¿la cÉlula entonces comunicarsefamilia de enzimas intracelulares y de membrana en organismos...
TRANSCRIPT
¿LA CÉLULA ENTONCES
RECIBE SEÑALES Y NECESITA
COMUNICARSE ?
A quien se dirige
el mensaje ?
Distancia ?
Celula trasmisora
Trasmisor o ligando
Receptor
Celula blanco
CÉLULA – COMUNICACIÓN – MENSAJE .
COMUNICACIÓN CELULAR
La celula dependen de su ambiente para obtener
las materias primas necesarias para sostener la
vida.
Para su supervivencia es importante:
Que las celulas puedan comunicarse.
Vigilar las condiciones de su ambiente y responder
adecuadamente a estimulos frente su superficie.
1. Capacidad que tienen todas las células de
intercambiar información fisicoquímica con el medio
ambiente y con otras células.
2. Función principal adaptarse a cambios que existen
en el medio que les rodea para sobrevivir
(homeostasis).
¿QUÉ ES LA COMUNICACIÓN CELULAR?
Muchos compuestos pueden funcionar como mensajeros químicos.
Las moléculas de señalización son a menudo clasificadas en base a la distancia entre su lugar de producción y el tejido o tejidos diana sobre el que actúa .
Información se trasmite a través de la membrana plasmática al interior de la célula y con frecuencia al núcleo .
LAS CÉLULAS PUEDEN RECIBIR DISTINTOS
TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS
A) Comunicación paracrina:
( para: al lado de ) la señal actúa sobre células vecinas.
B) Comunicaciòn autocrina:
Las células responden a señales liberada por la misma célula.
LA COMUNICACIÓN CELULAR PUEDE
ESTABLECERSE DE DISTINTAS FORMAS
c) Endocrina: la señal viaja por el torrente sanguíneo y alcanza
células lejanas
d) neurotransmisión: la señal es l iberada por la célula
emisora al espacio sináptico, donde es captada por la
célula receptora
◦ e) Yuxtacrina o mediante gaps: Es la comunicación por contacto con
otras células o con la matriz extracelular mediante moléculas
de adhesión celular .
Sintesis de la señal
Liberación de la Señal
Transporte de la señal a la célula Diana
Detección de la señal por receptor especifico en la celula blanco
Cambio del metabolismo en la célula blanco
Eliminación de la señal
PASOS PARA LA COMUNICACIÒN ENTRE
CELULAS
Encargados de trasmitir señales químicas que son
secretadas.
Las moléculas mensajeras pueden ser caracterizadas
químicamente
Aminoácidos o sus derivados, péptidos, proteínas, ácidos grasos,
lípidos, nucleósidos o nucleótidos.
MENSAJEROS
Ligando:
Molécula que funciona como mensajero primario, tanto si
procede de una distancia corta o larga, funciona como ligando
uniéndose a un receptor.
Mensajeros secundarios:
Moléculas adicionales que se producen dentro de la célula
cuando un ligando se une a un receptor.
Trasmiten señales de localización celular como la membrana
plasmática hacia el interior de la célula realizando cambios
TIPO DE MENSAJEROS
FLUJO GENERAL DE INFORMACIÓN
DURANTE LA SEÑALIZACIÓN CELULAR .
La unión de un ligando a un receptor activa procesos conocidos
como transducción de señal, y produce respuestas celulares
específicas y/o cambios en la expresión génica.
TIPO DE MENSAJEROS
Primeros mensajeros
• Aminoacidos
• Hormonas
• Gases como *NO y CO
• Esteroides que derivan del colesterol
• Factores de Crecimiento
• Eicosanoides
Segundo mensajeros
•Calcio
•GMPc/AMPc
•DACG
• IP3
•*NO
* NO funciona como mensajero
extracelular y segundo mensajero
Mensajeros hidrofílicos
No pueden atravesar la bicapa lipídica, por lo que tienen
que unirse un receptor en la misma.
Su composicion quimica no trae consecuencia sobre el
tipo de mensaje.
Mensajeros hidrofóbicos
Actúan sobre receptores en el núcleo o en el citosol,
(pueden utilizar receptores intracelulares o receptores de
superficie)
su función es regular la transcripción de genes
particulares.
hormonas esteroideas, derivadas del colesterol, y los
retinoides, derivados de la vitamina A
TIPOS DE LIGANDOS
Los Ligandos: (1ros. mensajeros o señales químicas).
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
NATURALEZA LIGANDOS Y RECEPTORES
CÉLULA BLANCO
Transporte por proteínas
específicas.
Atraviesan fácilmente la
membrana,
No requieren 2dos.
Mensajeros,
Actúan en el nucleo
regulando la expresion
de genética.
LIGANDOS HIDROFÓBICOS
LIGANDOS HIDROFILICOS
Interactúan con receptores de superficie.
La señal no
ingresa a la célula,
Utilizan 2dos. mensajeros:
(AMPc, GMPc, Ca++,IP3, Diacil glicerol
Señal protéica
Receptor de superficie
Complejo
ligando receptor
membralal
Baja concentración
de 2dos. mensajeros
Alta concentración
de 2dos.
mensajeros
Proteinas que poseen un lugar para la union de una molecula de señalizacion especifica ( ligando)
Casi todos son proteicos, se localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo.
Receptor emparentado
Reacción de unión entre un ligando y su receptor específico.
Las células de mamíferos poseen diversos tipos de receptores, ejemplo:
a. de factores de crecimiento , hormonas,
b. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa C
LOS RECEPTORES
Unión de los ligandos a sus receptores indica interacción
específicas.
El receptor debe tener un sitio de unión (o bolsillo de
unión) para que un receptor establezca numerosos
enlaces y cadenas de aminoacidos adecuadas para
formar enlaces no covalentes con el mensajero.
Enlaces individuales son generalmente débiles, una unión
firme se deben formar numerosos enlaces.
CÓMO DISTINGUEN LAS CÉLULAS A LOS MENSAJEROS ENTRE LA
MULTITUD DE OTRAS SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE LAS RODEAN O
DE LOS MENSAJEROS DESTINADOS A OTRAS CÉLULAS?
La relación que existe entre la concentración del
ligando en una solución y el número de receptores
ocupados
Alta afinidad por su ligando.
◦ Casi todos los receptores están ocupados a concentraciones
bajas de ligando libre.
Afinidad baja por su ligando
◦ Se requiere una concentración relativamente alta de ligando
para que se ocupen la mayoría de los receptores.
AFINIDAD DEL RECEPTOR
a. Extracelulares ( transductores de señales hidrofíl icas) son
3 grupos:
1. Los que abren canales iónicos por efecto del ligando
(ionotrópicos)
2. Acoplados a proteína G
3. Receptores con actividad enzimática (de tirosina cinasa)
b. Intracelulares: para señales hidrofóbicas ( citosólicos o
nucleares)
VARIEDAD DE RECEPTORES
•Receptor de superficie celular o receptor de membrana
• localizados en la membrana plasmática para unir ligandos (hidrofílicos) fuera de la célula
•Receptores intracelulares localizados dentro de la célula
30
TIPOS DE RECEPTORES
Receptores intracelulares
Receptores de membrana
Los receptores esteroideos poseen 3 dominios
funcionales :
1. Dominio de unión de la hormona
2. Dominio de unión de ADN
3. Dominio que interactúa con coactivadores que
afectan la expresión genética
31
RECEPTORES INTRACELULARES
RECEPTORES DE MEMBRANA
(EXTRACELULARES O DE SUPERFICIE)
Son proteínas que
recocen moléculas con señales.
Ej:
hormonas protéicas, o péptidos.
La unión receptor-
señal, produce respuestas
específicas intra
celulares: señales de transducción.
• Existen 3 clases de receptores de membrana :
a. Receptores de canal – canal iónico se abre en
respuesta a la unión de un ligando
b. Receptores con función enzimática – el receptor es una enzima que se activa por el ligando
c. Receptores acoplados a proteína G– una proteína G (unida a GTP) involucrada en la transmisión de la señal
33
RECEPTORES DE MEMBRANA
2. RECEPTORES DE CANAL IÓNICO
Na+
Receptores que abren canales (acetil colina)
Exterior
Citosol
LIGANDO
Respuesta:
Apertura de canal
a. Receptor tirosin kinasa
Procesos de diferenciación celular
Cuando se une el ligando, el receptor es activado mediante
dimerización y autofosforilación
Los receptor activados añaden fosfato a tirosina presente en la
proteína de respuesta
ejemplo: receptor de insulina
35
RECEPTORES CON ACTIVIDAD
ENZIMÁTICA
36
RECEPTOR DE INSULINA
Llamadas así debido a que la unión al receptor produce un cambio
en su conformación que activa alguna proteína G . (proteína de
unión a nucleótidos de guanina).
La proteína G activada se une a una proteína diana (enzima o una
proteína canal) que altera su actividad.
Todos los receptores acoplados a proteínas G inician de esta forma
la transducción de señales dentro de las células.
ejemplos
◦ receptores olfativos (responsables de nuestro sentido del olfato),
receptores de noradrenalina y
◦ receptores de hormonas como los de la hormona estimulante del tiroides
o la hormona estimulante de los folículos.
RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS
G
RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEINA G
La proteína G posee 3
subunidades proteicas alfa, beta y gamma.
Su estado activo o inactivo depende si la propteina esta unida a GTP o GDP
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
TRANSDUCCIÓN DE LA
SEÑAL PARA LIGANDOS
ACOPLADOS A PROTÉINA G
2. Cuando subunidad alfa se separa
libera GDP y se une GTP ( activando
la proteina G)
1. Ligando se
une al receptor
RECEPTORES ACOPLADOS A
PROTEÍNA G
Receptores acoplados a proteína G (para adrenalina, glucagón, serotonina))
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)
LOS RECEPTORES ASOCIADOS A
TIROSINA CINASAS:
Son moléculas que transmiten señales desde ligandos extracelulares, al interior de la celula.
Variedad de segundos mensajeros (o mensajeros intracelulares):
AMPC activa variedad de kinasas
IONES CALCIO Necesario para la
actividad del múscular
Inositol fosfato (IP3) Libera calcio
Diacil glecerol Activa proteinas kinasasc
SEGUNDOS MENSAJEROS
FOSFOLIPASA C
familia de enzimas intracelulares y de membrana en
organismos eucariotas que participa en los procesos
de transducción de señales .
Participan en el metabolismo de
los fosfatidilinositol bifosfato (PIP2) y las
vías calcio-dependientes de la señalización celular
relacionados con lípidos.
Cataliza la reacción hidrolizando al fosfatidil inositol
en IP3 y DAG productos de la reacción son el
inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) el diacilglicerol (DAG).
Tanto el IP3 como el DAG tienen funciones
individuales, participando en el movimiento
de calcio dentro del citosol y estimulando la
fosforilación de las cadenas ligeras de miosina,
respectivamente.
La PLC participa en mecanismos catalíticos que
generan inositol trifosfatos (IP3) 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 IP3 del retículo endoplásmico, causando la
l iberación de calcio, elevando así las concentraciones de
calcio intracelular.
FUNCIÓN DE LA FOSFOLIPASA C
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.
IP3 y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil
inositol, por acción de la fosfolipasa C.
SÍNTESIS DE 2DOS. MENSAJEROS
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)
Fosfo
lipasa Cb
Fosfato de inositol
Proteína Gp
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
EL ÓXIDO NÍTRICO (NO):
GRACIAS