Recepción y transducción Recepción y transducción de señalesde señales

Transporte de materiales aTransporte de materiales a través de las membranas través de las membranas plasmáticasplasmáticas

Recepción y transducción de señalesRecepción y transducción de señales

Los procesos fisiológicos que ocurren en los organismos multicelulares necesitan desarrollarse de forma integrada.

Las células tienen diferentes formas de comunicación:

1. Por fusión de membranas en uniones comunicantes (se produce el intercambio directo de moléculas entre los citoplasmas de células adyacentes)

2. Interacción entre proteínas de membrana de células adyacentes (una proteína ubicada en la membrana de una célula es reconocida por proteínas de la membrana plasmática de otra célula).

3. Síntesis y liberación al medio extracelular de moléculas que actúan como mensajeros químicos o señales extracelulares.

La molécula señal o ligando se une específicamente a un receptor en la membrana plasmática de una célula blanco.

La señalización extracelular se clasifica de acuerdo a la distancia que la molécula señal recorre desde la célula que la sintetiza hasta la célula blanco.

Existen 3 tipos de señales:

Señal endocrinaSeñal endocrina

La célula blanco está ubicada lejos de la célula productora de la molécula señal, esta debe ser transportada a través del organismo. Por ejemplo hormonas de los mamíferos.

Señal paracrinaSeñal paracrina

La molécula señal actúa sobre la célula blanco cercana a la célula productora. Por ejempla los neurotransmisores (comunicación entre neuronas o entre neuronas y músculos)

Señal autocrinaSeñal autocrina

La molécula señal actúa sobre la misma célula que la produce.Por ejemplo los factores de crecimiento que producen las células para estimular su propio crecimiento y proliferación.

ReceptoresReceptores

• Las células blanco responden a una señal enviada por otra célula.• Esta señal es captada por los receptores que se encuentran en la célula blanco, que reconocen y se unen de manera especifica a una molécula señal.• Los receptores son proteínas que dentro de su estructura tienen un sitio de unión exclusivo para una molécula señal.• Los receptores se clasifican según su localización en la célula blanco

Receptores intracelularesReceptores intracelulares

•Son proteínas que se ubican en el citoplasma o en el núcleo.

•Se unen a moléculas señal liposolubles.

•La unión entre el receptor y la molécula señal forman un complejo que interactúa directamente con los genes.

Receptores de superficie celularReceptores de superficie celular

• Son proteínas transmembrana.

• Fijan moléculas señal hidrosolubles (no pueden difundirse a través de la membrana)

Transducción de señalesTransducción de señales

•Es el proceso por el cual, luego de la unión de la señal y el receptor se conduce a una respuesta.

•Esta transducción involucra una serie de reacciones desatadas por la unión de la señal al receptor.

•Entre estas reacciones se encuentra el cambio en la concentración de ciertas moléculas citoplasmáticas llamadas segundos mensajeros.

•Estos actúan como señales intracelulares que pueden activar o inhibir enzimas y proteínas que participan en las reacciones involucradas en la respuesta de la célula blanco.

•Los receptores de superficie pueden utilizar distintos mecanismos de transducción, así se diferencian 3 tipos.

Receptores asociados a un canal iónicoReceptores asociados a un canal iónico

Corresponden a proteínas transmembrana que se organizan formando un canal que cruza la membrana plasmática. Cuando la molécula señal se une al receptor sufre el cambio conformacional abriéndose y permitiendo la entrada de iones

Receptores con actividad enzimáticaReceptores con actividad enzimática

Son proteínas transmembrana con actividad enzimática en la región citoplasmática, que se activa al unirse la señal al receptor. Se produce una reacción llamada fosforilación que regula actividad de numerosas proteínas celulares, pudiendo activar o inhibir su función.

Receptores asociados a proteínas GReceptores asociados a proteínas G

Son proteínas transmembrana que en su porción extracelular se unen a la molécula señal y en su región intracelular interactúan con una proteína GTPasa o proteína G.

La unión señal-receptor produce un cambio conformacional que la activa y así regula la actividad de enzimas implicadas en la generación de segundos mensajeros.

Amplificación de señales Amplificación de señales intracelularesintracelulares

La unión entre una molécula señal y su receptor en la membrana plasmática produce una cascada de reacciones intracelulares donde participan muchas proteínas celulares.

Esta cascada de reacciones consiste en una serie de reacciones donde el producto de una reacción activa o inhibe a las enzimas que participan en el paso siguiente.

Esta cascada de reacciones intracelulares recibe el nombre de amplificación de señales y es necesaria para que la célula produzca una respuesta generalizada a la señal inicial.

Cuanto mayor sea la cantidad de pasos en una cascada, la amplificación del efecto de la señal también lo será.

Amplificación de señales Amplificación de señales intracelularesintracelulares

Respuestas celularesRespuestas celularesTodo proceso de transducción y amplificación

culmina en una respuesta celular, relacionada con el metabolismo, el desarrollo o la función que desempeñe la célula blanco.

Alguna señales pueden actuar a nivel genético regulando la expresión de los genes.

Otras actúan en el citoplasma o en la membrana plasmática, controlando la síntesis y secreción de proteínas, activando o inhibiendo enzimas, induciendo modificaciones en la organización del citoesqueleto desencadenando cambios en la permeabilidad

de la membrana plasmática.