SEÑALIZACIÓN CELULAR

SEÑALIZACIÓN CELULAR

1. Tipos de señalización

   • Célula - célula (yuxtacrina)
     • Mecanismos importantes de comunicación
     • Mediado por proteínas de membrana plasmática de cada célula
       • Son reconocidas por proteínas receptoras
     • La interacción de los ligandos y la proteína receptora disparan vías de señalización en la células diana
     • EJEMPLO DE VÍAS
       • Células del sistema inmune
         • Adhesión de leucocitos, reconocimiento por células T citotóxicas de las celulas infectadas
     • Existe otro tipo de mecanismo
       • UNIONES GAP
         • Importante en la comunicación intercelular
           • Comunica los citoplasmas de células vecinas mediante poros y esto permite un intercambio de metabolitos
     • Desempeñan un papel crítico en la regulación del comportamiento de las células de células animales.
       • Y también desempeña la regulación de las interacciones presentes en los tipos celulares durante un desarrrollo o un mantenimiento de los tejidos adultos.
   • Moléculas secretadas
     • Se dividen en 3
       • Señalización endocrina
         • Las hormonas son excretas por células especializadas y se transportan a través de la circulación
           • Y actúan en las células diana
             • Ejemplo
               • Hormona esteroidea estrógeno
           • Las hormonas necesitan de un receptor alto en afinidad por la disolución que esta presenta
       • Señalizción autocrina
         • La célula responde a sustancias liberadas por ella misma
         • Los factores de crecimiento actúan de forma autocrina o paracrina
         • Ejemplo
           • Cáncer
       • Señalización paracrina
         • Una molécula actua en las células diana vecinas
         • La afinidad de su receptor no debe ser tan elevada
         • Ejemplo
           • Neurotransmisor
             • Transporta las señales entre las células nerviosas en la sinapsis

2. Señales (Primeros mensajeros)

   • Hormonas esteroideas
     • Se sintetizan a partir del colesterol
     • La testosterona, estrógeno y progesterona son pruducidos por gónadas
     • Se encuentran las hormonas tiroideas, vitamina D31 y el ácido retinoico
       • Hormonas tiroideas
         • Se sinteza a partir la tirosina en la glándula tiroidea y desempeña un papel en el desarrolo y regulación del metbolismo
       • Vitamina D31
         • Regula el metabolismo del calcio y el crecimiento del hueso
       • Ácido retinoico
         • Son sintetizdos por la vitamina A y se desempeña por el desarrollo de los vertebrados
     • Tiene caracter hidrofóbico
       • Gracias a ello es capaz de penetrar en la célula y ahí se une a un receptor intracelular el cual es expresada por las células diana que son sensibles a las hormonas
         • Los receptores hacen parte de la "Superfamilia de los receptores de esteroides"
           • La unión al ligando regula su función como activadores o represores de sus genes diana
             • Hormonas esteroideas y moléculas son reguladoras directas de los genes
   • Óxido nítrico (NO) y monóxido de carbono (CO)
     • NO
       • Es una molécula fundamental del sistema nervioso, inmune y circulatorio.
       • Se difunte a través de la membrana plasmática de sus células diana y altera la actividad de las enzimas diana intracelulares
       • Se sintetiza a partir del aminoácido arginina mediante el óxido nítrico sintasa
         • Seguido de ello, éste se difunde fuera de la célula y puede actuar localmente afectando así a otras células
       • Es inestable
       • Ejemplo
         • Dilatación de los vasos sanguineos
           • Se liberan los neurotransmisores y estos actuan en las células endoteliales estimulando la sintesis del NO
             • Éste se difunde hasta las células vecinas del músculo y reaccionan con el hierro unido a una enzima denominada guanilato ciclasa
               • Esta reacción aumenta la actividad enzimática y da lugar a la síntesis de un mensajero GMPc
                 • Esto da inicio a la relajación muscular y la dilatación de los vasos sanguineos
     • CO
       • Funcion como una molécula señalizadora del sistema nervioso
       • Está relacionado con el NO y actua como un neurotransmisor
       • Estimula a la guanilato ciclasa
   • Neurotransmisores
     • Lleva las señales entre o desde las señales a algun tipo de célula diana
     • Son moléculas pequeñas hidrofilicas, que contiene acetilcolina, dopamina, epinefrina (adrenalina), serotonina, histamina, etc
       • La epinefrina funciona como un neurotransmisor y como una hormona producida por la glándula suprarrenal con el fin de actvar la hidrólisis del glucógeno
     • Cuando se liberan los neurotransmisores estos se difunden en el espacio sináptico y se une a los receptores de las células diana
     • Ciertos neurotransmisores actuan como hormonas
     • Al ser hidrofílicas no pueden atravesar la membrana plasmática de las células diana
     • Mecanismo de acción
       • Es mediante la unión a receptores celulares de superficie
     • Algunos receptores de los neurotransmisores son proteínas G o son canales iónicos
       • * Canales iónicos regulados por ligandos (Permite el paso de los iones en la célula diana) * Proteínas G: Regulan indirectamente la actividad de los canales iónicos
   • Hormonas peptídicas y factores de crecimiento
     • Incluye a las hormonas peptídicas, neuropéptidos y factores de crecimiento de péptidos
     • Algunos péptidos (encefalinas y endorfinas) funcionan como neurotransmisores y como neurohormonas
       • Sirven como analgésicos
     • Factor de crecimiento
       • Incluyen moléculas señalizadoras que controlan el crecimiento y la diferenciación de las células animales
       • Factor de crecimiento nervioso
         • Familia de neuropéptidos (neurotrofinas) regulan el desarrolllo y supervivencia de neuronas
       • Factor de crecimiento epidérmico
         • Estimula la proliferación celular
           • Se da más en el desarrollo embrionario que en el organismo adulto
         • Polipéptido de 53 aminoácidos
       • Factor de crecimiento polipeptídico
         • Citoquinas
           • Regulan el desarrollo y la diferenciación de las células sanguineas y controlan la actividad de los linfocitos
       • Factores de crecimiento anclados a la membrana
         • Actuan como moléculas señalizadoras en las interacciones directas célula-célula
   • Eicosanoides
     • Incluyen prostaglandinas, prostaciclina, tromboxanos y leucotrienos
     • Se hidrolizan rápidamente y actuan localmente en las vías de señalización autocrins o paracrinas
     • Estimulan una gran diversidad de respuestas en las células diana
     • Se sintetizan a partir del ácido araquidónico que se forma a partir de los fosfolípidos
     • La aspirina y los antiinflamatorios disminuyen la frecuencia de cáncer de colon

3. Receptores

   • Asociados a proteínas G
     • Incluye gran número de receptores respondables de las funciones del olfato, vista y gusto
     • Transmite las señales al interior de la célula a través de proteínas que unen nucleótidos de guanina
     • Se caracteriza por tener 7 hélices transmembrana
     • Se produjo a partir de un estudio de hormonas
       • Regulan la síntesis del AMPc en las células diana
     • Modula postiva o negativamente la actividad enzimática generando así segundos mensjeros
     • Está constituidos por 3 subunidades
       • Alfa
         • Se une a los nucleótidos de guanina
         • En un estado inactivo, se une al GDP y forma un complejo con beta y gamma
         • En un estado activo, se disocia con beta y gamma y se constituye el complejo beta-gamma
         • Regula enzimas diana y canales iónicos
   • Proteína tirosina – quinasa
     • Se encuentran directamente acoplados a enzimas intracelulares
     • Fosforilan las proteínas sustrato en los residuos de tirosina
     • Incluye los receptores para el EGF, NGF, PDGF, insulina
       • Comparten el dominio N-terminal extracelular de unión al ligando, una hélice alfa transmembrana y un dominio C-citosólico
     • Están constituidos por un único polipéptido
   • Citoquinas y proteína tirosina-quinasa no receptoras
     • Son activadas por la unión ligando-receptor
     • La combinacion de las citquinas y las proteínas no receptora funcionan igual que
     • Pertenecen a la familia Src
   • Asociados a otras actividades enzimáticas
     • Estimulan la fosforilación de proteína tirosina
     • Incluyen proteína-tirosina fosfatasa, proteína-serina/treonina quinasa y guanilato ciclasa
       • Proteína- tirosina fosfatasas
         • Actuan como reguladores negativos en las vías de señalización celular, ya que se encargan de interrumpir las señales que se activaron a partir de la fosforilación de las proteína-tirosina
         • Son receptores de superficie celular cuya actividad enzimática es un mecanismo de regulación positiva en la señalización
       • Proteína-serina/treonina quinasa
         • Los receptores de TGF beta son
         • La unión del ligando a estos receptores provoca asociación a dos cadenas polipéptidas distintas y dan lugar a heterodímeros en donde los receptores con actividad quinasa se fosforilan mutuamente
         • Guanilato ciclasa
           • Tiene un dominio extracelular de unión al ligando, un única hélice alfa transmembrana y un dominio citosólico con actividad catalítica

4. Segundos mensajeros

   • Son moléculas no proteicas que pasan la señal iniciada por la unión de un ligando a su receptor
     • Este se forma a partir del ATP por la acción de la adenilato ciclasa y es degradado a AMP
   • Mensajeros
     • Calcio, AMPc, GMPc, Diadiglicerol, Inositol 1,4,5-trifosfato (IP3)
       • AMPc
         • Es un segundo mensajero e importante regulador, que funciona como mediador de la actividad para un númro de hormonas
         • Es un nucleótio formado por la base nitrogenada adenina, por el azúcar ribos y un grupo de fosfato.
         • Es sintetizado a partir de ATP por la enzima adenilato ciclasa la cual está localizada en la membrana celular
         • Función
           • Transducción de señales en las células como respuesta a estímulos
           • El aumento del AMPc activa la transcripción de los genes
           • Regular el glucógeno, azúcar y el metabolismo de los lípidos
         • Características
           • La proteína cinasa A se une al AMPc y fosforila a otras enzimas
           • Nuemerosas respuestas están mediadas por la señlización AMPc-PKA
           • El AMPc puede estimular la señalización de manera independiente de PKA

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