SEGNALAZIONE SEGNALAZIONE CELLULARECELLULARE

Le cellule ricevono Le cellule ricevono segnali segnali

Per rispondere la cellula Per rispondere la cellula deve avere specifici deve avere specifici recettori recettori

Esempi di molecole segnale

• Neurotrasmettitori (acetilcolina,

dopamina, endorfine ecc)

• Ormoni (proteici o steroidei)

• Fattori di crescita (NGF, EGF ecc)

• Citochine

• Ossido di azoto (NO)

Le cellule animali si inviano messaggi in vari modi

• ENDOCRINA• PARACRINA• NEURONICA •CONTATTO-DIPENDENTE

RispostaRisposta cellularecellulare

Segnale + recettore

Trasduzione del segnale

Recettore: specificità e affinità di legame

La trasduzione del segnale: il segnale è

convertito nella forma necessaria per

attivare la risposta cellulare

Il metodo più comune usato nella trasduzione del segnale è la

fosforilazione

Chinasi-Fosfatasi

Recettori come Interruttori molecolari

•aumento di Caaumento di Ca2+2+ intracellulare causa una intracellulare causa una

risposta cellularerisposta cellulare

Variazione concentrazione Ca++

Calmoduline: legano Ca2+, si attivano e interagiscono con vari bersagli

RECETTORIRECETTORI

Recettori citoplasmaticiRecettori citoplasmatici: :

legano molecole di piccole legano molecole di piccole

dimensioni e/o di natura dimensioni e/o di natura

apolare (ex estrogeni)apolare (ex estrogeni)

Recettori sulla membranaRecettori sulla membrana: :

legano molecole di maggiori legano molecole di maggiori

dimensioni e/o di natura dimensioni e/o di natura

polare (ex insulina)polare (ex insulina)

Mancanza/ mutazioni recettore per

testosterone: non si sviluppano caratteri

maschili

46, XY ma aspetto femminile

Sindrome di Morris: sindrome da

insensibilità agli androgeni

Attraverso la membrana passano Attraverso la membrana passano anche alcuni ormonianche alcuni ormoni

Ormoni steroidei

attraversano le membrane e si

legano a recettori citoplasmatici

o nucleariMancanza recettore per testosterone: non si sviluppano caratteri maschili

RECETTORI DI MEMBRANARECETTORI DI MEMBRANA

• Il segnale è chiamato Il segnale è chiamato LIGANDOLIGANDO

• legame ligando-recettorelegame ligando-recettore• cambiamenti conformazionalicambiamenti conformazionali• risposta cellularerisposta cellulare

Recettori di Recettori di membranamembrana

• Recettori annessi a CANALI Recettori annessi a CANALI

IONICIIONICI

• Recettori legati a ENZIMIRecettori legati a ENZIMI

• Recettori accoppiati a Recettori accoppiati a

PROTEINE GPROTEINE G

CANALI IONICI- Recettore per CANALI IONICI- Recettore per acetilcolina sulle c. muscolariacetilcolina sulle c. muscolari

• Acetilcolina + recettore/ cambiamento di conformazione e apertura del canale

• Entra Na+, membrana si depolarizza

• Si aprono canali Ca++ nel SER

• Contrazione muscolare

RECETTORI LEGATI A ENZIMI: Recettore InsulinaRECETTORI LEGATI A ENZIMI: Recettore Insulina

• Legame insulina

• Cambia conformazione

• fosforilazione della tirosina

• Risposta cellulare: aumento dell’ingresso di glucosio nella cellula

Recettori legati ad enzimi

• Coinvolti in crescita, proliferazione

differenziamento e sopravvivenza

delle cellule

• Alterazioni di questi recettori

possono provocare il cancro!

RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE GRECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G

• TrasduzioneTrasduzione indirettaindiretta:: c’è un c’è un secondo secondo messaggero messaggero che attiva proteine chinasi: che attiva proteine chinasi: risposta cellulare.risposta cellulare.• Interruttori molecolari che si auto-Interruttori molecolari che si auto-disattivano (idrolisi del GTP!) disattivano (idrolisi del GTP!)

Recettori associati a proteine G: proteine Recettori associati a proteine G: proteine di membrana multipasso di membrana multipasso

TRASDUZIONE INDIRETTA: TRASDUZIONE INDIRETTA: concetto di concetto di Secondo Secondo

MessaggeroMessaggero

•Sono sostanze rilasciate Sono sostanze rilasciate

nel citoplasmanel citoplasma

•Amplificano il segnale!Amplificano il segnale!

•Ex di secondi messaggeri: Ex di secondi messaggeri:

cAMPcAMP, , CaCa2+2+

AMPLIFICAZIONE

cAMP attiva diverse chinasi in grado di iniziare processi cellulari differenti

Principio generale:Cellule diverse reagisconodiversamente allo stesso stimolo chimico (primo e/o secondo messaggero)

• Recettore lega I messaggero

• Attivazione proteina G

• La proteina G attiva un effettore che produce il II messaggero

• Il II messaggero attiva le chinasi

• Tossina colerica blocca l’idrolisi del

GTP legato a una proteina G del

rivestimento intestinale

• Segnale rimane attivo: un efflusso di

cloro e acqua nel lume intestinale

(diarrea grave e disidratazione)

Le proteine G attivano PKA

adenilato ciclasi produce cAMP che attiva la proteina chinasi A

(PKA)

Ormoni ed effetti mediati da cAMP

Le proteine G attivano PCK

Proteina G agisce fosolipasi C che idrolizza un lipide di membrana

formando inositolo trifosfato (IP3) e diacilglicerolo (DAG)

IP3 libera Ca2+ dal REL;

Ca2+ e DAG attivano PKC

Spegnimento della segnalazione

es. cAMP convertito in AMP

Risposta veloce: Ossido d’azoto (NO)

• Diffonde attraverso la membrana• Rilassa le cellule muscolari lisce della parete dei vasi

agevolando lo scorrimento del sangue

• NO deriva dall’AA arginina

• Nitroglicerina nei pazienti con angina pectoris (carenza O2 muscolo

cardiaco)

Cellule del fegato: adrenalina

proteine G:

cAMP

PKA

Rilascio di glucosio