Transcript File - Asociación de Estudiantes de Medicina USAC
COMU NICA CIÓN
CELULAR
Evidencias de aprendizaje
:
Al finalizar la actividad el estudiante podrá: Identificar los mecanismos que permiten que ocurra la comunicación celular.
Explicar la importancia de la comunicación celular en el metabolismo.
En el laboratorio: Resuelve crucigrama, guía de estudio y una hoja de trabajo, elabora mapas conceptuales
COMUNICACIÓN CELULAR
Ligando, señal química
Células secretoras Liberadoras de señales quimicas o ligandos
Mensaje Ligando: molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica R
Célula receptora
R RECEPTOR
u objetivo)
R R R
Tipos de comunicación celular
Endócrina
Parácrina
Autócrina
Yuxtácrina (contacto célula a célula o a MEC)
Gaseosa: NO y CO
COMUNICACIÓN ENDOCRINA
La señal recorre cierta distancia
Ocurre entre células a distancia , por medio de señales químicas llamadas hormonas Producto secretorio (hormona) Glándula secretora Molécula química se transporta en la sangre desde la célula secretora a la célula efectora
COMUNICACIÓN PARACRINA
Célula presináptica Célula postsinaptica
Ejemplo de comunicación parácrina
Sinapsis entre neuronas: a.
b.
NEURONA presináptica libera un neuro transmisor y postsináptica que recibe el estímulo.
c.
Entre neurona y fibra muscular.
COMUNICACIÓN AUTÓCRINA
Autoestimulación , la célula responde a sus mismas señales: cascada de la coagulación, células inmunitarias
Ejemplo de comunicación autócrina a. El receptor ß 1 postsináptico, responde a la acción biológica de la noradrenalina.
b. El receptor α 2 presináptico, actúa como un auto receptor, para regular la secreción del neurotransmisor
Comunicación yuxtácrina
Por contacto con otras células o con la matriz extracelular , mediante moléculas de adhesión celular .
Entre células homólogas es esencial para control del crecimiento celular y formación de los tejidos , Entre células heterólogas es muy importante para el reconocimiento que realiza el sistema inmune ,
Ocurre mediante uniones tipo Gap.
SECUENCIA DE EVENTOS EN LA COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS
Síntesis de la señal química por la célula secretora (emisora), Exocitosis de la señal, Transporte de la señal hacia la célula blanco o diana (célula receptora), Recepción del mensaje por proteínas receptoras específicas en las células objetivo, Cambios del metabolismo en célula receptora, Finalmente eliminación de la señal.
Respuestas celulares a actividad de las señales químicas
Modificación de la actividad enzimática: activándo o inhibiéndo procesos
Cambios de la organización del citoesqueleto : según necesidades
•
Cambios en la permeabilidad al paso de iones por acción de neurotransmisores,
Activación de la síntesis de ADN y ARN Activación o represión de los genes
Ligandos y Receptores
Los ligandos: (1ros. mensajeros o señales químicas), son moléculas de naturaleza proteica o lípidos, ponen en contacto células vecinas o distantes.
Los receptores: Casi todos son proteicos, se localizan, en la membrana, citosol , ó núcleo. Las células de mamíferos poseen diversos tipos de receptores , por ejemplo: a. de factores de crecimiento , hormonas, b. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa C
Las señales químicas pueden ser:
HIDROFÍLICAS: de naturaleza protéica
Son moléculas pequeñas de acción rápida, con receptores de superficie (en la membrana)
a.
b.
Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) Derivadas de aminoácidos: adrenalina, histamina acetil colina, serotonina (neurotransmisores).
HIDROFOBICAS: lípidos o sustancias lipofílicas
Son moléculas grandes de acción lenta, a. Con receptores intracelulares:
Esteroideas, acido retinoico, tiroxina
.
b. Con receptores de superficie:
Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.
Complejo ligando-receptor
Señal hidrofílica Señal lipofilica Receptor extra celular Receptor intracelular Activación de segundos mensajeros Citoplasma
El reconocimiento de la señal
Los ligandos variados, forman complejos con receptores específicos extra o intracelulares Cada célula responde a un conjunto de señales y es llamada célula objetivo, blanco, diana o receptora de la señal.
El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula para obtener una respuesta biológica específica (transducción de la señal).
LIGANDOS HIDROFÓBICOS
Proteína transportadora en la sangre Núcleo Receptor nuclear Hormona Receptor citosólico
Complejo Hormona receptor
Alteración de la transcripción de genes específicos
Transporte por proteínas específicas,
Atraviesan fácilmente la membrana, Receptores intra celulares, No requieren 2dos. Mensajeros, Actúan en el nucleo
LIGANDOS HIDROFILICOS
Interactúan con receptores de superficie,
La señal no entra a la célula,
Utilizan 2dos. mensajeros: Señal protéica Receptor de superficie (AMPc, GMPc, Ca ++ ,IP 3, Diacil glicerol Baja concentración de 2dos. mensajeros Complejo ligando receptor membralal Alta concentración de 2dos. mensajeros
Variedad de Receptores
a.
Extracelulares
(ransductores de señales hidrofílicas) son 3 grupos:
Los que abren canales iónicos por efecto del ligando ( ionotrópicos) Acoplados a proteína G Receptores con actividad enzimática (de tirosina cinasa) b
.
Intracelulares: para señales hidrofóbicas ( citosólicos o nucleares) L os receptores son moléculas protéicas
Receptores acoplados a proteína G
Llamados de superficie ó membranales Pueden estar apagados o encendidos Comunican con el citoplasma estimulando proteínas G, Proteínas G por efecto del ligando unido al receptor, se auto activan o desactivan. Proteína G , activada envía señales a enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan sobre ATP ó GTP AMP c ó GMP c
(2do. mensajero o mensajero intracelular)
RECEPTORES DE MEMBRANA
(extracelulares o de superficie)
Señales químicas Receptores
Son proteínas que recocen moléculas con señales, Ej: hormonas o péptidos.
protéicas, La unión receptor señal , produce respuestas específicas intra celulares: señales de transducción.
Transdución de señal hidrofílica
Ligando Receptores Membranales Medio extracelular R R Adenil ciclasa
G β
ATP GTP Glucogenólisis Núcleo AMPc
AMPc AMPc
Citosol Fosforilación de glucosa Kinasas M e m b r a n a R
R
R R
Receptores hidrofílicos
Forman canales iónicos
Receptor de membrana Ligando
(
1er. Mensajero) Señal de transducción GTP
Guanilil ciclasa
GMP c = 2do. mensajero
Transducción de la señal para ligandos acoplados a protéina G
El efecto cascada que es disparado por la proteína G activa, La proteína G posee 3 subunidades proteicas alfa, beta y gamma. En su forma inactiva las 3 subunidades se encuentran unidas, la alfa tiene el GDP. El receptor activa la proteína G, la subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y se separa de las subunidades beta y gamma
Ejemplos de acción de la proteína G
Canal de potasio dependiente de proteina G Apertura de canal de K
Prot. G Ad. C
Receptores acoplados a proteína G
(para adrenalina, glucagón, serotonina) )
LIGANDO Exterior Citosol Respuesta: Apertura de canal Na+
Receptores asociados a tirosina cinasa (eritropoyetina, interferones)
Los receptores asociados a tirosina cinasas:
Son activados por factores de crecimiento (ligandos, estímulos, señales químicas ) Desencadenan cascadas de señalización intracelular, similares a la proteína G (fosforilaciones de treonina y serina) Regulan eventos transcripcionales esenciales para la proliferación y diferenciación celular (en primeras fases del desarrollo embrionario)
Tirosina cinasas y Ras
Ras son familias de proteínas adaptadoras para la transducción de señales de la membrana al citosol, para control de la proliferación y diferenciación celular, Interactúan con proteínas G y desencadenan la activación de segundos mensajeros que pueden ser AMP, GMP, IP 3 o DAG.
Receptores de actividad intrínseca
Receptores de ligandos hidrofóbicos
Son protéicos Su localización es citosólica o intranuclear, La interacción hormona-receptor
Ligando esteroideo
R R
R
R desencadena eventos de acción Receptores lenta. intracelulares
Segundos mensajeros
Son moléculas que transmiten señales desde ligandos extracelulares, al interior de la celula.
Variedad de segundos mensajeros (o mensajeros intracelulares
):
AMP C activa variedad de kinasas IONES CALCIO Necesario para la actividad del múscular Inositol fosfato
(IP 3 )
Libera calcio Diacil glecerol Activa proteinas kinasas c
Fosfolipasa C
familia de enzimas intracelulares y de membrana en organismos eucariotas participa en los procesos de que transducción de señales Las fosfolipasas C participan en el metabolismo de los fosfatidilinositol bifosfato (PIP 2 ) y las vías calcio -dependientes de la señalización celular relacionados con lípidos Cataliza la reacción hidrolizando al fosfatidil inositos en IP3 y DAGproductos de la reacción son el el inositol 1,4,5-trifosfato diacilglicerol (IP 3 ) y (DAG). Tanto el IP3 como el DAG tienen funciones individuales, participando en el movimiento de calcio dentro del citosol estimulando la fosforilación de las cadenas y ligeras de miosina , respectivamente.
Función de la fosfolipasa C
La PLC participa en mecanismos catalíticos que generan inositol trifosfatos (IP 3 ) y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan la actividad de proteínas hacia abajo en la cascada de señalización celular. el IP 3 es soluble y difunde a través del citoplasma e interactúa con receptores específicos IP 3 del retículo endoplásmico liberación de calcio , causando la , elevando así las concentraciones de calcio intracelular.
Síntesis de 2dos. mensajeros
AMPc: por acción de la adenil ciclasa, a partir de ATP.
GMPc: por la guanil ciclasa a partir de GTP.
CA++: liberado del retículo endoplásmico o entra al citosol del espacio extra celular al abrirse canales específicos.
IP 3 y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil inositol, por acción de la fosfolipasa C.
Algunas proteinas G usan como segundos mensajeros
Trifosfato de inositol (IP3) Diacil glicerol (DAG)s Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C (fosfolípido de la membrana)
Fosfato de inositol Fosfo lipasa C
b
Proteína G
p
El óxido nítrico (NO): Gas hidrofóbico sintetizado en distintas células del organismo por la oxido nitrico sintetasa a partir del aminoácido arginina, Esencial como molécula de señalización celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero,
Tiene un papel relevante en el cerebro y en el sistema cardiovascular.
Implicado en varias enfermedades debido a déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil e insuficiencia cardiaca
Actividad de los antidepresivos (señales) para estimular la actividad neuronal Síntesis de NO
Destino final de la señal
Eliminación:
Por difusión hacia el espacio extracelualr Por inactivación enzimática: colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) entre otras.
Por recaptación y degradación lisosómica.
TAREA
Elabore un esquema de la interacción ligando-receptor Cuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y segundos mensajeros?
A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan segundos mensajeros?
Los receptores de ligandos intracelularmente?
lipofílicos se localizan sólo Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o insulina, Existen enfermedades asociadas a interrupción de señalización por proteínas G en humanos?
Cuáles son y que función tienen los mensajeros intracelulares?
Próxima semana
Ciclo celular completo: interfase y mitosis Hay laboratorio práctico: observación de células en proceso mitótico y citocinesis D