Biología - Comunicación Celular

7/27/2019 Biología - Comunicación Celular

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USMP-FMH-FN-13 H. Lezama 1

Universidad de San Martín de Porres

Facultad de Medicina Humana – Filial NorteBiología Celular y Molecular

Comunicación celular

H. Lezama, MSc.

2013




•Comunicación celular mediante moléculas.

• Receptores, estructura, tipos e interacción.

•Transducción de señales, primeros y segundosmensajeros




Comunicación celular

•Para sobrevivir la célula debeinteractuar con su entorno.

•Existe 2 tipos de comunicación –Eléctrica –Química.-ventajas:

•Amplificación de la señal•Cálculo de la señal

Fibroblastos



Todas las célulasreciben señalesdesde su medio

externo yrespondenenviando

nuevas señales.




• Para la supervivencia celular esnecesario que las células:

–Comuniquen

–Vigilen

–Respondan




5. Efectobiológico

4. Detección

Célula productora

Célula receptoraespecífica

6. Eliminación

Comunicación mediante señales extracelulares




SOBREVIVENCIA

DIVISIION

DIFERENCIACION

MUERTE


La célula depende de muchas señalesextracelulares




Las células diana (blanco u objetivo)…

…Responden a la unión específica entre la molécula

señal y el receptor.

La misma señal no actua en todas las células de igual

manera



La misma señal química pero diferentesrespuestas en diferentes células blanco

CELULA MUSC ULAR

CONTRACCIÓN

CELULA CARDIACA

RELAJACIÓN

CELULA GLANDULAR

SECRECIÓN

acetilcolina





Las moléculas señal actúan adiferentes distancias:

1. Comunicación endocrina.

2. Comunicación paracrina.

3. Comunicación autocrina.4. Interacción directa entre receptores de

membranas celulares.



CELULAS DIANA o

BLANCO

Las Hormonas se transportan através del sistema circulatorio y

actúan sobre células dianalejanas


1 Señalización endocrina




2. Señalización Paracrina

•La célula diana estácercana (escasosmicrómetros).

•Factores de crecimiento.

•Neuronas:neurotransmisores



S. ENDOCRINA S. SINAPTICA

Viaja a través del

torrente sanguíneo

A través de impulso

nervioso

Es lenta Rápida con mayor

precisión

Concentraciones

bajas

Concentraciones altas

Afinidad alta del

receptor

Afinidad baja del

receptor

Varias moléculasseñal

Un neurotransmisor





3. Señalización autocrina

•La señal afecta a la mismacélula.

•Es decir, las célulasresponden a sustanciasque liberan por si solas.




3. Señalización autocrinaMuchos factores de

crecimiento actúan de estemodo.

Las células en cultivo secretan

factores de crecimiento paraestimular su propiocrecimiento y proliferación.

Este tipo de señalización esfrecuente en célulastumorales.




4. Interacción directa entre receptores demembranas celulares

•Las proteínas de membrana plasmática específicasde una célula, interactúan en forma directa conreceptores específicos de membrana de la célulaadyacente.

Ó É




COMUNICACIÓN A TRAVÉS DEUNIONES “gap”

•Permite la comunicaciónde pequeñas moléculasseñal intracelular:•Ca+2 y AMPc.

•Comunicación en célulasen desarrollo

Al ól l ñ li d




Algunas móleculas señalizadorasMolécula señalizadora Lugar de origen Algunas acciones

Hormonas

-adrenalina

-Estradiol

-Glucagón

-Insulina

Glándula suprarrenal

Ovario

Células α del páncreas

Células β del páncreas

Aumenta la presión arterial

Mantiene caracteres sex. Femen.

Estimula síntesis de glucosa

Estimula la captación de glucosa

Mediadores locales

-factor de crec. Epidér.

-histamina

-Oxido nítrico

Células diversas

Mastocitos

Células nerviosas; células

endoteliales que revisten v. sang.

Estimula la proliferación celular

Dilata y permeabiliza los vasos sang.

Relaja las células del músculo liso; regula actividad de

las células nerviosas

Neurotransmisores

-Acetilcolina

-GABA

Terminaciones nerviosas Excitador en muchas sinapsis neuromusculares

Inhibidor en el sistema nerv. central




EL LIGANDO

EL LIGANDO TAMBIÉN ES DENOMINADO:PRIMER MENSAJEROMOLÉCULA SEÑAL

MOLÉCULA MENSAJESEÑAL BIOLÓGICAAGONISTAHORMONA (COMUNICACIÓN ENDOCRINA)




Ligando:

•No es metabolizado a productos útiles.

•No es intermediario de actividades

celulares.•Carece de propiedades enzimáticas.

•Modifica las propiedades del receptor ;

que luego transmite a la célula.




Durante la interacción entre el

LIGANDO y el RECEPTOR ocurre:1. RECONOCIMIENTO ESPACIAL:

Orientación de átomos.Interacción de electrones.

2. CAMBIOSCONFORMACIONALES.

3. Se inicia una secuencia de

reacciones generadoras de unarespuesta celular específica.




¿Qué es un receptor?



Un RECEPTOR es un complejomolecular localizado a nivel:

• Membrana celular

• Intracelular:

– Citoplasma – Organelas

– Núcleo• Tiene una unión selectivacon el ligando.

• Genera un efecto biológico





• Los RECEPTORES demembrana celular

son GLICOPROTEINASo GLICOLIPIDOS quereconocenespecíficamente a unLIGANDO.

GlicoproteínaGlicolípido




Características de los receptores:

• Hidrófilos, tienen regiones expuestas hacia elmedio extracelular de reconocimiento(excepto: hormonas esteroideas, hormonastiroideas, ácido retinoico).

• Concentración muy baja en la célula.

• Afinidad muy alta por el ligando .• Especificidad de unión muy alta.



Características de los receptores:

• Alcanzan su saturación con elligando, concentración fisiológicadel mismo.

• Tienen una unión reversible con elligando.• Tienen la capacidad de realizar una

transducción de la señal.





Los Receptores…

•Constituyen menos del 0,01% del totalde las proteínas presentes en una célula.




La unión de lamayoría de

moléculasseñal a susreceptores

provoca unacascada dereacciones

intracelulares.




a interacción puede desencadenar:

•Procesos metabólicos intracelulares.•Síntesis y secreción de proteínas.

•Cambios en la actividad de enzimas.•Reconfiguración del citoesqueleto.•La motilidad celular.

•Cambio en la permeabilidad de canalesiónicos.




•Cambios en la composición de fluidos intra yextracelulares.

•Cambios en la expresión de genes.•Activación de la síntesis de ADN.•Proliferación celular.

•Crecimiento de tejidos.•Supervivencia o muerte celular.




•Una misma molécula puede tener varios receptores.

•Un receptor sólo responde a un solo tipo demolécula señal (especificidad del receptor).




MEMBRANA

CELULAR:

Hormonas peptídicas Neurotransmisores Fotones

Citoquinas Factores de crecimiento ATP, Adenosina

Antígenos Fragmentos de

Complemento Inmunoglobulinas, etc.

RECEPTORES - localización



RECEPTORES - localización

RECEPTORES CITOPLASMATICOS:• Hormonas esteroides• Oxido nítrico

RECEPTORES EN ORGANELAS:

• Receptor para IP3

RECEPTORES NUCLEARES:• Hormonas esteroides• Hormonas Tiroideas• Vitamina D




Receptores de la

superficie celular


R t d fi i l l




Receptores de superficie celular-clasificación:

1. Receptores de canales iónicos: Ej. Receptor paraacetilcolina.

2. Receptores acoplados a Proteína G: Ej.Receptores para adrenalina, serotonina,glucagon.

3. Receptores con actividad enzimática intrínseca:se activan con la unión del ligando. Ej. Actividadde guanilato ciclasa.

AMPLIFICACIÓN SEÑAL




AMPLIFICACIÓN SEÑAL

MECANISMO DE INHIBICIÓN




MECANISMO DE INHIBICIÓN




Receptores de membrana conactividad enzimática

Poseen en general tres dominios:

•Un dominio extracelular (extra

citoplasmático), que une al primermensajero (ligando) •Un dominio transmembrana

•Un dominio intracelular(citoplasmático), con actividadenzimática.



Receptoresintracelulares





•A diferencia de las hormonas peptídicas (que

debido a su peso molecular no puedenpenetrar a la célula), los esteroides y lashormonas tiroideas, por su bajo peso

molecular y por su naturaleza lipofílicaatraviesan con facilidad la membranacitoplasmática.

Receptores esteroides



Hormonascon

receptorescitosólicos onucleares.


HORMONAS ESTEROIDES



HORMONAS ESTEROIDES• Se fijan a

RECEPTORESCITOPLASMATICOS,que son proteínasespecíficas.

• El complejohormona-receptor migra hacia el

núcleo de la célula,donde se fijan a lacromatina.





Los RECEPTORES ESTEROIDES tienendominios de unión:

•Para el LIGANDO (región reguladora).

•Para el ADN.

•Dominio de ACTIVACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN.




El receptor se ubica en el núcleo…

…y la unión del esteroide al receptor induce aun cambio conformacional del receptor quemejora su afinidad para secuencias específicasen el ADN denominadas Elementos deRespuesta a los Esteroides (ERE).




Los Elementos de Respuesta a losEsteroides (ERE)…

… inducen cambios en la expresión de los

genes que finalmente genera la síntesis deproteína y la respuesta celular.



La hormona tiroidea en especial la T3, yquizás otras hormonas…

tienen sus receptores enel mismo núcleo,uniéndose de manera

similar a como lo hacenlas hormonasesteroideas.

Los receptores deHormonas esteroides seunen al ADN comodímeros.

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