COMUNICACIÓNCOMUNICACIÓNINTERCELULARINTERCELULAR

Claudia López VeraPrimer año Medicina

Universidad del Mar Norte

IntroducciónIntroducción

El funcionamiento de todas las formas de vida es posible gracias a la comunicación. Esta consiste en el intercambio de mensajes.

La comunicación celular es la capacidad que tienen todas las células de intercambiar información fisico-química con el medio ambiente y con otras células

Tipos de comunicaciónTipos de comunicación celularcelular

Existen dos tipos de comunicación celular,la comunicación entre organismos unicelulares y la comunicación célula a célula de organismos multicelulares llamada Comunicación Intercelular.

Función principalFunción principalLa función principal de la comunicación celular es la de adaptarse a los cambios que existen en el medio que les rodea para sobrevivir, esto es gracias al fenómeno de la homeostásis.

Comunicación Comunicación IntercelularIntercelular

Ninguna célula vive aislada. En todos los organismos multicelulares, donde se alcanza el grado más elevado de complejidad en la comunicación célula a célula, la supervivencia depende de una red compleja de comunicaciones intercelulares que coordinan en las células su crecimiento, diferenciación y metabolismo.

Comunicación Comunicación IntercelularIntercelular

Para que esta supervivencia se de, es necesario que las células: Se comuniquen con las células vecinas Vigilen las condiciones de su ambienteRespondan de manera apropiada a diversos tipos de estímulos que llegan a su superficie celular.

La comunicación intercelular se define como un proceso por el

cual las células transmiten información para promover o

modificar respuestas celulares en otras células.

ComunicaciComunicación ón

intercelularintercelular

EtapasEtapasLa comunicación intercelular

consta de varias etapas.*Síntesis de la molécula señal (ligando)

*Liberación*Transporte (hacia célula diana)

*Detección o recepción *Efecto biológico*Eliminación

¿Cómo se ¿Cómo se comunican las comunican las

células?células?Las células poseen en la membrana plasmática un tipo de proteínas específicas llamadas receptores, encargadas de recibir señales físico-químicas del exterior celular.

Tipo de sistemas de señalización Tipo de sistemas de señalización intercelularintercelular

Comunicación EndocrinaComunicación Endocrina

NeurotransmisiónNeurotransmisión

Secreción neuroendocrinaSecreción neuroendocrina

Comunicación ParacrinaComunicación Paracrina

Comunicación YuxtacrinaComunicación Yuxtacrina

Comunicación AutocrinaComunicación Autocrina

Señales y receptoresSeñales y receptores

ReceptoresReceptoresUn receptor es un complejo molecular localizado a nivel de Membrana celular y a nivel intracelular : Citoplasma, organélos y núcleo.

Tiene una unión selectiva con el ligando.

Genera un efecto biológico.

ReceptoresReceptoresLos receptores de membrana celular son Glicoproteínas o Glicolípidos que reconocen específicamente a un ligando.

Corresponden al 0, 01% del total de las proteínas de una célula.

Debido a ello, es extremadamente difícil purificarlas y caracterizarlas.

Características de los Características de los receptoresreceptores

Hidrófilos

Concentración muy baja en la célula.

Afinidad muy alta por el ligando.

Especificidad de unión muy alta.

Tienen una unión reversible con el ligando.

Tienen capacidad de realizar una transducción de la señal.

LigandosLigandos

Se puede definir un ligando como una molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica.

Señales o LigandosSeñales o Ligandos

Los ligandos pueden ser: Hormonas, citoquinas, neurotransmisores, factores de crecimiento, moléculas de adhesión y componentes de la matriz extracelular.

LigandoLigandoSe “ajusta” o fija al sitio receptor.La unión del ligando con su receptor produce un cambio de conformación del receptor.Se inicia una secuencia de reacciones generadoras de una respuesta celular específica.No es metabolizado a productos útiles.

LigandoLigando

No es intermediario de actividades celulares.Carece de propiedades enzimáticas.Modifica las propiedades del receptor, que luego transmite a la célula, la señal de la presencia de un producto específico en el medio.

Interacción ligando-Interacción ligando-receptorreceptor

Durante la interacción Durante la interacción entre ligando y entre ligando y receptor ocurre:receptor ocurre:

*Reconocimiento espacial*Cambios conformacionales*Transferencia de energía

Procesos metabólicos intracelulares.Síntesis y secreción de proteínas.Cambios en la actividad de enzimas.Reconfiguración del citoesqueleto.Motilidad celular.

La mayoría de moléculas señal provoca una cascada de reacciones intercelulares.

Cambio en la permeabilidad de canales iónicos.

Cambios en la composición de fluidos intra y extracelulares.

Cambios en la expresión de genes.

Activación de la síntesis de ADN.

Proliferación celular.

Crecimiento de tejidos.

Supervivencia o muerte celular: Apoptosis.

Receptores intracelulares Receptores intracelulares de la superficie celularde la superficie celular

La mayoría de ligandos responsables de la señalización célula-célula se unen a receptores de la superficie de las células dianas.

Sistema de recepción Sistema de recepción de superficie celularde superficie celular

Reconocimiento del estímulo.Transferencia de la señal.Transmisión de la señal A las moléculas efectoras

localizadas en la monocapa interna de la membrana celular o el citoplasma.

Clasificación de Receptores Clasificación de Receptores de la superficie celularde la superficie celular

Se conocen 3 clases de proteínas receptoras de superficie celular:

Receptores acoplados a proteína G

La familia más numerosa de receptores de superfice

celular,transmite las señales al interior de las

células a través de proteínas.

Receptores de canales iónicos

Mediada por un pequeño número de

neurotransmisores que abren o cierran

transitoriamente el canal iónico al que están unidos.

Asociadas a enzimas

Cuando son activadas por su ligando estos

receptores actúan como enzimas o están asociados a enzimas. Lugar de unión del ligando en el exterior y

el lugar catalítico en el interior.

Receptores acoplados Receptores acoplados a Proteína Ga Proteína G

Las proteínas G forman una familia de proteínas caracterizadas por la fijación de GTP (Guanosín Trifosfato) y su posterior hidrólisis a GDP (Guanosín Difosfato) durante su ciclo funcional, a lo cual deben su nombre.

Su utilidad en la fisiología celular es la de actuar como interruptores biológicos mediante la transducción de señales.

El ligando se une al GPCR (siglas en inglés de receptor celular asociado a proteína G), desencadenado así una cascada de actividades enzimáticas como respuesta.

ClasificaciónClasificaciónDebido a su estructura molecular, las proteínas G se clasifican en:Grandes o heterotriméricas, constituidas por tres subunidades distintas, denominadas αβγ. Se trata de proteínas ancladas a membrana, aunque no integrales de membrana.Pequeñas o monoméricas, con una única subunidad, libres en el citosol y nucleoplasma.

FuncionamientoFuncionamientoPuesto que se trata de proteínas

interruptoras que están activadas cuando poseen GTP en su estructura e inactivas cuando

se trata de GDP, la actividad GTPasa es crucial para su

regulación.

Modelo de funcionamientoModelo de funcionamiento

En el estado inactivo, la subunidad α se une a GDP constituyendo un complejo con β γ.

La subunidad α libera a GDP y la intercambia con GTP.

La subunidad α unida a GTP y el complejo β γ activados se disocian e interaccionan con sus dianas intracelulares respectivas.

La subunidad α se inactiva por la hidrólisis de GTP y la subunidad α inactivada unida al GDP se reasocia con β y γ.

Proceso por medio del cual la información que llega a la célula es transmitida al interior de ella.Cadena de reacciones que transmiten señales químicas desde la superficie celular a sus objetivos intracelulares.La naturaleza del estímulo recibido es totalmente diferente a la señal liberada en en el interior de la célula.La molécula señal no es transferida a través de la membrana; sólo, se transmite la señal.

Transducción intracelular de señalesTransducción intracelular de señales

Un teléfono convierte una señal eléctricaen una señal sonora.

Una célula blanco convierte una señal extracelular (molécula A) en una señal intracelular (molécula B)

En la transducción de señales intervienen sistemas mensajeros.

El primer mensajero (ligando) se une al receptor de membrana.

Esta unión estimula la producción del segundo mensajero en el interior de la célula.

Es liberado después de la activación de una vía de transducción de señales.Desencadena una cascada enzimática (una molécula transforma a otra, y esta a otra, y esta a otra y así sucesivamente). Ocurre un efecto biológico.Esta cascada de reacciones transmite la señal desde la superficie celular hasta diferentes blancos intercelulares.

Segundos mensajerosSegundos mensajeros

ConclusiónConclusiónEl cuerpo de un animal puede contemplarse como una sociedad o ecosistema, cuyos miembros son células, que se organizan en conjuntos cooperativos denominados tejidos, que a su vez, se asocian formando grandes unidades funcionales denominados órganos. De este modo, podríamos asemejar una célula con un individuo, el cual establece una vida social, necesita comunicarse con otros y relacionarse con su ambiente, respondiendo a distintos estímulos. Así, para que una persona pueda pensar, actuar o, simplemente, existir, las células de su cuerpo deben comunicarse entre sí; comunicación que efectúan poniendo en marcha una especializada maquinaria de intercambio de información físico-química, denominada Comunicación Intercelular.

Bibliografía:Bibliografía:*Biología molecular de la Célula Bruce Alberts, Dennis Bray, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, James D. Watson Tercera edición, 1996-2002 .Ediciones Omega, S.A