Señalización celular

Conjunto de señales que son producidas por una célula emisora, las cuales son detectadas por un receptor en una célula diana o en el medio.
1. Este proceso permitirá responder con una acción determinada.
La señalización o comunicación está mediada por moléculas señal extracelulares. (Ligando)
1. Ligandos
  1. Se divide en dos:
    1. Ligandos hidrofóbicos: pueden unirse a la membrana mediante receptores de membrana o unirse al núcleo activando factores de transcripción.
    2. Ligandos hidrofílicos: no difunden por la membrana. Generalmente son de naturaleza peptídica y se unen a receptores de membrana.
En la superficie celular hallamos 3 tipos de receptores.
1. Receptores ligadados a canales iónicos: abren y cierrran canales con una frecuencia determinada y permiten el pasaje de determinadoas iones. La unión del ligando con su receptor específico produce cambios que alteran la frecuencia de la estructura de la apertura, lo que produce que se modificque su permeabilidad de la membrana a determinado ión por lo cual altera el potencial eléctrico de la membrana; esta variación de potencial eléctrica induce a la respuesta biológica.
2. Receptores asociados con enzimas: proteínas que atraviesan la membrana plasmática que poseen un sitio de unión para el ligando fuera de la célula. La actividad asociada con la gran mayoría de estos receptores es de proteinasa.
  1. Se dividen en dos:
    1. Los que se activan y funcionan como enzimas.
    2. Los que interactúan con enzimas que se encuentran en el lado interno de la membrana.
3. Receptores de membrana acoplados a la proteína G: interactúa con otras proteínas de la membrana (enzimas o canales iónicos) Esta interacción se produce mediante proteínas adaptadoras, llamadas proteínas G.
  1. Los receptores acoplados a las proteínas G hacen parte de la familia de los receptores de sieste (7) pasos de membrana, es decir, están constituídos por un único polipéptido que atraviesa siete (7) veces la membrana plasmática.
  2. Las proteínas G inactivas están unidas al GDP (guanosin difosfato) y cuando se activan el GDP es reemplazado por GTP (guanosín trifosfato)
    1. GDP: producto de la defosforilación del GTP por parte de GTPasas.
      1. Ej: proteína G implcada en el proceso de transducción de señales.
    2. GTP: similar al ATP, ya que es utilizado como moneda energética.
Fases
1. Intercelular
  1. Liberación de una sustancia portadora de un mensajero por medio de una célula efectora hasta la llegada de este al interior de la célula que va ha dar respuesta al mensaje, esta se conoce como célula diana.
2. Intracelular
  1. Todos los procesos y las sustancias implicadas en la producción de la respuesta celular(segundos mensajeros, enzimas, proteínas, ligandos, genes,etc.
Etapas
1. 1) Recepción
  1. Detección de un estímulo o señal por parte de la célula diana a través de la unión de una molécula de señalización o ligando.
  2. Las proteínas receptoras expanden la membrana plasmática de las células, proporcionando los lugares específicos para la unión de las moléculas de señalización.
  3. Los receptores transmembranosos son capaces de transmitir información desde el exterior hacia el interior d la célula.
  4. Las células regulan la recepción.
    1. Ejemplos de reguladores locales que señalan las células cercanas o diana, producidos por algunas células
      1. Los reguladores locales: son moléculas de señalización que se difunden a través del fluído que rodea las células (intersticial).
      2. Péptidos: factores de crecimiento que impulsan la división celular y el desarrollo adecuado en tipos específicos de células.
        Histamina: se almacena en algunas células, principalmente en los mastocitos del tejido conjuntivo y en las células basófilas de la sangre, donde se liberan en respuesta a reacciones alérgicas, heridas o infecciones.
        Óxido nítrico: sustancia gaseosa producida por muchos tipos de células.
        prostaglandinas: hormonas locales y reguladoras paracrinas.
2. 2) Transducción
  1. Ocurre cuando se une una molécula señalizadora; la proteína receptora sufre algunas modificaciones y da comienzo al proceso.
  2. Se distribuye en dos etapas:
    1. 1) El ligando interactúa con su receptor de membrana, la señal es transmitida al interior de la célula, se evidencia también la síntesis de pequeñasmoléculas (Segundos mensajeros).
    2. 2) El segundo mensajero transmite la señal hacia una célula diana, provocando una respuesta fisiológica, metabólica o funcional.
      1. Segundos mensajeros: moléculas no protéicas que pasan la señal iniciada por a unión de un ligando (el primer 'mensajero') a su receptor.
        Se inclyen: iones Ca2+, el AMP cíclico, un derivado del ATP y el inositol fosfato compuesto de fosfolípidos.
3. 3) Respuesta
  1. Resultado de la señal transducida en la etapa final de la señalización celular.
  2. Este proceso es esencial pues su papel principal para el desarrollo y funcionamiento normal del organismo es el control de la diferenciación, proliferación y del crecimiento.
  3. Estos cambios pueden ser répidos cuando se modifica la actividad de las enzimas de la vía, o lentos cuando se modifican los niveles de expresión de esas enzimas.
  4. Tipos de respuesta
    1. Metabólicas: movimiento, fisiología celular, expresión genética, moduladoras.
      1. Inhibitorias: el cambio provocará que la célula diana sea menos propensa a disparar su propio poencial de acción.
        Excitatorias: el cambio provoca que la célula diana sea más propensa a disparar su propio potencial de acción.
Tipos de señalización celular
1. Autocrina: proceso donde la misma célula que secreta el ligando será a su vez la receptora del mismo, es decir, la célula se manda señales a sí misma liberando un ligando que se una a un receptor en su propia superficie.
  1. Es un proceso muy rápido.
    1. Es crucial durante el desarrollo.
      1. Ayuda a las células a mantener su integridad y a dividirse de manera adecuada.
2. Paracrina: las células se comunican estando a corta distancia mediante liberación de mensajes químicos que pueden difundirse a través del espacio entre las células.
  1. Permite a las céluas coordinar movimientos y actividades con sus células vecinas.
    1. Ej: sinapsis
      1. Intervienen en neurotransmisores
        Unión entre dos neuronas donde ocurre la transmisión de señales.
3. Endocrina: Las células utilizan este método para enviar mensajes a través de distancias largas, viajan por el torrente sanguíneo para llegar a los tejidos y células diana.
  1. Ej: Hormonas- producidas en glándulas; son liberadas en el torrente sanguíneo actuando en otros órganos o tejidos.
4. Por contacto directo: comunicación por medio de canales pequeños que interconectan células vecinas de manera directa.
  1. Estos canales se encuentran tanto en plantas como animales.
    1. Permite que grupos completos de células respondan a una señal que sólo una célula recibió.
Enfermedades causadas por el mal rendimiento de la señalización celular
1. Existe un alto grado de complejidad en los mecanismos de trasnducción disparadas por diferentes señales; por esta razón defectos en este proceso de reconocimiento ligando receptor o en el sistema de señalización pueden producir alteraciones funcionales cuyas consecuencias son diversas.
2. Cáncer
3. Diabetes insípida
4. Tumores esporádicos
5. Hipocalcemia
6. Pubertad precoz
7. Deficiencia de la hormona del crecimiento
8. Hiperparatiroidismo neonatal
9. Obesidad mórbida
10. Resistencia a la ACTH
Hallamos un receptor intracelular.
1. Receptores tirosina-quinasa: receptores ligados a enzimas de superficie celular con dominios intracelulares asociados a una enzima.
  1. Una quinasa es una enzima que transfiere grupos fosfato a una proteína o molécula diana.
  2. Un receptor de tirosina transfiere grupos fosfatos específicamente al aminoácido tirosina.

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