Elementos para la comunicación
Célula transmisora
Transmisor o ligando
(mensajero)
Receptor
Célula Blanco o Diana
Mensaje
Señal Lejana
Vecina
Ella misma
AMBIENTE
Cambios Estimulos
Célula
Blanco
Célula
Productora
Respuesta
Modificación de
algún aspecto
funcional
Tipos de comunicación
Local
• Parácrina
• Sináptica
• Autócrina
A distancia
• Endócrina
• Neuroendócrina
Dependen de la distancia entre la célula productora y la célula blanco
Señal endocrina
Acción sobre células blanco distantes (incluso metros)
Mensajero viaja a través de la sangre, desde el sitio de síntesis hasta la célula blanco
Ej. GH, insulina, progesterona, tiroxina, epinefrina
Señal paracrina
Moléculas liberadas por una célula, que afectan a células en la proximidad inmediata
Ej. Neurotransmisores sinápticos (impulso nervioso) y factores del crecimiento (hígado y piel)
Señal autocrina
Moléculas de secreción para autocomunicación celular
Células responden a moléculas que ellas mismas producen
Ej. Factores tróficos, masas tumorales
Señal yuxtacrina
Proteínas ancladas en superficie de la membrana plasmática de una célula, interaccionan con receptores en superficie de célula adyacente
Ej. Factor de crecimiento
Tipos de Mensajeros
• Neurotransmisores
• Hormonas
• Factores de Crecimiento
• Mediadores locales (oxido nítrico)
Primeros Mensajeros
• Calcio
• GMPc / AMPc
• DAG
• IP3
Segundos Mensajeros
MENASAJEROS QUÍMICOS ligandos
Moléculas con características químicas diversas (péptidos,
proteínas, complejos proteicos, derivados de aminoácidos,
compuestos esteroideos y compuestos derivados del ácido
araquidónico) que transportan un mensaje teniendo que
unerse a una celula diana a traves de un receptor, el cual debe
ser descifrado, originado un cambio en su comportamiento o
estructura.
Tipos de ligandos
Moléculas lipofílicas
Moléculas hidrofílicas
Moléculas lipofílicas con receptores de superficie
Moléculas lipofílicas
Difunden a través de la MP
Interactúan con receptores del citosol o del núcleo
Forman complejos que o transcripción de genes
Crecimiento y diferenciación de tejidos (efecto largo)
Usa proteínas transportadoras Ej.
Hormonas esteroideas (cortisol, progesterona, estradiol, testosterona)
Tiroxina
Derivados del ácido retinoico
Moléculas hidrofílicas
No difunden a través de la membrana
Interactúan con receptores en la superficie celular
Modifican actividad de una o más enzimas en la célula
Efecto rápido y de corta duración
Ej.
Insulina (péptido)
Hormona del crecimiento (proteína)
Acetilcolina (molécula cargada)
Epinefrina, histamina, serotonina y dopamina (derivados de aminoácidos)
Moléculas lipofílicas con receptores de superficie
Mediadores locales
Agregación plaquetaria (coagulación)
Ej.
Prostaglandinas (derivadas del ácido araquidónico)
receptores
Estructuras que reconocen al mensajero extracelular y traducen el mensaje al ambiente intracelular
Generalmente son proteínas localizadas en:
Superficie de la célula blanco
Citosol
Núcleo
Respuesta celular: interacción ligando con un receptor específico
Receptores de memrana
Receptores con actividad enzimática
Receptores acoplados a proteína G
Receptores sin actividad enzimática, asociados a proteínas citosólicas
Receptores accesorios o correceptores
RECEPTORES PROTEINA TIROSINA QUINASA
FUNCION.
Fosforilan las proteínas sustrato en los residuos de tirosina, involucrados en el control del crecimiento y de la diferenciación celular.
Mecanismo del receptor proteína tirosina quinasa Dimerización del receptor
inducido por ligando que conduce a la autofosforilación del receptor.
Incrementa la actividad proteína cinasa del receptor.
La fosforilación de los residuos de tirosina que no pertenecen al dominio catalítico genera sitios de unión para otras proteínas transmitiendo la señal al interior de la célula.
Receptores asociados a Proteína G
Proteínas que unen nucleótidos de guanina, denominadas Proteínas G, son transmembranales y están conformadas por un promedio de 450 aminoácidos.
Se han identificado más de mil receptores asociados a Proteínas G.
3 Familias Principales de Proteínas G
I Gs α activa adenil cliclasa, activa canales de Ca2+ Golf α activa adenil cliclasa en neuronas sensoriales
olfactorias
II Gi α inhibe adenil cliclasa
Βγ activa canales de K+
Go βγ activa canales de K+;
inactiva canales de Ca2+
α y βγ activa fosfolipasa C-β
Gt (transducina)α activa la fosfodiesterasa del cGMP en los fotorreceptores de los bastones de los vertebrados
III Gq α activa a la fofolipasa C-β
ESTRUCTURA DE LA PROTEINA G
Conformada por tres subunidades (a, b, g) . La proteína G heterotrimérica, la subunidad a se une a guanina, que es la que regula la actividad de proteína G.
g
b a
GDP
MECANISMO DE ACCION DE LA PROTEINA G
La unión del ligando EC, induce cambios conformacionales que permiten al dominio citosólico del receptor unirse a una Proteína G, en la cara interna de la membrana.
Esto estimula la liberación del GDP a GTP, unido la subunidad a al GTP se activa y se disocia de la subunidad b, g, que permanecen unidas.
MECANISMO DE ACCION DE LA PROTEINA G
Algunas de las subunidades interaccionan con dianas específicas para mediar respuesta intracelular.
La subunidad a posee actividad GTPasa, se disocia GTP a GDP, la subunidad a unida nuevamente a GDP, se reasocia con complejo bg lista para otro ciclo.
Receptores de Citoquinas
Activados por la mayoría de citoquinas (interleuquina 2 y eritropoyetina) y algunas hormonas (GH)
Los domininios citosólicos asociados a proteínas tirosina-cinasas no receptoras que se activan con la unión del ligando
Receptores asociados a otras actividades enzimaticas
Existen varios tipos:
Proteína tirosin-fosfatasa
Proteína serina/treonina cinasa
Receptores de membrana Guanilato ciclasa
Receptores citosolicos
Ligandos: Cortisol, hormonas esteroideas (sexuales y mineralocorticoides), hormonas tiroideas, retinoides y vitamina A
Receptor migra al núcleo y regulan la transcripción de genes blanco
Reconocen secuencias de ADN específicas
Receptores nucleares
Receptores de retinoides se encuentran en el núcleo
Respuesta 1o. Transcripción de genes
Respuesta 2o. Productos de estos genes activan otros genes
Segundos mensajeros
Moléculas pequeñas que acarrean la información codificada por los mensajeros extracelulares hacia blancos intracelulares
Responsables de la respuesta biológica
Rápido y continuo reciclaje
Vida media corta
Sus acciones son: activar o inhibir enzimas
abrir o cerrar canales iónicos
transcripción de genes
activar proteínas
Se encuentran dentro de las células
Pueden formarse en el momento que se requieran Algunos ingresan a las células como el Calcio
Los principales son:
AMP cíclico
GMP cíclico
Calcio
Trifosfato de inositol
Diacil glicerol
Oxido nitrico
Segundos mensajeros
Ampc
Su concentración cambia en cuestión de segundos
Epinefrina a receptores b-adrenérgicos activa adenilato ciclasa (Gs)
Epinefrina a receptores a-adrenérgicos la inhibe
Activa a la PKA
Sustratos de PKA difieren en las distintas células:
Hígado: glucogenólisis
Corazón: frecuencia y fuerza contracción
Activa transcripción de genes específicos (somatostatina)
Fosfodiestearasa del AMPc
GMP cíclico El GMPc se sintetiza a
partir del GTP por la guanilato ciclasa y es degradado a GMP por la fosfodiesterasa.
El GMPc ejerce su función a través de una proteína quinasa dependiente de GMPc, aunque también puede actuar sobre otras dianas, como los canales iónicos.
Calcio 2+ El mecanismo de acción de este ion tiene que ver con
la diferencia de concentración intra y extra celular que existe del mismo.
Cuando alguna señal abre transitoriamente los canales de calcio, el nivel de Ca 2+ en citosol aumenta activando a proteínas que responden a este ion.
La mayoría de los efectos del calcio están mediados por fosforilaciones proteicas catalizadas por las proteínas cinasas dependientes de Ca 2+ /calmodulina conocidas como CaM.
Inositol fosfato ip3
Ligando se une a receptor de membrana asociado a proteína G
Se activa el efector fosfolipasa C: Fosfatidilinositol de membrana a inositol trifosfato IP3 y diacilglicerol
IP3 a REL, libera el calcio
Diacilglicerol activa a la PKC altera excitabilidad de células nerviosas
Óxido nítrico
Atraviesa la membrana regula actividad de proteínas intracelulares
Acetilcolina actúa sobre células endoteliales y liberan óxido nítrico
Relaja fibras del músculo liso de vasos sanguíneos
Producido por macrófagos y neutrófilos a partir de arginina, actúa con hierro y estimula guanilato ciclasa
Cascada de señalización
•Secuencia de reacciones de Proteínas que actúan en cadena
para transmitir una señal en la célula
•El mensaje es recibido a través de
una serie de moléculas de señalización intracelulares hasta
que una determinada enzima es
activada, un determinado gen es expresado o se producen
determinados cambios en el citoesqueleto
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