Universidad de San Martín de PorresFacultad de Medicina Humana
Biología Celular y Molecular
Prof. César Amanzo López
Comunicación celular
Comunicación celular
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular o señalización
Comunicación celular o señalización
• Ninguna célula vive aislada.
• En todos los organismos multicelulares, la supervivencia depende de un red compleja de comunicaciones intercelulares que coordina en las células:
–Crecimiento–Diferenciación–Metabolismo
Fibroblastos
Comunicación celular / Amanzo
Todas las células reciben señales desde su medio externo y responden enviando
nuevas señales.
Comunicación celular / Amanzo
• Para la supervivencia celular es necesario que las células:
– Se comuniquen con las células vecinas.
– Vigilen las condiciones de su ambiente.
– Respondan de manera apropiada a diversos tipos de estímulos que llegan a su superficie celular.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación mediante señales extracelulares:Comunicación mediante señales extracelulares:
1. Síntesis de la molécula señal o ligando.2. Liberación de la molécula señal por la célula productora.3. Transporte de la señal hacia la célula específica (célula
diana).4. Detección de la señal por una proteína receptora
específica.5. Efecto biológico: cambio del metabolismo, la función o el
desarrollo de la célula inducidos por el complejo señal-receptor (ligando-receptor).
6. Eliminación de la señal, que frecuentemente interrumpe la respuesta celular.
Comunicación celular / Amanzo
1. Síntesis1. Síntesis
2. Liberación2. Liberación
3. Transporte3. Transporte5. Efecto biológico5. Efecto biológico
4. Detección4. Detección
Célula productora
Célula receptora específica
6. Eliminación6. Eliminación
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Es en los organismos pluricelulares donde se alcanza…Es en los organismos pluricelulares donde se alcanza…
…el grado más elevado de complejidad en la comunicación célula a célula.
• El comportamiento de cada célula tiene que ser regulado cuidadosamente para satisfacer las necesidades del organismo completo.
Comunicación celular / Amanzo
Las células diana (blanco u objetivo)…Las células diana (blanco u objetivo)…
…responden a la unión específica entre la molécula señal y el receptor.
• Los receptores se expresan a nivel de:1. Membrana celular2. Intracelular:
– Citosol– Organelas– Núcleo
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LIG
AN
DO
RE
CE
PT
OR
Receptores de membrana plasmática Receptores intracelulares
Mensajeros hidrofóbicosMensajeros hidrofílicos
Canales iónicos abiertos por ligandos
Receptores enzimas
Receptores no enzimas
Receptores acoplados a Proteína G
Sistema nervioso Sistema de mensajeros químicos
Comunicación celular / Amanzo
Las moléculas señal actúan a diferentes distancias:
Las moléculas señal actúan a diferentes distancias:
1. Comunicación endocrina.
2. Comunicación paracrina.
3. Comunicación autocrina.
4. Interacción directa entre receptores de membranas celulares.
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Célula endocrina receptor
sangre célula blanco
hormona
Interacción directa
Célula blanco
Célula no blanco
ReceptorComunicación paracrina
Comunicación autocrina
TIP
OS
DE
CO
MU
NIC
AC
IÓN
T
IPO
S D
E C
OM
UN
ICA
CIÓ
N
Comunicación celular / Amanzo
Señalización endocrinaSeñalización endocrina
• La señal viaja a distancia por la sangre (varios metros).
• La molécula señal es denominada: Hormona.
• Glándulas endocrinas:Pituitaria, Tiroides, Paratiroides, Páncreas, Suprarrenal, Gónadas.
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ENDOCRINA
ENDOCRINA
CELULAS DIANA o BLANCO
Las Hormonas se transportan a través del sistema circulatorio y
actúan sobre células diana lejanas
Vaso sanguíneoSANGRE
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Señalización paracrinaSeñalización paracrina
• La célula diana está cercana (escasos micrómetros).– Neuronas: Neurotransmisores.
– Factores de crecimiento.
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Señalización autocrinaSeñalización autocrina
• La señal afecta a la misma célula.
• Es decir, las células responden a sustancias que liberan por si solas.
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AUTOCRINAAUTOCRINA
PARACRINAPARACRINA
CELULAS VECINAS
La célula responde a una molécula señal producida por
ella misma
La molécula liberada por una célula actúa localmente
afectando a células diana próximas
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Señalización autocrinaSeñalización autocrina• Muchos factores de crecimiento actúan de este
modo.
• Las células en cultivo secretan factires de crecimiento para estimular su propio crecimiento y proliferación.
• Este tipo de señalización es frecuente en células tumorales, que producien y secretan un exceso de factores de crecimiento que estimulan su propia proliferación no regulada e inadecuada.
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Señalización autocrinaSeñalización autocrina
Comunicación celular / Amanzo
Interacción directa entre receptores de membranas celulares
Interacción directa entre receptores de membranas celulares
• Las proteínas de membrana plasmática específicas de una célula interactúan en forma directa con receptores específicos de membrana de la célula adyacente.
Comunicación celular / Amanzo
¿Qué es un receptor?¿Qué es un receptor?
Comunicación celular / Amanzo
Un RECEPTOR es un complejo molecular localizado a nivel:• Membrana celular• Intracelular:
– Citoplasma– Organelas– Núcleo
Comunicación celular / Amanzo
Un RECEPTOR es un complejo molecular localizado a nivel:• Membrana celular• Intracelular:
– Citoplasma– Organelas– Núcleo
• Tiene una unión selectiva con el ligando.
Comunicación celular / Amanzo
Un RECEPTOR es un complejo molecular localizado a nivel:• Membrana celular• Intracelular:
– Citoplasma– Organelas– Núcleo
• Tiene una unión selectiva con el ligando.
• Genera un efecto biológico
Comunicación celular / Amanzo
• Los RECEPTORES de membrana celular son GLICOPROTEINAS o GLICOLIPIDOS que reconocen específicamente a un LIGANDO.
• El ligando también es denominado:– Primer mensajero– Molécula señal– Molécula mensaje– Señal biológica– Agonista– Hormona (comunicación endocrina)
GlicoproteínaGlicoproteínaGlicolípidoGlicolípido
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Los Receptores…Los Receptores…
• Constituyen < 0,01% del total de las proteínas de una célula.
• Debido a ello, es extremadamente difícil purificarlas y caracterizarlas.
• Un receptor específico se localiza sólo en algunas células blanco.
Comunicación celular / Amanzo
Características de los receptores:Características de los receptores:• Hidrófilos, tienen regiones expuestas hacia
el medio extracelular de reconocimiento (excepto: hormonas esteroideas, hormonas tiroideas, ácido retinoico).
• Concentración muy baja en la célula.• Afinidad muy alta por el ligando .• Especificidad de unión muy alta.
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Características de los receptores:Características de los receptores:
• Alcanzan su saturación con el ligando concentración fisiológica del mismo.
• Tienen una unión reversible con el ligando.
• Tienen capacidad de realizar una transducción de la señal.
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El ligandoEl ligando
• Se “ajusta” o fija a un sitio del receptor.
• La unión del ligando con su receptor produce un cambio de conformación del receptor.
• Se inicia una secuencia de reacciones generadoras de una respuesta celular específica.
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Ligando:Ligando:
• No es metabolizado a productos útiles.• No es intermediario de actividades
celulares.• Carece de propiedades enzimáticas.• Modifica las propiedades del receptor; que
luego transmite a la célula, la señal de la presencia de un producto específico en el medio.
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• Durante la interacción entre el LIGANDO y el RECEPTOR ocurre:
1. RECONOCIMIENTO ESPACIAL: Orientación de átomos. Interacción de electrones.
2. CAMBIOS CONFORMACIONALES.
3. TRANSFERENCIA DE ENERGIA.
Interacción ligando-receptorInteracción ligando-receptor
Comunicación celular / Amanzo
• La unión de la mayoría de moléculas señal a sus receptores provoca una cascada de reacciones intracelulares.
Comunicación celular / Amanzo
La interacción ligando-receptor puede desencadenar:La interacción ligando-receptor puede desencadenar:• Procesos metabólicos intracelulares.• Síntesis y secreción de proteínas.• Cambios en la actividad de enzimas.• Reconfiguración del citoesqueleto.• Motilidad celular.• Cambio en la permeabilidad de canales
iónicos.• Cambios en la composición de fluidos
intra y extracelulares.
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La interacción ligando-receptor puede desencadenar:La interacción ligando-receptor puede desencadenar:
• Cambios en la expresión de genes.• Activación de la síntesis de ADN.• Proliferación celular. • Crecimiento de tejidos.• Supervivencia o muerte celular: apoptosis.
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• Una misma molécula puede tener varios receptores.
• Un receptor sólo responde a un solo tipo de molécula señal (especificidad del receptor).
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MEMBRANA CELULAR:MEMBRANA CELULAR:• Hormonas peptídicas• Neurotransmisores• Fotones• Citoquinas• Factores de crecimiento• ATP, Adenosina• Antígenos• Fragmentos de Complemento• Inmunoglobulinas, etc.
RECEPTORES - localizaciónRECEPTORES - localización
Comunicación celular / Amanzo
RECEPTORES - localizaciónRECEPTORES - localización
RECEPTORES CITOPLASMATICOSRECEPTORES CITOPLASMATICOS::• Hormonas esteroides• Oxido nítrico
RECEPTORES EN ORGANELASRECEPTORES EN ORGANELAS::• Receptor para IP3
RECEPTORES NUCLEARESRECEPTORES NUCLEARES::• Hormonas esteroides• Hormonas Tiroideas• Vitamina D
Comunicación celular / Amanzo
Receptores de la superficie celularReceptores de la superficie celular
Comunicación celular / Amanzo
Receptores de la superficie celular
Receptores de la superficie celular
• La mayoría de ligandos responsables de la señalización célula-célula se unen a receptores de la superficie de las células diana..
Comunicación celular / Amanzo
1. Reconocimiento del estímulo en la superficie externa de la membrana celular mediante un receptor específico.
2. Transferencia de la señal a través de la membrana hacia el citoplasma.
3. Transmisión de la señal a las moléculas efectoras localizadas en la monocapa interna de la membrana celular o el citoplasma.
Sistema de recepción de superficie celular
Sistema de recepción de superficie celular
Comunicación celular / Amanzo
1. El LIGANDO interactúa con el SITIO ACTIVO ( RECEPTOR).
2. CAMBIO CONFORMACIONAL en un DOMINIO del receptor
3. Activación de un TRANSDUCTOR DE SEÑAL
5. Cambio de la ACTIVIDAD CELULAR (EFECTO BIOLOGICO).
4. Activación de un EFECTOR
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Receptores de superficie celular- clasificación:
Receptores de superficie celular- clasificación:
1. Receptores acoplados a Proteína G: Ej. Receptores para adrenalina, serotonina, glucagon.
2. Receptores de canales iónicos: Ej. Receptor para acetilcolina.
3. Receptores ligados a tirosinacinasa: Ej. Receptor para citoquinas.
4. Receptores con actividad enzimática intrínseca: se activan con la unión del ligando. Ej. Actividad de guanilatociclasa.
Receptores acoplados a Proteína G
Receptores acoplados a Proteína G
Premio Nobel de Medicina y Fisiología 1994
Por el descubrimiento de “ Las Proteínas G y el rol de éstas proteínas como
transductores de señal en la células”
Premio Nobel de Medicina y Fisiología 1994
Por el descubrimiento de “ Las Proteínas G y el rol de éstas proteínas como
transductores de señal en la células”
Alfred G. Gilman
Universidad de Virginia, USA1970s Determinó la naturaleza química del transductor de Rodbell
Martin Rodbell
Instituto Nacional de Salud, Bethesda, USA Demostró en una serie de experimentos
pioneros (1960 - 1970) que las señales de transducción en las células involucra la cooperación de tres entidades.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
• La familia más numerosa de receptores de superficie celular transmite las señales al interior de las células a través de proteínas que unen nucleótidos de guanina, denominadas proteínas G
RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEINA G
Comunicación celular / Amanzo
• Los RECEPTORES acoplados a PROTEINA G se caracterizan por tener SIETE - HELICES transmembrana
• Existen más de 1,000 tipos de RECEPTORES acoplados a PROTEINA G
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
SISTEMA DE LA PROTEINA G
Proteínas heterotriméricas
unidas al nucleótido Guanina.Sub-unidades:
LA PROTEINA G
ES UN HETEROTRIMERO
Comunicación celular / Amanzo
PROTEINA G - ESTRUCTURA
• LA PROTEINA G ES UN HETEROTRIMERO:– SUBUNIDAD
MiristoiladaPalmitoilada
– SUBUNIDAD – SUBUNIDAD
FarnesiladaGeranilgeranilada
Comunicación celular / Amanzo
La unión ligando – receptor induce un cambio conformacional que permite al dominio citosólico del receptor unirse a una proteína G unida a la monocapa citosólica de la membrana.
Comunicación celular / Amanzo
• En el estado inactivo, la subunidad se une a GDP constituyendo un complejo con .
• La unión ligando – receptor induce un cambio conformacional.
• El dominio citosólico del receptor se une a una proteína G en la monocapa citosólica de la membrana.
Comunicación celular / Amanzo
• La subunidad libera a GDP y la intercambia con GTP.
Comunicación celular / Amanzo
• La subunidad unida a GTP y el complejo activados se disocian e interaccionan con sus dianas intracelulares respectivas.
• La subunidad se inactiva por la hidrólisis de GTP y la subunidad inactivada unida a GDP se reasocia con el dímero .
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
PROTEINA GPROTEINA G
LAS PROTEINAS G SE CLASIFICAN DE ACUERDO A LA SUBUNIDAD :
s estimuladoras
i inhibidoras
Comunicación celular / Amanzo
Existen subunidades alfa excitatorias e inhibitoriasExisten subunidades alfa excitatorias e inhibitorias
Membrana plasmática del hepatocito
Ligando estimulador
AdrenalinaGlucagonACTH
Activación de E Inhibición de E
PGE1
AdenosinaLigando inhibidor
Receptor de hormona estimuladora
Citosol
Receptor de hormona inhibidora
Complejo de proteína G estimuladora
Complejo de proteína G inhibidora
Adenilciclasa
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• Los Receptores Acoplados a Proteina G (GPCRs) son activados por una diversidad de ligandos:– Proteasas– Péptidos– Pequeñas moléculas– Hormonas peptídicas– Odorantes– Neurotransmisores– Fotones– Feromonas– Complejos IgE-antígeno– Otros.
Comunicación celular / Amanzo
Las proteínas G regulan la actividad de los efectores celularesLas proteínas G regulan la actividad de los efectores celulares
• Enzimas intracelulares:
Ej. Adenilatociclasa
• Canales iónicos regulados por ligando
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
• La subunidad tiene una alta afinidad por el dímero en el estado ligado a GDP.
• Las células contienen aproximadamente:– 100M de GTP– 10 M de GDP
• En presencia de mg+2 y con la activación del receptor:
GTP reemplaza a GDP en la subunidad y ésta se disocia.
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Transductores de señal
Transductores de señal
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Transducción intracelular de señales
Transducción intracelular de señales
• Proceso por medio del cual la información que llega a la célula es transmitida al interior de la misma.
• Cadena de reacciones que transmiten señales químicas desde la superficie celular a sus objetivos intracelulares.
Comunicación celular / Amanzo
Transducción intracelular de señales
Transducción intracelular de señales
• La naturaleza del estímulo recibido es totalmente diferente a la señal liberada en el interior de la célula.
• La molécula señal no es transferido a través de la membrana; sólo, se transmite la señal.
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Transducción de señalTransducción de señal
• Intervienen sistemas mensajeros.
• El primer mensajero (ligando) se une al receptor de membrana.
• Esta unión estimula la producción de un segundo mensajero en el interior de la célula.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Segundo Mensajero:Segundo Mensajero:
• Es liberado después de la activación de un vía de transducción de señales.
• Desencadena una cascada enzimática.
• Ocurre un efecto biológico.
Comunicación celular / Amanzo
• Una cascada de reacciones transmite la señal desde la superficie celular hasta diferentes blancos intracelulares.
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Segundos Mensajeros:Segundos Mensajeros:
• Adenosin monofosfato cíclico (AMPc)
• Ca++
• inositol trifosfato (IP3)
• Diacilglicerol (DAG)
• GMPc
• Adenosin difosfato ribosa c
• Derivados de la Lipo-oxigenasa
Comunicación celular / Amanzo
Además de los segundos mensajeros…
Además de los segundos mensajeros…
• Varios tipos de proteínas interviene en la transducción de señales:– Proteínas GTPasa interruptoras:
• Proteína G• Proteína Ras
– Proteínas Kinasas:• Dirigidas contra Tirosina• Dirigidas contra Serina o Treonina.
– Proteínas adaptadoras.
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Segundos mensajerosSegundos mensajeros
AMPc (3’,5’-AMP cíclico).
GMPc (3’,5’-GMP cíclico).
IP3 (1, 4, 5-trifosfato de inositol).
DAG (1,2-diacilglicerol).
Ca++ (Calcio iónico).
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Adenosin-monofosfato cíclicoAMPc
Adenosin-monofosfato cíclicoAMPc
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Adenosin mono fosfato cíclicoAdenosin mono fosfato cíclico
• El AMPc es un segundo mensajero importante en la respuesta célular.
AMPc
AMP
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AMPcAMPc
• Muchas señales de transducción involucran la acción de un receptor de membrana acoplado a proteína G y Adenil ciclasa.
• Estos eventos estimulan o inhiben la síntesis del segundo mensajero: AMPc.
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Adenil ciclasa inactiva
Adenil ciclasa activa
Actividad intríseca de
GTPasa
Fosfodiesterasa
PKA: Protein cinasa dependiente de AMPc
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• El AMPc se forma a partir del ATP por la acción de la adenilciclasa.
• El AMPc es degradado por la AMPc fosfodiesterasa convirtiéndose en AMP.
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• El AMPc activa a la Proteinquinasa dependiente de AMPc (PKA).
• Las proteinkinasas A fosforilan:– Enzimas metabólicas– Elemento de
respuesta a AMPc (CREB)
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El AMPc activa a la Proteincinasa A (PKA)El AMPc activa a la Proteincinasa A (PKA)
• La PKA es un tetrámero constituido por:– 2 subunidades reguladoras (R).– 2 subunidades catalíticas (C).
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• El AMPc se une a las subunidades reguladoras provocando su disociación de las subunidades catalíticas.
• Las subunidades catalíticas libres fosforilan residuos de serina de las proteínas blanco.
Comunicación celular / Amanzo
Muchos procesos intracelulares son controlados por el nivel de AMPc
Muchos procesos intracelulares son controlados por el nivel de AMPc
Comunicación celular / Amanzo
Guanosin-monofosfato cíclicoGMPc
Guanosin-monofosfato cíclicoGMPc
Comunicación celular / Amanzo
GMPc GMPc • Regula la
actividad de proteína cinasas específicas.
• Se forma por la actividad de la guanilciclasa sobre el GTP.
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Existen dos formas de guanilciclasa:Existen dos formas de guanilciclasa:
• Forma transmembrana:– Es una proteína de membrana.– El dominio extracelular es activado por un
ligando específico.– El dominio citosólico tiene actividad catalítica
para formar GMPc a partir de GTP.
• Forma citosólica:– Soluble– Activada por óxido nítrico (NO).– Es un heterodímero.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
GuanilciclasaForma citosólica
GuanilciclasaForma citosólica
Comunicación celular / Amanzo
GuanilciclasaForma transmembrana
GuanilciclasaForma transmembrana
Comunicación celular / Amanzo
CalcioInositol trifosfato (IP3)Diacil-glicerol (DAG) Calmodulina
CalcioInositol trifosfato (IP3)Diacil-glicerol (DAG) Calmodulina
Calmodulina
Comunicación celular / Amanzo
El ión Calcio (Ca++) es un segundo mensajero
El ión Calcio (Ca++) es un segundo mensajero
• Muchas células responden al estímulo extracelular por alteración en su concentración de Ca++ intracelular.
• Los cambios en el concentración de Ca++ intracelular genera cambios bioquímicos.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Fosfolípidos y Ca++Fosfolípidos y Ca++
Fosfatidil inositol 4,5-bifosfato (PIP2)
Fosfolipasa C
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
•El Ca++ puede activar una Proteincinasa C (PKC).
•La PKC fosforila a otras proteínas y las activa.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
• La fosfolipasa C libera Inositol–tri-fosfato (IP3) de la membranas.
• En el Retículo endoplásmico existen receptores para IP3 acoplados a canales de Ca++ regulados por ligando.
• El Ca++ es liberado del retículo incrementándose transitoriamente la concentración de Ca++ citosólico.
• El nivel de [Ca++]citosólico se incrementa hasta cerca de 1 M.
Comunicación celular / Amanzo
• El Ca++ intracelular interactúa con Calmodulina.
• El Ca++ liberado al citosol es captado por la calmodulina (cuando la concentración citosólica alcanza aprox. 0,5 M).
• La calmodulina unida a cuatro iones calcio a su vez activa a PKC (Proteincinasas dependientes de calmodulina).
Comunicación celular / Amanzo
CALMODULINA- actividadesCALMODULINA- actividades
• Metabolismo de nucleótidos cíclicos: adenilato ciclasa, guanilato ciclasa, fosfodiesterasa.
• Fosforilación de varias proteínas: proteinkinasas dependientes de calcio.
• Procesos contráctiles: kinasa miosina cadena ligera.
• Metabolismo del calcio: calcio-ATPasa.• Metabolismo del glicógeno: fosforilasa-kinasa,
kinasa glicógeno sintetasa.• otras reacciones metabólicas: NAD kinasa.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Proteínas GTPasa interruptoras
Proteína RasProteínas GTPasa interruptoras
Proteína Ras
Comunicación celular / Amanzo
Existen dos clases de proteínas GTPasa interruptoras:
Existen dos clases de proteínas GTPasa interruptoras:
• Proteínas G:– Heterotriméricas.– Se acoplan directamente a los receptores
activados.
• Proteínas Ras:– Monoméricas.– Se relacionan en forma indirecta, mediante
otras proteínas a los receptores activados.
Comunicación celular / Amanzo
• Está localizada en la monocapa citosólica de las membranas celulares.
• La subunidad alfa determina su actividad
La proteína G es un transductor de señalLa proteína G es un transductor de señal
Comunicación celular / Amanzo
• Alterna entre un estado inactivo unido a GDP y otro activo unido a GTP.
• La activación es inducida por la fijación de una hormona a un receptor de superficie celular (generalmente: RTK).
• Ras no se relaciona directamente con los receptores de tirosina cinasa (RTK)
Ras es una proteína interruptora fijadora de GTPRas es una proteína interruptora fijadora de GTP
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Cascada de proteína cinasasnomenclatura
Cascada de proteína cinasasnomenclatura
• Ras: superfamilia de pequeñas proteínas homólogas enlazadas a GTP codificadas pro aproximadamente 50 genes diferentes.
• Raf: es una serina/treonina cinasa).Raf se une y fosforila a MEK
• MEK: proteína cinasa de especificidad dual que fosforila restos de tirosina y serina). MEK fosforila y activa la MAP cinasa.
• MAP: (una serina/treonina cinasa activada por mitógenos). MAP cinasa fosforila muchas proteínas diferentes.
Comunicación celular / Amanzo
1. La Ras activada fija el dominio aminoterminal de Raf, una serina/treonina cinasa.
2. Raf se une y fosforila a MEK, una proteína cinasa de especificidad dual que fosforila restos de tirosina y serina.
3. MEK fosforila y activa la MAP cinasa, otra serina/treonina cinasa.
4. MAP cinasa fosforila muchas proteínas diferentes, como factores de transcripción, que median respuestas celulares.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Vía de estimulación Ras del ciclo celularFactor de crecimiento
Tirosincinasa
Proteína Ras hiperactiva (producto de un oncogen) emite señales por sí misma.
MUTACION
Comunicación celular / Amanzo
Receptores de Proteína tirosina cinasas (RTK)
Receptores de Proteína tirosina cinasas (RTK)
Comunicación celular / Amanzo
Receptores proteina tirosina cinasa (RTK)
Receptores proteina tirosina cinasa (RTK)
• A diferencia de los receptores acoplados a Proteína G la familia de los receptores proteína tirosina cinasa se encuentran directamente acoplados a enzimas intracelulares:– Receptor para insulina– Receptor del EGF (Factor de Crecimiento Epidermal)
– Receptor del PDGF (Factor de Crecimiento Derivado de Plaquetas).
– Receptor del NGF (Factor de Crecimiento Neural)
– Receptor de FGF (Factor de Crecimiento de Fibroblasto)
– Receptor de M-CSF (Factor Estimulante de Crecimiento de Macrófagos)
– Etc.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
• Se han identificado más de 50 receptores con actividad proteína-tirosina cinasa.
• La mayoría de los receptores proteína-tirosina cinasa están constituídos por un único polipéptido.
NH2
HOOCDominio con actividad de tirosina-cinasa
ligando
Comunicación celular / Amanzo
NH2
COOHHOOC
2HN
P P
• La unión del ligando induce la dimerización del receptor.
• Las dos cadenas polipeptídicas se fosforilan mutuamente.
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P PMolércula
señal intracelular
Molércula señal
intracelular
Dominios SH2
SH2: Homología 2 con Src, proteína oncogénica del virus del sarcoma de Rous
Dominios SH2 tienen aproximadamente 100 aminoácidos
COOHHOOC
NH22HN• Dominios SH2 se unen específicamente a los péptidos fosfotirosina.
Comunicación celular / Amanzo
COOHCOOH
P PMolércula
señal intracelular
Molércula señal
intracelular
Ej. Fosfolipasa C -
COOHHOOC
NH22HN
• La unión con los dominios SH2 es el primer paso en la transmisión intracelular de señales.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Receptores intracelularesReceptores
intracelulares
Comunicación celular / Amanzo
Receptores esteroidesReceptores esteroides
• Las hormonas se dividen en dos grandes grupos:
• Hormonas Peptídicas: receptor en la membrana celular.
• Hormonas Esteroides: receptor en el citoplasma/núcleo.
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• A diferencia de las hormonas peptídicas (que debido a su peso molecular no pueden penetrar a la célula), los esteroides y las hormonas tiroideas, por su bajo peso molecular y por su naturaleza lipofílica atraviesan con facilidad la membrana citoplasmática.
Comunicación celular / Amanzo
Hormonas con receptores citosólicoscitosólicos o nuclearesnucleares.
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HORMONAS ESTEROIDESHORMONAS ESTEROIDES
• Se fijan a RECEPTORES CITOPLASMATICOS, que son proteínas específicas.
• El complejo hormona-receptor migra hacia el núcleo de la célula, donde se fijan a la cromatina.
Comunicación celular / Amanzo
RECEPTOR ESTEROIDERECEPTOR ESTEROIDE
Comunicación celular / Amanzo
• Las hormonas esteroides logran cruzar la membrana celular por ser liposolubles y se unen a sus
receptores en el citoplasma.
• El complejo Hormona esteroidea–Receptor es luego transportado al núcleo donde activa factores de transcripción.
Comunicación celular / Amanzo
Los RECEPTORES ESTEROIDES tienen dominios de unión:
Los RECEPTORES ESTEROIDES tienen dominios de unión:
• Para el LIGANDO (región reguladora).• Para el ADN.• Dominio de ACTIVACIÓN DE LA
TRANSCRIPCIÓN.
Comunicación celular / Amanzo
El receptor se ubica en el núcleo…El receptor se ubica en el núcleo…
…y la unión del esteroide al receptor induce a un cambio conformacional del receptor que mejora su afinidad para secuencias específicas en el ADN denominadas Elementos de Respuesta a los Esteroides (ERE).
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
Los Elementos de Respuesta a los Esteroides (ERE)…Los Elementos de Respuesta a los Esteroides (ERE)…
… inducen cambios en la expresión de los genes que finalmente genera la síntesis de proteína y la respuesta celular.
Comunicación celular / Amanzo
• El complejo Hormona esteroidea - receptor es transportado hacia el interior del núcleo.
• Atraviesan los complejos de poro nuclear.
• Activan la transcripción de genes específicos.
Comunicación celular / Amanzo
Comunicación celular / Amanzo
El complejo Hormona-Receptor esteroide atraviesa el complejo de poro nuclear
Comunicación celular / Amanzo
La hormona tiroidea en especial la T3, y quizás otras hormonas…
La hormona tiroidea en especial la T3, y quizás otras hormonas…
… tienen sus receptores en el mismo núcleo, uniéndose de manera similar a como lo hacen las hormonas esteroideas.
Los receptores de Hormonas esteroides se unen al ADN como dímeros.
Comunicación celular / Amanzo
El complejo Hormona Receptor activa la transcripción de genes específicos