unidad ix. comunicación celular
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UNIDAD IX.Comunicación
Celular
Karla Margarita Padilla Olvera
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Localizar nutrientesDiferenciar entre luz y
oscuridadEvitar sustanicas
tóxicasDuplicación y división
celularCrecimiento celular
(organelos).
MOLÉCULAS DESEÑALIZACIÓNEXTRACELULAR(distancia)
Emitir y recibir señales(receptormembranales)
Prenden rutas deseñalizaciónintracelular
(proteínas efectoras)
Las señales pueden actuar adistancias largas o cortas
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• Las señales extracelulares alteran laactividad de una variedad de proteínas quemodifican el comportamiento de la célula
LOS NEUROTRANSMISORES SONMOLÉCULAS PEQUEÑAS
HIDROFÍLICAS QUE DIFUNDEN ATRAVÉS DEL ESPACIO SINÁPTICO YSE UNEN A LOS RECEPTORES DE
SUPERFICIE DE LAS CÉLULASDIANA.
HORMONAS HIDROFÓBICAS:
Esteroideas, corticoesteroides,tiroideas, vitamina D
HORMONAS HIDROFÍLICAS
Péptidos pequeñosNeuropéptidos
Factores de crecimiento
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Diferentes tipos de señales
• Una misma moléculaseñalizadora puede
inducir distintasrespuestas en
distintas célulasdiana
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• Las cascadas de señalización celular(amplificación de la señal)
1.- TRANSFORMAN(traducen)
2.- TRASMITEN,llegada a respuesta
3.- AMPLIFICAN
4.-DISTRIBUYEN(distintos destinos)
5.-MODULAN(señales externas)
• Las señales exacelulares pueden actuar rápida olentamentne para cambiar el comportamiento de la
célula diana.
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Proteínas: Hormona de crecimiento
Aminoácidos (aa) y aa modificados: Glicina, glutamato,hormonas tiroideas
Lípidos: Prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos
Esteroides: Glucorticoides, mineralocorticoides,estrógenos, andrógenos
Péptidos: Hormona liberadora de la tirotropina (TRH)
Retinoides, Vitamina D
Gases: CO2, O2, NO
Algunas moléculas puedenpasar la membrana
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1. RECEPTORES UNIDOS A CANALES IÓNICOS
INVOLUCRADOS EN LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA.LA UNIÓN CON EL RECEPTOR ABRE O CIERRA EL
CANAL IÓNICO
Transmisión rápidaTransducen señal química a eléctrica (DP)
Específicos del sistema nervioso
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INTERRUPTORESMOLECULARES
Interrptores
Fosforilación
Asociadas aGTP
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Regulación:(GAPs) hidrólisis de GTP(GEFs) liberación de GDP
2. RECEPTORES UNIDOS A PROTEINAS G:
LA INTERACCIÓN ENTRE EL RECEPTOR Y LAPROTEINA BLANCO ESTA MEDIADA POR UNA
PROTEÍNA G (POR UNIRSE A GTP)
Proteína transmembranareceptora de 7 segmentos
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Subunidad a actividad dehidrólisis (desactiva señal)
bgtransmiten señales
Toxina del cólera modificala subunidad a(inhibe
hidrólisis) célulasintestinales Cl- y H2O
Señal sobreactivada (toxinapertussis/ tos fesina)
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Algunas proteínasG regulan canales
iónicos
Transmitir señal a otrosdestinos (α ,β γ)
Algunas proteínas G activan enzimas asociadascon la membrana
Enzimas
• Adenililciclasa• Fosfolipasa C
2do mensjero
• cAMP• IP3 y diacilglicerol
(DAG) Ca2+
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La vía delcAMP puede
activarenzimas e
inducirtranscripción
de genes.
GS
cAMP activa aPKA (fosforila ser/treonina proteínas
intracelulares)
Adrenalina- cAMPSíntesis de hormonas yproteínas relacionadas con la
memoria
Fosfodiesterasael cAMP
Hipotálamo----somatostatinaNeuronas---síntesis proteínas
de momoria a largo plazo
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La vía del fosfolípido inositol desencadenaun aumento de Ca2+ intracelular
DAG Ca2+ PKC
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Una señal de Ca2+ desencadena muchosprocesos biológicos
Fecundación< Ca2+
Proteincinasdependientes de
Ca2+ ycalmudulina
(cinasas CaM)
Complejo Ca2+/calmudulina
Activan cinasas CaM
Fosforilan proteínas diana
Cerebro: cinasa CaMneuronas / procesos deaprendizaje y memoria
Cerebro: cinasa CaMneuronas / procesos deaprendizaje y memoria
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FOTORECPTORES
Las casadas puedenalcanzar una velocidad,
sensibilidad yadaptabiliadadsorprendentes
Las casadas puedenalcanzar una velocidad,
sensibilidad yadaptabiliadadsorprendentes
Emociones (adrenalina/RPG músculo cárdiaco)
Olor de la comida(salivación /RPG nariz)
Célulasfotoreceptoras delojo (rodopsina---
tranducina)
GMPc:
NO -- GUANILATO CICLASA -- GMPc
EL GMPc ACTÚA SOBRE PROTEÍNASCINASAS ESPECÍFICAS Y OTRAS
PROTEÍNAS DIANA.
REGULACIÓN EN LA FOTORRECEPCIÓN:
GMPc:
NO -- GUANILATO CICLASA -- GMPc
EL GMPc ACTÚA SOBRE PROTEÍNASCINASAS ESPECÍFICAS Y OTRAS
PROTEÍNAS DIANA.
REGULACIÓN EN LA FOTORRECEPCIÓN:
InhibiciónInhibición
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3.- RECEPTORES ASOCIADOS A ENZIMAS
RECEPTORES TIROSÍN CINASAS
Fosforilan a sus sustratos en residuos de tirosina.Tienen un dominio n-terminal extracelular, una -hélice
transmembranal y un domino c-terminal citosólico con actividadproteín cinasa. Pueden estar constituidos por un único péptido o
por dímeros.
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Procesos lentos (horas)Muchos pasos de transducción intracelularCambios en la expresión de genes
Señalización que REGULA:
Crecimiento y proliferación celular.Supervivencia y diferenciación celular.Reconfiguraciones del citoesqueleto.Manera en que la célula se mueve y cambia de
forma (superficie).Migración celular
Finalizar respuesta(tirosinfosfatasas/
endocitosis )
Finalizar respuesta(tirosinfosfatasas/
endocitosis )
Reclutan proteínasde señalización:
FosfolipasasIP3-cinasa / AKT
PKBRas / MAPKSTAT/ JAK
SMAD(regulacióngénica)
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LOS RECEPTORES PUEDEN SER DE DOS TIPOS:
AUTOFOSFORILACIÓN:
RECEPTORESACOPLADOS A
TIROSÍN CINASAS:
LOS DOMINIOS SH2RECONOCEN A LOS
RESIDUOS DEFOSFOTIROSINA.
LOS DOMINIOS SH3 SEUNEN A REGIONES DECONTACTO RICAS EN
PROLINA.
AMBOS DOMINIOS SONINISPENSABLES PARA
LA TRANSDUCCIÓN DELA SEÑAL.
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LAS PROTEINAS TIROSÍN CINASAS TAMBIÉNTIENEN DOMINIOS SH2 Y SH3 QUE SIRVEN
PARA PLEGAR LA PROTEÍNA Y MANTENERLAEN SU FORMA INACTIVA.
TIROSÍN FOSFATASAS:SON INHIBIDORES DE CINASAS.DESFOSFORILAN AL RESIDUO
FOSFORILADO.REGULAN EVENTOS INTER E
INTRAMOLECULARES.SE EXPRESAN DE FORMA TEJIDO
ESPECÍFICA
CITOPLASMÁTICOS
RECEPTORES TRANSMEMBRANALES
EL DOMINIO MEMBRANAL-PROXIMAL ES EL QUE TIENE LA
ACTIVIDAD CATALÍTICAEL DOMINIO EXTRACELULAR
FUNCIONA COMO RECEPTOR, PORLO QUE SON MUY ESPECÍFICOSSE INACTIVAN AL FORMAR EL
DÍMERO
INACTIVO ACTIVO
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Los receptores tirosincinasa activan a Ras
Ras (proteinas unidas a GTP) lo activan factoresde crecimiento derivados de plaquetas (PDGF).Ras (proteinas unidas a GTP) lo activan factoresde crecimiento derivados de plaquetas (PDGF).
MAP-cinasa fosforila serinas y treoninas en proteínasreguladoras de genes (proliferación, supervivencia o
diferenciación celular). Ras inactiva la célual deja de respondera señales , Ras activa mitógenos. 30% de los cánceres
mutación en Ras (PROTO-ONCOGEN)
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CADA CASCADA ESTÁ FORMADA POR TRESMAP CINASAS: UNA TERMINAL Y DOS
ANTERIORES.
INTERACCIÓN COLÁGENA-INTEGRINAS
RELACIONADA CON LA VIA RAS/MAP CINASAS
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Los receptores decitocinas estánasociados contirosoncinasascitoplasmaticas
(JAK)
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Los receptores deTGF-β activan
proteínas reguladorasde genes (SMAD)
Los receptores deTGF-β activan
proteínas reguladorasde genes (SMAD)
LAS VÍAS DE SEÑALIZACIÓN PUEDEN ESTARINTERCONECTADAS
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http://www.cellsignal.com/pathways/glucose-metabolism.jsp
Acción de la Insulina en Tejidosdependientes para el transporte deglucosa
Acción de la Insulina en Tejidosdependientes para el transporte deglucosa
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( Tilg et al., 2008)
S
Ss
•
Señaleseferentesquemantienenla ingestade alimentoy gastoenergéticoen un
Inanición
Señaleseferentes
queaumentan
elconsumo
dealimento ydisminuye
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El edo. Ayuno y el edo. Alimentadotambién influyen
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núcleo supraquiasmático
CRONOBIOLOGÍA
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Mecanismo molecular del reloj circadiano en lasneuronas del NSQ.
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RECEPTORES
MEMBRANA(acoplados)
Canales iónicos
Proteínas G
Enzimas
NUCLEARES
Depndientes deligando
Directos
CITOPLASMÁTICOS
Tipos de receptores para lacomunicación celular
Tipos de receptores para lacomunicación celular
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N LIGANDODNA
A/B DC FC
E
A/B: Dominio hipervariable;Transactivación (AF-1)
C: Dominio de unión al DNA (dedos de Zn)D: Dominio de bisagra
E: Dominio que une al ligando DNA;Dimerización; Transactivación (AF-2)
F: Dominio hipervariable
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N LIGANDODNA
A/B DC FC
E
E
CHRE
DNA
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N LIGANDODNAA/B DC F
C
E
A
TRa,b Tironinas
RARa,b,g Todo-trans RA
VDR 1, 25-(OH)2-VD3
PPARa,b,g Eicosanoides
EcR Ecdysona
GRGR
RXRRXR
Receptores a esteroides Heterodímeros RXR
Receptores huérfanos dimericos Receptores huérfanos monomericos
GR Glucocorticoides
MR Mineralocorticoides
PR Progesterona
AR Adrogenos
ER Estrogenos
RXR (usp) 9-cis RA
COUP/AR ?
NGFI-B (CEB-1) ?
B
NGFI-B?
RARRXR
Modificada de Mangeldorf et al , 1995
• (HREs, del inglés Hormone Responsive Elements)
Son secuencias de ADN que están situados en la
región promotora de los genes activados por el
complejo hormona-receptor. Como este complejo
activa la transcripción de determinados genes,
estas hormonas también se llaman inductores de la
expresión genética.
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Dominio C: Motivo Dedos de Zn
HRE
REPETIDO DIRECTO(DR)
REPETIDO INVERTIDO(IR)
AGGTCA TGACCTTCCAGT ACTGGA
AGGTCA NNNN AGGTCATCCAGT NNNN ACTGGA
TGACCT NNNNNN AGGTCAACTGGA NNNNNN TCCAGT
PALINDROMA(PAL)
Elementos Responsivos a Hormonas (HRE)
SITIO-MITAD (HALF-SITE)CONSENSO
G GA G G T C A
A
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Existen tres grandes clases de receptoresnucleares (dependiendo de su unión alDNA):
1. Los receptores dependientes de ligando(esteroideos)
2. Los que se unen a su secuencia específicade DNA en ausencia de ligando
( receptores tiroideos ).
3. Los receptores Huérfanos
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– Se encuentran en el citosol y en el núcleo.
– Sus ligandos son moléculas esteroideas.
Para que una hormona esteroidea pueda
“encender “la transcripción de un gen, su
receptor debe:
• Unirse a la hormona
Características
•Unirse a una segunda copia de si mismo
para formar un homodímero.
•Estar en el núcleo, no importa si proviene
del citosol.
•Unirse a sus “elementos de respuesta a
hormonas”
•Activar otros factores de trascripción
para iniciar la transcripción
Características
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Proteína dechoque térmico
homodimerización
Unión al DNA
• Se encuentran en el núcleo, unidas al DNA
(reprimiendo transcripción).
• Sus ligandos son moléculas tiroideas,
vitaminas liposolubles y otras.
Para que un ligando pueda “encender” la
transcripción de un gen, su receptor debe:
Características
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•Unirse a la hormona, vitamina, etc.
•Formar un monómero, un homodimero, o un
heterodímero.
•Unirse a un “complejo coactivador de proteínas”
•Unirse a sus “elementos de respuesta a
hormonas”
Características
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• Se conocen 14 monoméricos y 10 diméricos
• No se conocen sus ligandos
• Se piensa que algunos actúan como co-
represores o silenciadores.
Características
El quenodeoxicolato, es un ácido biliar derivado
del colesterol, que interactúa con FXR (receptor
X) para suprimir la transcripción del gen
colesterol 7-hidroxilasa (Cyp7a), cuyo producto
cataliza el paso limitante en la síntesis de ácido
biliar a partir de colesterol.
Funciones
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El FXR activado por ligando induce la
transcripción del gen IBABP, el cual codifica
para una proteína de transporte que facilita la
recaptura del ácido biliar en el intestino
delgado.
Funciones