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1 TRANSDUCCIÓN Y PROPAGACIÓN DE SEÑALES

2 ALGUNAS DEFINICIONES SEÑAL, LIGANDO o MOLÉCULA INFORMACIONAL: molécula capaz de desencadenar una respuesta específica en una célula. Ejemplos: hormonas, feromonas, factores de crecimiento y neurotransmisores. CÉLULA SECRETORA: célula que emite una señal o ligando. CÉLULA DIANA: célula que recibe la señal emitida por la célula secretora. RECEPTOR: proteína presente en la célula diana (en el citosol o la membrana) y que reconoce específicamente a la señal.

3 TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS célula secretora y célula diana) (según distancia entre Secreción autócrina: el ligando producido por la célula secretora se constituye en señal para esa misma célula Secreción parácrina: el ligando producido por la célula secretora tiene como diana a las células vecinas, las de sus cercanías. Secreción endócrina (hormonas): el ligando recorre siempre muy largas distancias desde la célula secretora hasta la célula diana.

4 Sinapsis: se da en las células nerviosas. Es un espacio muy reducido que separa una neurona de otra y esa mínima distancia deberá ser recorrida por el ligando (en este caso un neurotransmisor)

5 TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS características químicas de la señal) (según las Señales hidrofóbicas: hormonas tiroideas, hormonas esteroideas, etc. Son capaces de atravesar libremente la membrana plasmática. El receptor está en el citoplasma. Una vez que se produce la unión receptor-ligando, se unen a secuencias específicas del ADN y activan o suprimen la expresión de ciertos genes.

6 Señales hidrofílicas: neurotransmisores, factores de crecimiento, péptidos. No pueden atravesar la membrana y por lo tanto debe producirse una transducción de esa señal. El receptor está en la membrana. Hay distintos tipos de receptores de membrana: receptor acoplado a canal o ionotrópico receptor enzima o receptor acoplado a una enzima (la función enzimática es quinasa, o sea enzimas que fosforilan sustratos específicos) RECEPTOR ASOCIADO A PROTEÍNA G (Gs, Gi, Gq, Gk + ): las proteínas G tienen 3 subunidades (a, b, g) y tienen unido un GTP.

7 señalización y receptores asociados a proteína G El receptor está inactivo (no unido aún a su ligando específico). La proteína G acoplada está inactiva (tiene unido GDP). La enzima de membrana está inactiva El ligando se une al receptor, que pasa a estar activado. El receptor activado se une la proteína G que expulsa el GDP se lo reemplaza por GTP. La proteína G ahora está activada. La enzima de membrana permanece inactiva. La proteína G activa se desplaza por la bicapa hasta chocar con la enzima que así pasa a la forma activa. La enzima activa cataliza una reacción cuyo producto se denomina segundo mensajero, que desencadenará en la célula el camino hacia la respuesta celular específica (el primer mensajero fue el ligando).

8 EJEMPLO: ADRENALINA La adrenalina es una hormona que se secreta especialmente en situaciones de stress. La respuesta final ante esta señal es la obtención de grandes cantidades de glucosa para luego obtener ATP. La transducción de esta señal sigue los mismos pasos descriptos para receptores asociados a proteína G. Puntualmente en este caso tenemos: Ligando: adrenalina Receptor: receptor de adrenalina ( o beta adrenérgico) Proteína G acoplada: Gs Enzima de membrana: adenilato ciclasa Segundo mensajero: AMPc De este modo se logra transducir la señal al medio intracelular. Ahora, a partir del AMPc deberá desencadenarse la respuesta celular. Cómo ocurre?...

9 EJEMPLO: ADRENALINA, LA RESPUESTA CELULAR AMPc PROTEINA KINASA A (PKA) Como consecuencia de la fosforilación de distintos sustratos se produce: CASCADA DE FOSFORILACIONES QUE ACTIVAN DISTINTAS ENZIMAS INACTIVACIÓN DE LA ENZIMA QUE SINTETIZA GLUCÓGENO DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO

10 EJEMPLO: ACETILCOLINA La acetilcolina es un neurotransmisor y por lo tanto es un mediador de muchas sinapsis del sistema nervioso. Influye en la estimulación del sistema gastro-intestinal y del sistema muscular. La transducción de esta señal sigue los pasos descriptos para receptores asociados a proteína G. Puntualmente en este caso tenemos: Ligando: acetilcolina Receptor: receptor nicotínico de acetilcolina. Proteína G acoplada: Gq Enzima de membrana: proteína kinasa C (PKC) Segundo mensajero: IP3 (inositol tri fosfato) y DAG (diacilglicerol) Se logró transducir la señal, ahora falta ver cómo se llega a la respuesta celular

11 EJEMPLO: ACETILCOLINA, LA RESPUESTA CELULAR IP3 DAG LIBERACION DE CALCIO AL CITOSOL ACTIVA A PKC SE DEGRADA A ACIDO ARAQUIDÓNICO

12 AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL Una señal que activa a una molécula de receptor que se acopla a una proteína G, activará a su vez a muchas de estas proteínas G que a su vez activarán a enzimas de la membrana. Además, la proteína G permanece activa mientras no se hidrolice el GTP. Durante ese tiempo la enzima a la que se unió seguirá activa y produciendo el segundo mensajero.

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