Comunicación Intercelular: Bases Moleculares de la Señalización

CelularDr. Ricardo Curcó

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Conceptos Clave

• Comunicación Celular: Paso de señales de una célula a otra.

• Las señales pueden ser de dos tipos:– Eléctricas.– Químicas.

• Hormonas:– Mensajeros químicos (MQ) producidos y secretados por

glándulas endocrinas, que son liberados al torrente sanguíneo, y ejercen su función en un sitio distante al de su producción.

• Neurotransmisores:– MQs producidos y secretados por neuronas, que son liberados

en una estructura especializada en comunicación intercelular (sinapsis).

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Tipos de Comunicación Intercelular

Yuxtacrina

Señal: eléctrica o química.

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Conceptos Clave

• Transducción: paso/transformación de una forma de energía o señal a otra de distinta naturaleza.– Transducción de señal. La unión de un agonista a

su receptor en la superficie celular da inicio a una secuencia de acontecimientos que conduce a un cambio en la concentración intracelular de un segundo mensajero.

– Vías de señalización.

Elementos de las Vías de Señalización:

5. Respuesta5

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Receptores

• Existen varios tipos de receptores para un determinado mensajero químico.

• Diferentes tipos de células poseen el mismo receptor para un determinado mensajero químico.– La respuesta es distinta según el tipo celular.

Proteína en la membrana celular o dentro de la célula, que de forma específica y afín se une a un MQ. RESPUESTA

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Mensajeros químicos

Aminas

• Epinefrina• Norepinefrina• Dopamina• Serotonina

Péptidos y proteínas

• Insulina• Angiotensina II• TSH

Esteroides

• Aldosterona• Estrógenos• Ácido

retinoico

Otras moléculas

• Aminoácidos• Nucleótidos• Iones• Gases

Los MQ son moléculas que unen al receptor con elevada afinidad y especificidad.

RESPUESTA

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Conceptos Clave

• Especificidad. Capacidad que tiene un receptor de unirse a sólo un número limitado de ligandos, los cuales están estructuralmente relacionados.

• Afinidad: es la fuerza con la cual un ligando se une a su receptor.

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Conceptos Clave

• Saturación: porcentaje de receptores ocupados por un ligando.

• Competitividad: capacidad de ciertos ligandos, estructuralmente semejantes, de combinarse con el mismo receptor.

• Agonista: ligando que se une al receptor y desencadena la respuesta celular.

• Antagonista: sustancia que compite con el mensajero químico endógeno por su receptor. No desencadena la respuesta del ligando endógeno.– AgRP.

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Conceptos Clave

• Gen: secuencia de ADN que codifica una secuencia de aminoácidos de una proteína.

• Expresión genética: grado de transcripción genética que presentan diferentes genes.

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Receptores

• Una célula puede poseer diferentes receptores para el mismo mensajero químico.– La respuesta dependerá del subtipo de receptor

con el cual interaccionó el MQ.• Existen 4 tipos:– Canales activados por ligando (receptores

ionotrópicos).– Acoplados a proteínas G heterotriméricas.– Con actividad enzimática (intrínseca o asociada).– Intracelulares (nucleares).

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Receptores Ionotrópicos

• Receptores con canal iónico o canales operados por ligandos.

• Se presentan a nivel de sinapsis químicas.• MQs: ACh (receptor nicotínico), glutamato y

aspartato (NMDA y AMPA), glicina y GABA (receptor GABAA), serotonina (receptores 5HT3) y ATP (receptores P2X).

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Receptores Ionotrópicos

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Receptores Ionotrópicos

Corriente: Na+, K+ y Ca2+

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Receptores Ionotrópicos

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Receptores Acoplados a Proteínas G

• Más grande familia de receptores.• Tienen 7 TM (α hélices), y están acoplados a proteínas

G heterotriméricas. • Incluye los receptores α y β adrenérgicos, muscarínicos

de ACh, serotonina, adenosina, olfatorios, rodopsina y la mayoría de hormonas peptídicas.

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Calcio como segundo mensajero

• La [Ca2+]i es muy controlada, y altamente inferior en comparación con la [Ca2+]o.

• Puede tener efectos sobre el Vm o bien unirse a proteínas.

• Destaca su efecto sobre la calmodulina.– Proteína presente en todas las células.– Une cuatro iones de calcio.– El complejo Ca2+-calmodulina regula proteínas

intracelulares (p. ej. CaMK).

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Calcio como segundo mensajero

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Calcio como segundo mensajero

• La [Ca2+]i regresa a valores basales gracias a sistemas de transporte presentes en la membrana plasmática (PMCA, NCX) y la recaptación en los almacenes intracelulares (SERCA).

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Receptores con actividad enzimática

• Son receptores que al unirse el MQ muestran activación enzimática de forma directa o indirecta. Estructuralmente, tienen 1 TM.

• Tipos de actividad enzimática:– Tirosina kinasa.– Serina - treonina kinasa.– Guanilato ciclasa.– Tirosina fosfatasa.

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Receptores Intranucleares

• Clásicamente, sus funciones se han descrito a nivel de transcripción génica (intranucleares).

• Pueden estar asociados a membranas (no como proteínas integrales), acoplados a hsp (56, 70 y 90) en el citosol o disueltas en el núcleo.

• Se dividen en tres familias:– Familia I: hormonas esteroideas. Homodimerizan.– Familia II: hormonas tiroideas, vitamina D y retinoides.

Heterodimerizan.– Familia III: receptores huérfanos.

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Receptores Intracelulares (Nucleares)Receptor Nombre Dimerización

GR Receptor glucocorticoides GR/GR

MR Receptor mineralocorticoides MR/MR

PR Receptor progesterona PR/PR

ER Receptor estrógenos ER/ER

AR Receptor andrógenos AR/AR

VDR Receptor vitamina D VDR/RXR

TR Receptor hormona tiroidea TR/RXR

RAR Receptor ácido retinoico RAR/RXR

SXR Receptor esteroides y xenobióticos SXR/RXR

CAR Receptor androstano constitutivo CAR/RXR

Familia I

Familia II

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Receptores Intracelulares

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