Download - 2008 Señales celulares
SEÑALES CELULARESSEÑALES CELULARES
20082008
Comunicación celularComunicación celular Los organismos multicelulares necesitan mecanismos Los organismos multicelulares necesitan mecanismos
de comunicaciónde comunicación Dependen de señales extracelularesDependen de señales extracelulares Depende también de un sistema de proteínas capaz Depende también de un sistema de proteínas capaz
de responder a estas señales hacia un camino de responder a estas señales hacia un camino específicoespecífico
Estas proteínas incluyen proteínas receptoras de Estas proteínas incluyen proteínas receptoras de superficie y una variedad de proteínas señalizadoras superficie y una variedad de proteínas señalizadoras intracelulares.intracelulares.
Entre estas proteínas están kinasas, fosfatasas, Entre estas proteínas están kinasas, fosfatasas, proteínas que unen GTP y otras.proteínas que unen GTP y otras.
El final de cada señal es una proteína blanco que El final de cada señal es una proteína blanco que activa y cambia el comportamiento de la célula.activa y cambia el comportamiento de la célula.
Dependiendo del efecto de la señal estas proteínas Dependiendo del efecto de la señal estas proteínas blanco pueden ser proteínas reguladoras de genes, blanco pueden ser proteínas reguladoras de genes, canales ionicos, componentes del metabolismo, canales ionicos, componentes del metabolismo, partes del citoesqueleto, y otras.partes del citoesqueleto, y otras.
Una señal intracelular activada Una señal intracelular activada por una molécula señal por una molécula señal
extracelularextracelular La molécula señal se La molécula señal se
une a la proteína une a la proteína receptora activando las receptora activando las señales proteicas señales proteicas intracelulares.intracelulares.
La señal intracelular La señal intracelular interactúa sobre una interactúa sobre una proteína blanco proteína blanco alterándola y alterándola y produciendo un cambio produciendo un cambio en el comportamiento en el comportamiento de la célulade la célula
SEÑALES QUIMICAS ENTRE CELULASSEÑALES QUIMICAS ENTRE CELULAS
Moléculas de SeñalizaciónMoléculas de Señalización Moléculas que indican a una célula cómo Moléculas que indican a una célula cómo
proceder.proceder. Actúan como ligando para las células blanco).Actúan como ligando para las células blanco). Las células (blanco) diana poseen receptores Las células (blanco) diana poseen receptores
para captar estas moléculas e iniciar la para captar estas moléculas e iniciar la respuesta.respuesta.
Son :Son : NeurotransmisoresNeurotransmisores HormonasHormonas Mediadores químicos localesMediadores químicos locales
Las moléculas señales pueden actuar a distancias cortas Las moléculas señales pueden actuar a distancias cortas o largaso largas
A) Dependiente de A) Dependiente de contactocontacto, ,
especialmente importantes en especialmente importantes en el desarrollo y respuesta el desarrollo y respuesta inmuneinmune
B) Paracrina,B) Paracrina, señal liberada al exterior y señal liberada al exterior y
actúan sobre las células actúan sobre las células vecinas. Se destruyen vecinas. Se destruyen rápidamenterápidamente
C) Señales sinápticasC) Señales sinápticas de neuronas que transmiten de neuronas que transmiten
señales a lo largo de los señales a lo largo de los axones y liberan axones y liberan neurotransmisores en las neurotransmisores en las sinapsis situadas lejos del sinapsis situadas lejos del cuerpo de la célula.cuerpo de la célula.
D) EndocrinasD) Endocrinas Depende de células que Depende de células que
secretan hormonas a la secretan hormonas a la circulacióncirculación
La unión de la La unión de la molécula señal molécula señal
extracelular puede ser extracelular puede ser en receptores de en receptores de
superficie o receptores superficie o receptores intracelularesintracelulares
MOLECULAS DE SEÑALIZACIONMOLECULAS DE SEÑALIZACIONHidrófilicas. Receptores de SuperficieHidrófilicas. Receptores de Superficie
Dentro de este grupo están los neurotransmisores, las hormonas Dentro de este grupo están los neurotransmisores, las hormonas proteicas y glucoproteínas y los mediadores locales.proteicas y glucoproteínas y los mediadores locales.
Estas moléculas se degradan a los pocos minutos de ser liberados Estas moléculas se degradan a los pocos minutos de ser liberados y median respuestas de corta duración. y median respuestas de corta duración.
Activan proteínas receptoras de la superficie de la membrana Activan proteínas receptoras de la superficie de la membrana plasmática.plasmática.
Tras la unión al ligando, el complejo receptor-ligando queda Tras la unión al ligando, el complejo receptor-ligando queda atrapado en una vesícula de endocitosis revestida por clatrina y es atrapado en una vesícula de endocitosis revestida por clatrina y es endocitado.endocitado.
El ligando es destruido y el receptor, o bien es destruido o El ligando es destruido y el receptor, o bien es destruido o reciclado hacia la membrana plasmática.reciclado hacia la membrana plasmática.
MOLECULAS DE SEÑALIZACIÓNMOLECULAS DE SEÑALIZACIÓN
1.1. Neurotransmisores (señalización sináptica):Neurotransmisores (señalización sináptica): producidos y liberados producidos y liberados por las neuronas en la terminación sináptica y actúan sólo sobre la por las neuronas en la terminación sináptica y actúan sólo sobre la célula postsináptica. La señalización es casi instantánea.célula postsináptica. La señalización es casi instantánea.
2.2. Hormonas (secreción endocrina):Hormonas (secreción endocrina): son liberadas hacia la sangre y son liberadas hacia la sangre y transportadas por ella hasta la célula diana, que pueden estar situadas transportadas por ella hasta la célula diana, que pueden estar situadas muy lejos de las células que secretaron la hormona, por lo que ésta muy lejos de las células que secretaron la hormona, por lo que ésta puede tardar minutos e incluso horas en llegar.puede tardar minutos e incluso horas en llegar.
3.3. Mediadores químicos locales (secreción paracrina)Mediadores químicos locales (secreción paracrina) que son que son producidos por muchos tipos de celulares y, tan pronto como son producidos por muchos tipos de celulares y, tan pronto como son liberados, son rápidamente absorbidos o destruidos, de modo que sólo liberados, son rápidamente absorbidos o destruidos, de modo que sólo actúan sobre las células localizadas en su entorno inmediato actúan sobre las células localizadas en su entorno inmediato (secreción autocrina, mismo tipo de célula). (secreción autocrina, mismo tipo de célula).
Señal autocrina. Señal autocrina. Cuando la señal es recibida por un receptor Cuando la señal es recibida por un receptor
de la misma célula estas responden de la misma célula estas responden coordinadamente como un grupocoordinadamente como un grupo
Una célula animal depende de Una célula animal depende de múltiples señales extracelularesmúltiples señales extracelulares
Las diferentes células pueden Las diferentes células pueden responder diferentemente a la responder diferentemente a la
misma molécula señal misma molécula señal extracelularextracelular
MOLECULAS DE SEÑALIZACIONMOLECULAS DE SEÑALIZACIONHidrófobas. Receptores intra citoplasmáticosHidrófobas. Receptores intra citoplasmáticos
Hormonas esteroides y tiroideas, la vitamina D, los retinoles, los Hormonas esteroides y tiroideas, la vitamina D, los retinoles, los eicosanoides (prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos y eicosanoides (prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos y leucotrienos) el NO y el CO.leucotrienos) el NO y el CO.
Las hormonas hidrófobas permanecen mucho tiempo en la sangre Las hormonas hidrófobas permanecen mucho tiempo en la sangre y median respuestas de larga duración.y median respuestas de larga duración.
Al ser liposolubles pasan fácilmente a través de la membrana Al ser liposolubles pasan fácilmente a través de la membrana plasmática (difusión simple) y activan proteínas receptoras en el plasmática (difusión simple) y activan proteínas receptoras en el citoplasma.citoplasma.
El complejo receptor-hormona es introducido en el núcleo de la El complejo receptor-hormona es introducido en el núcleo de la célula donde se une a la cromatina y regula la trascripción de un célula donde se une a la cromatina y regula la trascripción de un pequeño número de genes (respuesta primaria).pequeño número de genes (respuesta primaria).
Estos genes pueden activar a otros genes y dar lugar a una Estos genes pueden activar a otros genes y dar lugar a una respuesta secundaria retardada.respuesta secundaria retardada.
MOLÉCULAS DE SEÑALIZACIÓN HIDRÓFOBAS
El gas óxido nítrico (NO) se une El gas óxido nítrico (NO) se une directamente a una enzima al directamente a una enzima al
interior de la célula blancointerior de la célula blanco
Respuesta inducida por un Respuesta inducida por un receptor nuclear de la hormonareceptor nuclear de la hormona
Tres clases de receptores de Tres clases de receptores de superficiesuperficie
Diferentes Diferentes clases de clases de señales señales
intracelulares intracelulares a lo largo de a lo largo de un camino de un camino de señales desde señales desde un receptor de un receptor de
superficie superficie hasta el hasta el núcleonúcleo
RECEPTORES LIGADOS A PROTEÍNAS GRECEPTORES LIGADOS A PROTEÍNAS G
Señales a traves de la Señales a traves de la unión de proteínas G a unión de proteínas G a
receptores de la receptores de la superficie superficie celularcelular
Los receptores ligados a proteína G Los receptores ligados a proteína G es una gran familia que se es una gran familia que se
encuentra en todos los eucariontes.encuentra en todos los eucariontes.
Receptores ligados a proteínas GReceptores ligados a proteínas G::
Activan o inactivan indirectamente una enzima ligada a la Activan o inactivan indirectamente una enzima ligada a la membrana plasmática (generalmente la adenil ciclasa), o membrana plasmática (generalmente la adenil ciclasa), o bien un canal iónico separado del receptores. bien un canal iónico separado del receptores.
La interacción receptor-enzima (o canal) está mediada por la La interacción receptor-enzima (o canal) está mediada por la proteína G, que se une al GTP.proteína G, que se une al GTP.
La unión del receptor al ligando activa una cadena de La unión del receptor al ligando activa una cadena de acontecimientos que alteran la concentración de una o más acontecimientos que alteran la concentración de una o más moléculas señal intracelulares, denominados mensajeros moléculas señal intracelulares, denominados mensajeros intracelulares, mediadores intracelulares o segundos intracelulares, mediadores intracelulares o segundos mensajeros; AMP cíclico (cAMP) y el Ca++.mensajeros; AMP cíclico (cAMP) y el Ca++.
AA su vez, estos mensajeros actúan alterando el su vez, estos mensajeros actúan alterando el comportamiento de otras proteínas diana de la célula.comportamiento de otras proteínas diana de la célula.
Una vez activada la Una vez activada la proteina G por formación proteina G por formación
de GTP se activa la de GTP se activa la formación de adenil formación de adenil ciclasa que activa la ciclasa que activa la
proteina regulatoria del proteina regulatoria del gen CREB etc.gen CREB etc.
Señales a traves de la unión de enzima a los Señales a traves de la unión de enzima a los receptores de la superficie.receptores de la superficie.
Activación de una enzima ligada a la Activación de una enzima ligada a la membrana plasmática (adenil ciclasa)membrana plasmática (adenil ciclasa)
La activación de la adenil ciclasa altera la concentración del La activación de la adenil ciclasa altera la concentración del cAMP.cAMP.
Casi siempre esta alteración es un incremento de la concentración Casi siempre esta alteración es un incremento de la concentración de cAMP, pero también puede ser que se reduzca la de cAMP, pero también puede ser que se reduzca la concentración.concentración.
El cAMP se sintetiza a partir del ATP, por la enzima adenil ciclasa.El cAMP se sintetiza a partir del ATP, por la enzima adenil ciclasa. Es rápida y continuamente degradada por la fosfodiesterasa del Es rápida y continuamente degradada por la fosfodiesterasa del
cAMP.cAMP. El aumento de los niveles de cAMP estimula una proteína quinasa El aumento de los niveles de cAMP estimula una proteína quinasa
dependiente de cAMP, que fosforila determinadas proteínas dependiente de cAMP, que fosforila determinadas proteínas dianas en residuos de serina o treonina, desencadenando una dianas en residuos de serina o treonina, desencadenando una serie de señales intracelulares.serie de señales intracelulares.
Receptores catalíticos (ligados a enzimas):Receptores catalíticos (ligados a enzimas):
Son proteínas transmembranosas con un dominio citoplasmático Son proteínas transmembranosas con un dominio citoplasmático que bien está asociado a una enzima o actúa como enzima.que bien está asociado a una enzima o actúa como enzima.
Esta enzima es generalmente del tipo proteína quinasa específica Esta enzima es generalmente del tipo proteína quinasa específica de tirosinas.de tirosinas.
La enzima puede ser también una proteína quinasa de La enzima puede ser también una proteína quinasa de serina/treonina.serina/treonina.
La fosforilación desencadena una cascada de nuevas La fosforilación desencadena una cascada de nuevas fosforilaciones proteicas que dan lugar a una serie de señales fosforilaciones proteicas que dan lugar a una serie de señales citoplasmáticas.citoplasmáticas.
Mediante unas proteínas Ras, estas señales llegan al núcleo, Mediante unas proteínas Ras, estas señales llegan al núcleo, alterando se expresión génica, de modo que se activan unos alterando se expresión génica, de modo que se activan unos genes y se reprimen otros.genes y se reprimen otros.
Regulación de la actividad Regulación de la actividad RASRAS
Señales mediadas por RASSeñales mediadas por RAS Ligando:Ligando: factor de crecimiento fibroblastos,factor de crecimiento fibroblastos, factores crecimiento epitelial, factor de factores crecimiento epitelial, factor de
crecimiento plaquetario, stem cell factorcrecimiento plaquetario, stem cell factor Receptor:Receptor: Tirosino-kinasa (RTK) Tirosino-kinasa (RTK) Dimerización y fosforilaciónDimerización y fosforilación Activación proteína intermediaria GNRPActivación proteína intermediaria GNRP Activación proteína G RAS, fosforilación Activación proteína G RAS, fosforilación Proteína GAP inactiva RASProteína GAP inactiva RAS (mutaciones RAS en gran proporción (mutaciones RAS en gran proporción de tumores)de tumores) RAS activada activa proteína kinasa RAFRAS activada activa proteína kinasa RAF RAF activa MEK por fosforilaciónRAF activa MEK por fosforilación La kinasa ERK puede entrar al núcleo y La kinasa ERK puede entrar al núcleo y
activa ciertos factores de transcripciónactiva ciertos factores de transcripción por fosforilación.por fosforilación. Modula la transcripción.Modula la transcripción.
Señales por ligandos TGF Beta y por BMP
SEÑAL QUE HEMOS SEÑAL QUE HEMOS TERMINADOTERMINADO
GRACIASGRACIAS