Bioseñalizacion celular

COMPRENDER QUE LA BIOSEÑALIZACION MEDIANTE LA TRANSDUCCION DE SEÑALES ES UNA CARACTERISTICA UNIVERSAL DE LAS CELULAS COMO RESPUESTA ANTE UN ESTIMULO, A TRAVES DE UN MENSAJERO QUIMICO QUE SE ACOPLA A UN RECEPTOR ESPECIFICO PARA PROPICIAR UNA ACCION, CON LA FINALIDAD DE MANTENER LA HOMEOSTASIS ORGANICA.

Señalización celular, transducción . Generalidades

La habilidad de una célula para recibir y actuar en respuesta a una señal que proviene del exterior de la membrana plasmática es fundamental para la vida

Se liberan desde una célula en respuesta a estímulos específicos y se desplazan a una célula blanco donde se unen a un receptor específico, produciendo una respuesta.

Los receptores son proteínas que contienen un sitio de unión específico para un mensajero químico y otro sitio que interviene en la transmisión del mensaje.

Funciones celulares mediadas por señalización

-Transmisión nerviosa: Neurotransmisores

-Respuesta endocrina: Hormonas

-Respuesta inmune: Citoquinas (Citocinas)

-Sensación a la luz, señales gustativas y olfativas

-Control del ciclo celular

-Apoptosis.

Secreta dos tipos de mensajeros: 1. Aminas biogénicas: muchos de éstos

derivan de aminoácidos (ej. Adrenalina, GABA).

2. Neuropéptidos: actúan como neurotransmisores en las uniones sinápticas o se liberan en la sangre para actuar como hormonas, constan de 4 a 35 aminoácidos (ej. ADH, oxitocina).

Acciones o señales químicas

Especificidad

Amplificación

Desensibilización/adaptación

Integración

Sensibilidad:

Características de la transducción de señales biológicas.

COMPONENTES DE LAS VIAS DE SEÑALIZACION

Primer mensajero

Segundo mensajero

Transducción de señal

-proteínas: hormona del crecimiento, insulina, glucagon

-pequeños péptidos: hormona antidiurética, oxitocina

-derivados de aminoácidos: tiroxina, adrenalina

-derivados de ácidos grasos: prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos

-Derivados del colesterol:

-A) hormonas sexuales = estrógenos, testosterona

-B) glucocorticoides: cortisol. C) mineralocorticoides: aldosterona

--Gases disueltos: NO

Naturaleza del primer mensajero

La mayoría de segundos mensajeros no son proteicos

Naturaleza del segundo mensajero

Productos de hidrólisis de fosfolípidos: DAG, IP3

Nucleótidos:

AMP cíclico (AMPc): Los receptores adrenérgicos Beta al

acoplarse con Adrenalina estimulan la producción de AMPc.

El AMPc se sintetiza a partir del ATP por acción de la adenil-ciclasa.

La actividad del AMPc termina con su hidrólisis por la fosfodiesterasa.

Adrenalina y glucagon aumentan su [ ]

GMP cíclico (GMPc): Se genera por hidrólisis del GTP por

acción de la guanil-ciclasa. Dos primeros mensajeros que al unirse a

su receptor estimulan su producción son:

Oxido nítrico (NO) Factor natriurético auricular (ANF) Es hidrolizado por fosfodiesterasa

La hidrólisis del fosfolípido de membrana fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP2) por la fosfolipasa C, genera dos segundos mensajeros:

1. Inositol 1,4,5-trifosfato (IP3): Importante movilizador del calcio intracelular.

2. Diacilglicerol (DAG): Activa a la familia de proteína cinasa C.

ION CALCIO

Funciones: Contracción muscular Transmisión nerviosa Secreción de proteínas Motilidad celular Ej. de hormonas que actúan mediante

calcio: Vasopresina, oxitocina.

RECEPTORES

B-adrenérgico

Insulina

JAK-STAT

Integrinas

1. ¿Qué otro nombre reciben los mensajeros químicos?

2. ¿Cómo se llaman los mensajeros químicos del sistema nervioso?

3. De un ejemplo de mensajero químico del sistema nervioso

4. ¿Cómo se denominan los mensajeros químicos del sistema endocrino?

5. De un ejemplo de m.q. del sist. endocrino

6. ¿Cómo se llaman los mensajeros químicos del sistema inmunitario?

7. De un ejemplo de m.q. del sist. Inmunit. 8. Según la distancia entre las células

secretoras y las células blanco ¿Cómo se clasifican los m. q.?

9. ¿En qué consiste la acción endocrina? 10. ¿En qué consiste la acción paracrina?

11. ¿En qué consiste la acción autocrina?

12. Por su naturaleza química ¿Qué son los receptores?

13. Por su localización celular ¿Cómo se clasifican los receptores?

14. ¿Qué ubicación celular tienen los receptores heptahélice?

15. ¿Qué ubicación celular poseen los receptores esteroideos?

Sus vías de transducción de señales poseen dos tipos principales de efectos sobre la célula:

1. Efectos inmediatos sobre la concentración celular de iones o activación/inhibición de enzimas

2. Variaciones de la expresión de los genes

Sus mecanismos de transducción de señales incluyen:

1. Fosforilación en los residuos de tirosina 2. Cambios conformacionales en las

proteínas transductoras de señales: A) Proteínas con dominios SH2; prot. Smad B) Proteínas G Ras monoméricas C) Proteínas G heterotriméricas 3. Generación de segundos mensajeros

intracel.

1. Receptores canales iónicos:

Son utilizados por la mayoría de las moléculas pequeñas de neurotransmisores.

Ejemplo: receptor nicotínico de acetilcolina

Receptor nicotínico de acetil - colina

Presenta tres estados

Receptor más simple

This receptor is found in the postsynaptic membrane of neurons at certain synapses and in muscle fibers myocytes) at neuromuscular junctions.

2. Receptores que son quinasas o unen quinasas:

A. Receptores tirosina quinasa (insulina) B. Receptores JAK-STAT (citoquinas) C. Receptores serina/treonina quinasa

(citoquinas) El mensaje se propaga a través de

proteínas transductoras de señal que se unen al complejo mensajero-rec. activado

ENZIMA-RECEPTOR Dominio en la superficie extracelular de la membrana plasmática y un sitio activo en el lado citosólico, conectados por un segmento transmembrana

El enzima receptor es una proteína cinasa que fosforila residuos de tirosina de proteínas diana. Receptor de insulina

RECEPTORES

3. Receptores heptahélices: Constituyen el tipo más común de

receptores de membrana plasmática. Poseen siete hélices alfa que

atraviesan la membrana. Actúan utilizando segundos

mensajeros: AMPc, GMPc. Ej. Receptor beta adrenérgico-

adrenalina Aumenta el AMPc.

Receptor β-adrenérgico Receptor de Insulina

RECEPTORES

Transducción de señal: Son utilizados por cientos de hormonas y

neurotransmisores, pero cada uno es específico para sólo un primer mensajero quìmico. Ej. Adrenalina; glucagon.

Inician la transducción de señal mediante Proteínas G heterotriméricas (subunidades ALFA, beta y gamma): GTP

Ej. Activan la adenil ciclasa: ATP-----AMPc

Clasificación: 1. Proteínas G Ras monoméricas 2. Proteínas G heterotriméricas: éstas constan de tres subunidades: Alfa, beta y gamma. La Alfa define la

especificidad de la proteína G por el efector, contiene el sitio de unión a GTP y presenta actividad GTPasa intrínseca.

La mayor parte corresponde a Factores de Transcripción Específicos de Gen, proteínas que se unen al DNA y regulan la transcripción de ciertos genes.

Los mensajeros que los utilizan son moléculas hidrófobas que difunden a través de la membrana plasmática.

Los mensajeros químicos que utilizan este tipo de receptores son: hormonas esteroides, hormonas tiroideas, ácido retinoico (vit. A) y vitamina D (calcitriol).

Hormonas esteroideas: estrógenos, progesterona, cortisol

Ácido retinoico (forma activa de vit. A)

Hormonas tiroideas

Se unen a proteínas receptoras específicas en el núcleo (Factores de transcripción)

Elementos de respuesta hormonal (HRE)

Aumenta o suprime la expresión de genes específicos adyacentes a los HRE

Familia de receptores nucleares

Se requiere un período de horas a días para que estos reguladores ejerzan sus efectos por completo

1. ¿Cuáles son los dos sitios o dominios fundamentales que posee un receptor?

2. ¿Cuáles son las categorías o clases de receptores que pertenecen a la membrana plasmática?

3. ¿A qué tipo de receptor se acopla la acetilcolina?

4. ¿Qué m.q. se une a receptores de tirosina cinasa?

5. ¿Cómo es la estructura química de los receptores serpentina?

6. ¿Qué nombre sinónimo poseen los receptores serpentina?

7. ¿Mediante cuál sistema de proteínas actúan estos receptores?

8. De un ejemplo de m.q. que se acopla con este tipo de receptores

9. ¿Cuál es la enzima que es activada por esta interacción?

10. ¿Qué es un segundo mensajero?

11. ¿Cuál es el segundo mensajero que se genera por la acción del 1er. m. –rec. Serpentina y proteínas G activados?

12. De otros ejemplos de segundos mensajeros

13. ¿Cuáles segundos mensajeros derivan de lípidos?

14. Mencione un catión que actúa como segundo mensajero

15. ¿Cuál es la función de la fosfodiesterasa?

F I N