1 COMUNICACIÓN CELULAR

2 Evidencias de aprendizaje:Al finalizar la actividad el estudiante podrá: Identificar los mecanismos que permiten que ocurra la comunicación celular. Explicar la importancia de la comunicación celular en el metabolismo. En el laboratorio: Resuelve crucigrama, guía de estudio y una hoja de trabajo, elabora mapas conceptuales

3 Liberadoras de señalesCOMUNICACIÓN CELULAR Ligando, señal química Células secretoras Liberadoras de señales quimicas o ligandos R R Célula receptora (blanco, diana u objetivo) R R Mensaje RECEPTOR R R R R Ligando: molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica

4 Tipos de comunicación celularEndócrina Parácrina Autócrina Yuxtácrina (contacto célula a célula o a MEC) Gaseosa: NO y CO

5 COMUNICACIÓN ENDOCRINALa señal recorre cierta distancia a través de la sangre Ocurre entre células a distancia , por medio de señales químicas llamadas hormonas Producto secretorio (hormona) Glándula secretora Molécula química se transporta en la sangre desde la célula secretora a la célula efectora

6 COMUNICACIÓN PARACRINAOcurre entre células cercanas o adyacentes Neirotransmisores Célula presináptica Célula postsinaptica

7 Ejemplo de comunicación parácrinaSinapsis entre neuronas: NEURONA presináptica libera un neuro transmisor y postsináptica que recibe el estímulo. Entre neurona y fibra muscular.

8 COMUNICACIÓN AUTÓCRINAAutoestimulación, la célula responde a sus mismas señales: cascada de la coagulación, células inmunitarias

9 Ejemplo de comunicación autócrinaa. El receptor ß1 postsináptico, responde a la acción biológica de la noradrenalina. b. El receptor α2 presináptico, actúa como un auto receptor, para regular la secreción del neurotransmisor

10 Comunicación yuxtácrinaPor contacto con otras células o con la matriz extracelular, mediante moléculas de adhesión celular. Entre células homólogas es esencial para control del crecimiento celular y formación de los tejidos, Entre células heterólogas es muy importante para el reconocimiento que realiza el sistema inmune, Ocurre mediante uniones tipo Gap.

11 SECUENCIA DE EVENTOS EN LA COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULASSíntesis de la señal química por la célula secretora (emisora), Exocitosis de la señal, Transporte de la señal hacia la célula blanco o diana (célula receptora), Recepción del mensaje por proteínas receptoras específicas en las células objetivo, Cambios del metabolismo en célula receptora, Finalmente eliminación de la señal.

12 Respuestas celulares a actividad de las señales químicasModificación de la actividad enzimática: activándo o inhibiéndo procesos Cambios de la organización del citoesqueleto: según necesidades •Cambios en la permeabilidad al paso de iones por acción de neurotransmisores, Activación de la síntesis de ADN y ARN Activación o represión de los genes

13 Ligandos y Receptores Los ligandos: (1ros. mensajeros o señales químicas), son moléculas de naturaleza proteica o lípidos, ponen en contacto células vecinas o distantes. Los receptores: Casi todos son proteicos, se localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo. Las células de mamíferos poseen diversos tipos de receptores, por ejemplo: a. de factores de crecimiento , hormonas, b. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa C

14 Las señales químicas pueden ser:HIDROFÍLICAS: de naturaleza protéica Son moléculas pequeñas de acción rápida, con receptores de superficie (en la membrana) Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) Derivadas de aminoácidos: adrenalina, histamina acetil colina, serotonina (neurotransmisores). HIDROFOBICAS: lípidos o sustancias lipofílicas Son moléculas grandes de acción lenta, Con receptores intracelulares: Esteroideas, acido retinoico, tiroxina. b. Con receptores de superficie: Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.

15 Complejo ligando-receptorSeñal hidrofílica Señal lipofilica Receptor extra celular Receptor intracelular Activación de segundos mensajeros Citoplasma

16 El reconocimiento de la señalLos ligandos variados, forman complejos con receptores específicos extra o intracelulares Cada célula responde a un conjunto de señales y es llamada célula objetivo, blanco, diana o receptora de la señal. El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula para obtener una respuesta biológica específica (transducción de la señal).

17 LIGANDOS HIDROFÓBICOSTransporte por proteínas específicas, Atraviesan fácilmente la membrana, Receptores intra- celulares, No requieren 2dos. Mensajeros, Actúan en el nucleo Proteína transportadora en la sangre Hormona Receptor citosólico Núcleo Complejo Hormona receptor Receptor nuclear Alteración de la transcripción de genes específicos

18 LIGANDOS HIDROFILICOSInteractúan con receptores de superficie, La señal no entra a la célula, Utilizan 2dos. mensajeros: (AMPc, GMPc, Ca++,IP3, Diacil glicerol Complejo ligando receptor membralal Señal protéica Receptor de superficie Baja concentración de 2dos. mensajeros Alta concentración de 2dos. mensajeros

19 Variedad de Receptoresa. Extracelulares (ransductores de señales hidrofílicas) son 3 grupos: Los que abren canales iónicos por efecto del ligando (ionotrópicos) Acoplados a proteína G Receptores con actividad enzimática (de tirosina cinasa) b. Intracelulares: para señales hidrofóbicas (citosólicos o nucleares) Los receptores son moléculas protéicas

20 Receptores acoplados a proteína GLlamados de superficie ó membranales Pueden estar apagados o encendidos Comunican con el citoplasma estimulando proteínas G, Proteínas G por efecto del ligando unido al receptor, se auto activan o desactivan. Proteína G, activada envía señales a enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan sobre ATP ó GTP AMPc ó GMPc (2do. mensajero o mensajero intracelular)

21 RECEPTORES DE MEMBRANA (extracelulares o de superficie)Son proteínas que recocen moléculas con señales, Ej: hormonas protéicas, o péptidos. La unión receptor- señal, produce respuestas específicas intra celulares: señales de transducción. Señales químicas Receptores

22 Transdución de señal hidrofílicaReceptores Membranales Ligando Medio extracelular Proteína G α R GDP Citosol R γ β GTP Memb rana Fosforilación de glucosa Glucogenólisis P-G Núcleo ATP Adenil ciclasa Kinasas R AMPc R AMPc AMPc R R

23 Receptores hidrofílicosForman canales iónicos Receptor de membrana Ligando (1er. Mensajero) Guanilil ciclasa GTP Señal de transducción GMPc = 2do. mensajero

24 Transducción de la señal para ligandos acoplados a protéina GEl efecto cascada que es disparado por la proteína G activa, La proteína G posee 3 subunidades proteicas alfa, beta y gamma. En su forma inactiva las 3 subunidades se encuentran unidas, la alfa tiene el GDP. El receptor activa la proteína G, la subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y se separa de las subunidades beta y gamma

25 Ejemplos de acción de la proteína GCanal de potasio dependiente de proteina G Apertura de canal de K Ad. C Prot. G

26 Receptores acoplados a proteína G(para adrenalina, glucagón, serotonina))

27 2. Receptores de canal iónicoReceptores que abren canales (acetil colina) LIGANDO Na+ Exterior Citosol Na+ Respuesta: Apertura de canal

28 Receptores asociados a tirosina cinasa (eritropoyetina, interferones)

29 Los receptores asociados a tirosina cinasas:Son activados por factores de crecimiento (ligandos, estímulos, señales químicas ) Desencadenan cascadas de señalización intracelular, similares a la proteína G (fosforilaciones de treonina y serina) Regulan eventos transcripcionales esenciales para la proliferación y diferenciación celular (en primeras fases del desarrollo embrionario)

30 Tirosina cinasas y Ras Ras son familias de proteínas adaptadoras para la transducción de señales de la membrana al citosol, para control de la proliferación y diferenciación celular, Interactúan con proteínas G y desencadenan la activación de segundos mensajeros que pueden ser AMP, GMP, IP3 o DAG.

31 Receptores de actividad intrínseca

32 Receptores de ligandos hidrofóbicosLigando esteroideo Son protéicos Su localización es citosólica o intranuclear, La interacción hormona-receptor desencadena eventos de acción Receptores lenta intracelulares R R R R R R R

33 Segundos mensajeros Son moléculas que transmiten señales desde ligandos extracelulares, al interior de la celula. Variedad de segundos mensajeros (o mensajeros intracelulares): AMPC activa variedad de kinasas IONES CALCIO Necesario para la actividad del múscular Inositol fosfato (IP3) Libera calcio Diacil glecerol Activa proteinas kinasasc

34 Fosfolipasa C familia de enzimas intracelulares y de membrana en organismos eucariotas que participa en los procesos de transducción de señales Las fosfolipasas C participan en el metabolismo de los fosfatidilinositol bifosfato (PIP2) y las vías calcio-dependientes de la señalización celular relacionados con lípidos Cataliza la reacción hidrolizando al fosfatidil inositos en IP3 y DAGproductos de la reacción son el inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG). Tanto el IP3 como el DAG tienen funciones individuales, participando en el movimiento de calcio dentro del citosol y estimulando la fosforilación de las cadenas ligeras de miosina, respectivamente.

35 Función de la fosfolipasa CLa PLC participa en mecanismos catalíticos que generan inositol trifosfatos (IP3) y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan la actividad de proteínas hacia abajo en la cascada de señalización celular. el IP3 es soluble y difunde a través del citoplasma e interactúa con receptores específicos IP3 del retículo endoplásmico, causando la liberación de calcio, elevando así las concentraciones de calcio intracelular.

36 Síntesis de 2dos. mensajerosAMPc: por acción de la adenil ciclasa, a partir de ATP. GMPc: por la guanil ciclasa a partir de GTP. CA++: liberado del retículo endoplásmico o entra al citosol del espacio extra celular al abrirse canales específicos. IP3 y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil inositol, por acción de la fosfolipasa C.

37 Algunas proteinas G usan como segundos mensajerosTrifosfato de inositol (IP3) Diacil glicerol (DAG)s Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C (fosfolípido de la membrana) Fosfato de inositol Fosfo lipasa Cb Proteína Gp

38 El óxido nítrico (NO): Gas hidrofóbico sintetizado en distintas células del organismo por la oxido nitrico sintetasa a partir del aminoácido arginina, Esencial como molécula de señalización celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero, Tiene un papel relevante en el cerebro y en el sistema cardiovascular. Implicado en varias enfermedades debido a déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil e insuficiencia cardiaca

39 Actividad de los antidepresivos (señales) para estimular la actividad neuronalSíntesis de NO

40 Destino final de la señalEliminación: Por difusión hacia el espacio extracelualr Por inactivación enzimática: colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) entre otras. Por recaptación y degradación lisosómica.

41 TAREA Elabore un esquema de la interacción ligando-receptorCuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y segundos mensajeros? A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan segundos mensajeros? Los receptores de ligandos lipofílicos se localizan sólo intracelularmente? Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o insulina, Existen enfermedades asociadas a interrupción de señalización por proteínas G en humanos? Cuáles son y que función tienen los mensajeros intracelulares?

42 Próxima semana Ciclo celular completo: interfase y mitosisHay laboratorio práctico: observación de células en proceso mitótico y citocinesis D

43 Gracias por su atenciónudas???

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