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

Gracias por su atención

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