Dra. Carmen Aída Martínez

Reconocimiento y señalización celular

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.

Apoptosis Proliferación

Fagositosis

Secreción

Exocitosis

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 con actividad de Canal

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

Óxido nítrico

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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