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SEÑALIZACIÓN CELULAR

OBJETIVOS

1. Diferenciar los tipos de señalización celular

2.Clasificar los ligandos en función de su naturaleza química.

3.Clasificar los receptores implicados en procesos de señalización celular de acuerdo a sus características estructurales.

4.Explicar la función de los segundos mensajeros.

5.Explicar los procesos de transducción de señales intracelulares.

6.Interpretar los diferentes mecanismos implicados en la muerte celular programada.

El mecanismo básico requiere un ligando (molécula señalizadora) que se une a su receptor (molécula receptora) que convierte la señal extracelular en una señal intracelular (transducción + molécula efectora). Este proceso es denominado transducción de la señal y puede ocurrir de varias formas

Transducción de señales: lapresencia de una señal extracelular puede producir cambios en el estado intracelular sin que la señal inicial pase a través de lamembrana plasmática.

Cascada de señalización: permite la amplificación, modulación, y la distribución de la señal dentro de la célula.

COMUNICACIÓN CELULAR MEDIANTE SEÑALIZACIÓNINTRACELULAR SE LLEV A CABO EN 6 ETAPAS

1. Síntesis: de la molécula señalizadora (ligando).

2. Liberación: de la molécula señalizadora por la célula.

3. Transporte: de la señal hacia la célula diana.

4. Detección de la señal: por el receptor específico.

5. Respuesta: cambio celular (metabolismo, motilidad, diferenciación, proliferación, supervivencia, desarrollo). Desencadenado por la unión receptor-ligando.

6. Retirada de la señal: la respuesta es temporal.

CARACTERÍSTICAS DE LA CASCADA DE SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR

1.Transferencia física de la señal (RECEPTORA) del sitio de recepción – membrana plasmática o citosol – hacia la maquinaria celular donde ocurrirá la respuesta.

2.Transformación de la señal (TRANSDUCTORA) en forma molecular con propiedad de provocar una respuesta.

3.Amplificación de la señal (EFECTORA) de una forma suficiente para provocar la respuesta, de modo que muy poca cantidad de moléculas es suficiente para provocar una respuesta en la célula.

4. Distribución de la señal (INTEGRADORA) hacia varios sitios enel interior de la célula con el fin de influenciar diversos procesossimultáneamente.5. Cada etapa del proceso de señalización podrá ser modificada oalterada (MODULADORA) por otros factores mientras se produzcala señal.

TIPOS DE SEÑALIZACIÓN CÉLULA A CÉLULA

Señalización endocrina (hormonas)

Señalización paracrina

Señalización autocrina

Señalización celularSeñalización celular

Tipos de señalización celular

Tipos de señalización celularTipos de señalización celular

EJEMPLOS DE SEÑALIZACIÓN PARA/AUTO/ENDOCRINA

Regulación mediante cambios de niveles de algunos constituyentes de la sangre (liberación de insulina regulada por [glucosa]sangre) = Endocrina.

Mastocitos secretan histamina dilatación de arteriolas locales flujo sanguíneo local =Paracrina.

Prostaglandinas secreción de prostaglandinas de las

células vecinas (paracrina) pero también en las células

iniciadoras de la respuesta (autocrina) – “positive feedback”

SEÑALIZACIÓN Y RESPUESTA CELULAR

Generalmente, las células necesitan múltiples señales para una determinada

respuesta.

Las respuestas se relacionan con:

a) Supervivencia y/o metabolismo normal.

b) Proliferación

c) Diferenciación

e) Muerte celular

¿Por que es importante la señalización

intracelular ?

Durante desarrollo: diferenciación y especialización celular.

Para el reconocimiento de los procesos

en la división celular (ciclo celular).

Neurotransmisión.

Regulación del metabolismo celular.

Supervivencia y muerte celular

MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS LIGANDOS

Hormonas esteroideas: testosterona, estrógeno, y progesterona, glucocorticoides, mineralocorticoides.

Hormonas tiroideas. Vitamina D3, ácido retinoico. Gases: NO y CO. Neurotransmisores: Acetilcolina, dopamina, epinefrina,

serotonina, histamina, glutamato, glicina, GABA. Hormonas peptídicas, neuropéptidos y factores de

crecimiento. Eicosanoides: prostaglandinas, protaciclinas, tromboxano,

leucorienos. Factores de Crecimiento

MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS Las moléculas señalizadoras son hidrofílicas y no

tienen la habilidad de difundir a través de la MP.

Necesitan de un receptor de superficie celular que genera una señal intracelular en la célula diana.

Algunas moléculas señalizadoras hidrofóbica (hormonas) pueden difundir a través de la MP y unirse a receptores intracelulares localizados en el núcleo o en el citoplásma de la célula diana.

LA MISMA SEÑAL PUEDE PRODUCIR DIFERENTESRESPUESTA EN DIFERENTES CÉLULAS.

ACETILCOLINA

ACCIÓN DEL ESTRÓGENO.

Factores de transcripción

A. Estrógeno

Regulación mediada por la hormona tiroidea

B. Receptor de hormona tiroidea

Señalización celularSeñalización celular

GASES COMO SEÑALIZADORES

Oxido nítrico (ON):Altera la actividad de enzimas dianas.

Terminal nerviosa Liberación Ac

Células endotelialesSíntesis de NO

Pared vasos sanguíneos

Células vecinas del músculo liso

“Fe” Guanilato ciclasaSíntesis de GMPc

Relajación de las células muscularesDilatación de los vasos sanguíneos

Moléculas señalizadorasMoléculas señalizadoras

ÓXIDO NÍTRICO SE UNE DIRECTAMENTE A UNA ENZIMAINTRACELULAR (GUANILATO CICLASA) CON RESPUESTA

RÁPIDA E INMEDIATA.

HORMONAS PEPTÍDICAS Y FACTORES DE CRECIMIENTO


EICOSANOIDES:

Prostaglandinas,

Prostaciclinas,

Tromboxano,

Leucotrienos.

Unión a receptores desuperficie celular

1. Agregación plaquetaria2. Inflamación3. Contracción del músculo

liso


Síntesis y estructura delos eicosanoides

ciclooxigenasa


Receptores de superficie

TRES GRANDES FAMILIAS (4 CLASES):

Cuando activados generan la cascada de señales.

Recetores de Canales Iónicos – el reconocimiento del ligando conlleva a la apertura o cierre de canales iónicos y la generación de la señal.

Receptores Acoplados a Proteína G - el reconocimiento del ligando conlleva a la activación de la proteína G y de la cascada de señales.

Receptores con Actividad Enzimática receptores asociados a tirosina-quinasas receptores con actividad enzimática intrínseca.

Receptores asociadosa proteínas G

Activación Hormonal de la adenilato ciclasa

I)

ReceptoresReceptores

Regulación de la proteína G

CARACTERÍSTICAS DE LA PROTEÍNAS G Proteínas heterotriméricas

En el estado inactivo, Alfa se une al GDP formando un complejo con Beta-Ganma y se activan con el intercambio GDP por GTP de la subunidad Alfa.

Ambas subunidades separadas interaccionan con sus dianas.

Existen diversidad de proteínas G.

Por ejemplo:

Proteínas G que regulan moléculas dianas

Proteínas G que regulan canales iónicos


II) RECEPTORES PROTEÍNA-TIROSINA QUINASA


PROCESO DE SEÑALIZACIÓN DE LOS RECEPTORES PROTEÍNA – TIROSINA-QUINASA


AUTOFOSFORILAZIÓN

IMPORTANCIA DE LA AUTOFOSFORILACIÓN DE LOS RECEPTORES EN LA SEÑALIZACIÓN

Constituyen un mecanismo de regulación.

La fosforilación de los residuos de tirosina que no pertenecen al dominio catalítico, generan sitios de unión para otras proteínas.


Dominios SH2


Fosfotirosina

III) Superfamilia de receptores de citoquinas y

Proteína-tirosina quinasa no receptoraFamilia de las Janus “JAK”


Señalización a partir de receptores de citoquinas


NO catalítico

Se activan, lo que proporciona sitios de uniónpara proteínas señalizadoras con dominios SH2

RECEPTORES ASOCIADOS A OTRAS ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS

Proteínas tirosinas fosfatasas

Proteína-serina treonina

Proteínas guanilato ciclasas


2. Vías de transducción intracelular de señales

Transducción de la señal

Segundos mensajeros.AMPc,

GMPc,

Derivados de los fosfolípidos


Regulación de la proteína

Quinasa A


Regulación del metabolismo del glucógeno


Aumento de AMPc activa la transcripción de GENES


Supervivencia y diferenciación de diversos tipos de células animales

b) GMPc


Canales iónicos

c) Segundos mensajeros derivados de fosfolípidos de membrana


Activación de la fosfolipasa C por proteínas tirosina-quinasa


Movilización de Ca mediada por IP3

Calcio calmodulina


VÍA DE LAS MAP QUINASAS“ERK”


Ser-Tre quinasa

Proteínas activadas por mitógenos

Mecanismo de acción Ras posterior a los receptores proteína tirosina quinasa


REGULACIÓN DE LAS PROTEÍNAS Ras

*


Inducción de genes tempranos

VÍA DE LAS JAK/STATTransducción de la señal

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