UNIDAD 4: SEÑALIZACIÓN CELULAR
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- Rubén Arroyo Torregrosa
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1 UNIDAD 4: SEÑALIZACIÓN CELULAR
2 SEÑALIZACIÓN CELULAR El mecanismo básico Requiere: 1. Un LIGANDO (molécula señalizadora) 2. Un RECEPTOR (molécula receptora) que une al ligando Conjunto de procesos o etapas que ocurren de forma ordenada, por el que una célula convierte una determinada señal o estímulo exterior, en otra señal o respuesta específica al interior de la célula 3. Esta UNIÓN LIGANDO- RECEPTOR, convierte la señal extracelular en una señal intracelular. 4. La señal intracelular origina una RESPUESTA ESPECIFICA CELULAR
3 SEÑALIZACIÓN CELULAR
4 QUE SON LOS RECEPTORES CELULARES? PROTEÍNAS presentes en la MEMBRANA celular, que INTERACTÚAN CON MOLÉCULAS ESPECÍFICAS para DESENCADENAR MECANISMOS EN EL INTERIOR de la célula. Presentes en: Membrana plasmática Membrana nuclear Membrana de organelos Citoplasma
5 QUE ES UN LIGANDO? Son sustancias químicas llamadas MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS (como las hormonas o los neurotransmisores) La unión de una molécula señalizadora a sus receptores específicos desencadena una serie de reacciones en el interior de las células conocida como TRADUCCIÓN DE SEÑALES El resultado final de la traducción de señales es una RESPUESTA DE LA CÉLULA
6 TIPOS DE RECEPTORES CELULARES RECEPTORES EN LA SUPERFICIE CELULAR Moléculas SEÑALIZADORAS HIDROFÍLICAS : No tienen la habilidad de difundir a través de la membrana plasmática Necesitan de un RECEPTOR DE SUPERFICIE CELULAR que genera una señal intracelular en la célula blanco Moléculas SEÑALIZADORAS HIDROFÓBICAS: Pueden difundir a través de la membrana plasmática Se unen a receptores intracelulares en el núcleo o en el citoplasma de la célula blanco. RECEPTORES INTRACELULARES
7 TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES Una señal extracelular puede producir cambios en el interior de la célula sin que la señal inicial pase a través de la membrana plasmática La traducción de señales se da por medio de una CASCADA DE SEÑALIZACIÓN La cascada de señalización permite la AMPLIFICACIÓN, MODULACIÓN, Y LA DISTRIBUCIÓN DE LA SEÑAL dentro de la célula
8 ETAPAS DE LA SEÑALIZACIÓN CELULAR 1. SÍNTESIS: de la molécula señalizadora (ligando) 2. LIBERACIÓN: de la molécula señalizadora por la célula 3. TRANSPORTE: de la señal hacia la célula blanco 4. DETECCIÓN DE LA SEÑAL: por el receptor específico 5. RESPUESTA: cambio celular desencadenado por la unión receptor-ligando 6. FINALIZACIÓN DE LA SEÑAL: la respuesta celular es temporal EXTRACELLULAR FLUID Plasma membrane CYTOPLASM Receptor 1 Reception 2 Transduction 3 Response Relay molecules in a signal transduction pathway Activation of cellular response Signal molecule
9 CARACTERÍSTICAS DE LA CASCADA DE SEÑALIZACIÓN 1. RECEPTORA: TRANSFERENCIA FÍSICA DE LA SEÑAL del sitio de recepción membrana plasmática o citosol hacia la maquinaria celular donde ocurrirá la respuesta. 2. TRANSDUCTORA: TRANSFORMACIÓN DE LA SEÑAL en forma molecular con propiedad de provocar una respuesta. 3. EFECTORA: AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL de una forma suficiente para provocar la respuesta, de modo que muy poca cantidad de moléculas es suficiente para provocar una respuesta en la célula. 4. INTEGRADORA: DISTRIBUCIÓN DE LA SEÑAL hacia varios sitios en el interior de la célula con el fin de influenciar diversos procesos simultáneamente. 5. MODULADORA: MODIFICACIÓN O ALTERACIÓN de cada etapa del proceso de señalización por otros factores mientras se produzca la señal.
10 TIPOS DE SEÑALIZACIÓN Moléculas señalizadoras actúan a diferentes distancias sobre las células blanco en el organismo 3. PARACRINA 2. ENDOCRINA 1. CÉLULA- CÉLULA
11 SEÑALIZACIÓN AUTOCRINA Y PARACRINA AUTOCRINA: Células responden a una molécula señalizadora producida por ellas mismas. PARACRINA: La molécula señalizadora es producida por una célula pero responden las células adyacentes
12 SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA Moléculas señalizadoras son transportadas a través del sistema circulatorio y actúan sobre células blanco alejadas. Estas moléculas señalizadoras pueden necesitar o no receptor especifico membranal para entrar en la célula blanco.
13 SEÑALIZACIÓN NEURONAL La transducción de señales se dá través de axones y las moléculas efectoras se liberan en las sinápsis (paracrina). La señal se transmite a través de axones como un impulso eléctrico que se convierte en la sinápsis en una señal química conocida como neurotransmisión
14 RESPUESTA CELULAR ESPECÍFICA SUPERVIVENCIA PROLIFERACIÓN DIFERENCIACIÓN MUERTE CELULAR
15 RESPUESTAS CELULARES A LA SEÑALIZACIÓN Dependiente del tipo celular, del estimulo y de la especificidad ligando-receptor las respuestas celulares luego de desencadenarse una cascada de señalización pueden ser: 1. Cambios en la EXPRESIÓN GÉNICA 2. Alteraciones en la ACTIVIDAD METABÓLICA ENZIMÁTICA 3. Reorganización del CITOESQUELETO 4. Cambios en la PERMEABILIDAD de membranas 5. SÍNTESIS Y SECRECIÓN de hormonas o proteínas 6. Activación de la síntesis de DNA (DIVISIÓN CELULAR) 7. Muerte celular
16 SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA: HORMONAS El SISTEMA ENDOCRINO es un conjunto de órganos y tejidos del organismo que liberan un tipo de sustancias llamadas HORMONAS y está constituido además de éstas, por células especializadas presentes en GLÁNDULAS ENDOCRINAS
17 CARACTERSITICAS DE LAS HORMONAS Se producen en pequeñas cantidades Se liberan al espacio extracelular Viajan a través de la sangre Afectan tejidos que pueden encontrarse lejos del punto de origen Su efecto es directamente proporcional a su concentración ESTEROIDEAS Solubles en lípidos, se difunden fácilmente hacia dentro de la célula blanco. Se unen a un receptor dentro de la célula y viajan hacia algún gen del núcleo estimulando su transcripción. NO ESTEROIDEAS Derivadas de aminoácidos. Se adhieren a un receptor en la membrana, en la parte externa de la célula. El receptor tiene en su parte interna de la célula un sitio activo que inicia una cascada de reacciones que inducen cambios en la célula.
18 HORMONAS ESTEROIDEAS Hormone (testosterone) 1. Hormonas esteroideas atraviesan la membrana plasmática Receptor protein Hormonereceptor complex 2. Se unen a receptores intracelulares en el citoplasma: SUPERFAMILIA DE LOS RECEPTORES DE ESTEROIDES mrna NUCLEUS DNA New protein 3. El complejo esteroide-receptor migra hacia el núcleo 4. En el núcleo actúan como un complejo regulador del gen activando la transcripción génica.
19 ESTRÓGENO vs HORMONA TIROIDEA El estrógeno se une a su receptor (RECEPTOR DE ESTROGENO INACTIVO) El COMPLEJO ACTIVO se une al DNA estimulando la transcripción El receptor de la Hormona tiroidea se encuentra unido al DNA de manera inactiva. Cuando se une la hormona, se activa la transcripción
20 CLASES DE RECEPTORES SEGÚN FUNCIÓN Ligando se une a un CANAL en la membrana Ligando se une a un receptor unido a una ENZIMA INTRACELULAR Ligando se une a un receptor acoplado a PROTEÍNA G Ligando se une a un receptor tipo INTEGRINA
21 1. CANALES IÓNICOS COMO RECEPTORES Son PROTEÍNAS QUE CONTROLAN EL PASO DE IONES, a través de la membrana de toda célula viva. Estos canales actúan como COMPUERTAS que se cierran o se abren en función de los estímulos externos Existen algunas SUSTANCIAS TÓXICAS PUEDEN DESACTIVAR su función natural.
22 2. VIA SEÑALIZACION MEDIADA POR PROTEÍNA G ACTORES DE ESTA VIA: 1. Ligando 2. Receptores 7TM 3. Proteína G 4. Enzima: Adenilato Ciclasa La unión del Ligando al Receptor induce un cambio conformacional del receptor, el cual se une a la proteína G. Transformar ATP en AMPc
23 3. RECEPTORES TIROSIN QUINASA
24 VIAS DE TRANSDUCCIÓN DE LAS SEÑALES CONSULTA: VALOR 15% 1. Buscar las moléculas involucradas en la ruta y su ubicación celular 2. Especificar los pasos de la ruta 3. Indicar el resultado de la ruta OPCIÓN 1: VIA DEL AMPc OPCIÓN 2: FOSFOLIPIDOS Y CALCIO OPCIÓN 3: RAS, RAF y MAP QUINASAS
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