Chem . 279 (20): 21003–11 . doi : 10.1074/jbc.M400103200 . PMID 15020595 . 
  • Jordan BA, Fernholz BD, Boussac M, et  al. (septiembre de 2004). "Identificación y verificación de nuevas proteínas de la densidad postsináptica de roedores" . Mol. Cell. Proteomics . 3 (9): 857– 71. doi : 10.1074/mcp.M400045-MCP200 . PMID 15169875 . 
  • Baron MK, Boeckers TM, Vaida B, et  al. (enero de 2006). "Un marco arquitectónico que puede estar en el núcleo de la densidad postsináptica". Science . 311 (5760): 531– 5. Bibcode : 2006Sci...311..531B . doi : 10.1126/science.1118995 . PMID 16439662 . S2CID 12937216 .  
  • Collins MO, Husi H, Yu L, et  al. (abril de 2006). "Caracterización molecular y comparación de los componentes y complejos multiproteicos en el proteoma postsináptico" . J. Neurochem . 97 (Supl. 1): 16–23 . doi : 10.1111 / j.1471-4159.2005.03507.x . PMID 16635246. S2CID 40233817 .  
  • Alié Alexandre; Manuel Michaël (febrero de 2010). "La columna vertebral de la densidad postsináptica se originó en un ancestro unicelular de coanoflagelados y metazoos" . BMC Evol. Biol . 10 (1): 34. Bibcode : 2010BMCEE..10...34A . doi : 10.1186/1471-2148-10-34 . PMC 2824662. PMID 20128896 .  
  • Base de datos centrada en la célula y de la densidad postsináptica
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