UNIDAD 4: SEÑALIZACIÓN CELULAR

SEÑALIZACIÓN CELULAR

El mecanismo básico

Requiere:

1. Un LIGANDO

(molécula señalizadora)

2. Un RECEPTOR

(molécula receptora) que

une al ligando

3. Esta UNIÓN LIGANDO-

RECEPTOR, convierte la

señal extracelular en una

señal intracelular.

4. La señal intracelular

origina una RESPUESTA

ESPECIFICA CELULAR

Conjunto de procesos o etapas que ocurren de forma ordenada, por el que una célula convierte una determinada señal o estímulo exterior, en otra señal o respuesta específica al interior de la célula

SEÑALIZACIÓN CELULAR

QUE SON LOS RECEPTORES CELULARES?

PROTEÍNAS presentes en la MEMBRANA celular, que INTERACTÚAN CON MOLÉCULAS ESPECÍFICAS para DESENCADENAR MECANISMOS EN EL INTERIOR de la célula. Presentes en:

Membrana plasmática Membrana nuclear Membrana de organelos Citoplasma

QUE ES UN LIGANDO?

Son sustancias químicas llamadas MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS (como las hormonas o los neurotransmisores)

La unión de una molécula señalizadora a sus receptores específicos desencadena una serie de reacciones en el interior de las células conocida como TRADUCCIÓN DE SEÑALES

El resultado final de la traducción de señales es una RESPUESTA DE LA CÉLULA

TIPOS DE RECEPTORES CELULARES

RECEPTORES EN LA SUPERFICIE CELULAR

RECEPTORES INTRACELULARES

Moléculas SEÑALIZADORAS HIDROFÍLICAS : No tienen la habilidad de difundir a través de la membrana plasmática Necesitan de un RECEPTOR DE SUPERFICIE CELULAR que genera una señal intracelular en la célula blanco

Moléculas SEÑALIZADORAS HIDROFÓBICAS: Pueden difundir a través de la membrana plasmática Se unen a receptores intracelulares en el núcleo o en el citoplasma de la célula blanco.

TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES

Una señal extracelular puede producir cambios en el interior

de la célula sin que la señal inicial pase a través de la

membrana plasmática

La cascada de señalización permite la AMPLIFICACIÓN,

MODULACIÓN, Y LA DISTRIBUCIÓN DE LA SEÑAL

dentro de la célula

La traducción de señales se da por medio de una CASCADA DE

SEÑALIZACIÓN

ETAPAS DE LA SEÑALIZACIÓN CELULAR

1. SÍNTESIS: de la molécula señalizadora (ligando) 2. LIBERACIÓN: de la molécula señalizadora por la célula 3. TRANSPORTE: de la señal hacia la célula blanco 4. DETECCIÓN DE LA SEÑAL: por el receptor específico 5. RESPUESTA: cambio celular desencadenado por la unión receptor-ligando 6. FINALIZACIÓN DE LA SEÑAL: la respuesta celular es temporal

EXTRACELLULAR

FLUID

Receptor

Signal

molecule

Relay molecules in a signal transduction pathway

Plasma membrane CYTOPLASM

Activation

of cellular

response

Reception 1 Transduction 2 Response 3

CARACTERÍSTICAS DE LA CASCADA DE SEÑALIZACIÓN

1. RECEPTORA: TRANSFERENCIA FÍSICA DE LA SEÑAL del sitio de recepción – membrana plasmática o citosol – hacia la maquinaria celular donde ocurrirá la respuesta.

2. TRANSDUCTORA: TRANSFORMACIÓN DE LA SEÑAL en

forma molecular con propiedad de provocar una respuesta.

3. EFECTORA: AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL 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. INTEGRADORA: DISTRIBUCIÓN DE LA SEÑAL hacia varios sitios en el interior de la célula con el fin de influenciar diversos procesos simultáneamente.

5. MODULADORA: MODIFICACIÓN O ALTERACIÓN de cada etapa del proceso de señalización por otros factores mientras se produzca la señal.

TIPOS DE SEÑALIZACIÓN

Moléculas señalizadoras actúan a diferentes distancias sobre las células blanco en el organismo

1. C

ÉLULA

-C

ÉLULA

3. PA

RA

CR

INA

2. EN

DO

CR

INA

SEÑALIZACIÓN AUTOCRINA Y PARACRINA

AUTOCRINA: Células responden a una

molécula señalizadora producida por ellas

mismas.

PARACRINA: La molécula

señalizadora es producida por una

célula pero responden las células adyacentes

SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA

Moléculas señalizadoras son transportadas a través del sistema circulatorio y actúan sobre células blanco alejadas.

Estas moléculas señalizadoras pueden necesitar o no receptor especifico membranal para entrar en la célula blanco.

SEÑALIZACIÓN NEURONAL

La transducción de señales se dá través de axones y las moléculas efectoras se liberan en las sinápsis (paracrina).

La señal se transmite a través de axones como un impulso eléctrico que se convierte en la sinápsis en una señal química

conocida como neurotransmisión

RESPUESTA CELULAR ESPECÍFICA

SUPERVIVENCIA

PROLIFERACIÓN

DIFERENCIACIÓN

MUERTE CELULAR

RESPUESTAS CELULARES A LA SEÑALIZACIÓN

Dependiente del tipo celular, del estimulo y de la especificidad ligando-receptor las respuestas celulares luego de desencadenarse una cascada de señalización

pueden ser: 1. Cambios en la EXPRESIÓN GÉNICA 2. Alteraciones en la ACTIVIDAD METABÓLICA ENZIMÁTICA 3. Reorganización del CITOESQUELETO 4. Cambios en la PERMEABILIDAD de membranas 5. SÍNTESIS Y SECRECIÓN de hormonas o proteínas 6. Activación de la síntesis de DNA (DIVISIÓN CELULAR) 7. Muerte celular

SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA: HORMONAS

El SISTEMA

ENDOCRINO es

un conjunto de

órganos y tejidos

del organismo

que liberan un

tipo de sustancias

llamadas

HORMONAS y

está constituido

además de éstas,

por células

especializadas

presentes en

GLÁNDULAS

ENDOCRINAS

CARACTERSITICAS DE LAS HORMONAS

Se producen en pequeñas cantidades

Se liberan al espacio extracelular

Viajan a través de la sangre

Afectan tejidos que pueden encontrarse lejos del punto de origen

Su efecto es directamente proporcional a su concentración

ESTEROIDEAS NO ESTEROIDEAS

Derivadas de aminoácidos. Se adhieren a un receptor en la

membrana, en la parte externa de la célula. El receptor tiene en su parte interna de la célula un sitio activo que inicia una cascada de reacciones que inducen cambios

en la célula.

Solubles en lípidos, se difunden fácilmente hacia dentro de la célula blanco.

Se unen a un receptor dentro de la célula y viajan hacia algún gen del núcleo

estimulando su transcripción.

HORMONAS ESTEROIDEAS

1. Hormonas esteroideas atraviesan la membrana

plasmática

2. Se unen a receptores intracelulares en el citoplasma:

SUPERFAMILIA DE LOS RECEPTORES DE ESTEROIDES

3. El complejo esteroide-receptor migra hacia el núcleo

4. En el núcleo actúan como un

complejo regulador del gen activando la transcripción génica.

Hormone

(testosterone)

Receptor

protein

DNA mRNA

NUCLEUS

Hormone-

receptor

complex

New protein

ESTRÓGENO vs HORMONA TIROIDEA

El receptor de la Hormona tiroidea se encuentra unido al DNA de manera inactiva. Cuando se une la hormona, se activa la transcripción

El estrógeno se une a su receptor (RECEPTOR DE ESTROGENO INACTIVO) El COMPLEJO ACTIVO se une al DNA estimulando la transcripción

CLASES DE RECEPTORES SEGÚN FUNCIÓN

Ligando se une a un receptor

acoplado a PROTEÍNA G

Ligando se une a un receptor unido a una

ENZIMA INTRACELULAR

Ligando se une a un CANAL en la membrana

Ligando se une a un receptor

tipo INTEGRINA

1. CANALES IÓNICOS COMO RECEPTORES

Son PROTEÍNAS QUE CONTROLAN EL PASO DE IONES, a través de la membrana de toda célula viva. Estos canales actúan como COMPUERTAS que se cierran o se abren en función de los estímulos externos Existen algunas SUSTANCIAS TÓXICAS PUEDEN DESACTIVAR su función natural.

2. VIA SEÑALIZACION MEDIADA POR PROTEÍNA G

La unión del Ligando al Receptor induce un

cambio conformacional del

receptor, el cual se une a la proteína G.

ACTORES DE ESTA VIA: 1. Ligando 2. Receptores 7TM 3. Proteína G 4. Enzima: Adenilato Ciclasa

Transformar ATP en AMPc

3. RECEPTORES TIROSIN QUINASA

VIAS DE TRANSDUCCIÓN DE LAS SEÑALES

CONSULTA: VALOR 15% 1. Buscar las moléculas involucradas en la ruta y

su ubicación celular 2. Especificar los pasos de la ruta 3. Indicar el resultado de la ruta

•OPCIÓN 1: VIA DEL AMPc •OPCIÓN 2: FOSFOLIPIDOS Y CALCIO •OPCIÓN 3: RAS, RAF y MAP QUINASAS