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Comunicación celular
Elementos y etapas de la comunicación celular:
- Células emisoras: sintetizan (1)y liberan moléculas (2) de señalización extracelulares (primeros mensajeros), transporte (3)
- Células dianas: reciben (4) y responden a la señal, la transducción del mensaje (5), destrucción del ligando (6). 1. Receptores celulares : reconocen específicamente las moléculas de señalización. 2. Moléculas de señalización intracelular : procesan y distribuyen la señal hacia proteínas efectoras (transducción de señal) 3. Proteínas efectoras : provocan un cambio en el comportamiento celular. Tipos de comunicación:
- Dependiente de contacto: el ligando no ingresa a la célula (yustacrina).
- Paracrina: entre células de diferentes tipos, hay secreción y transporte de ligando, comparten mensajes y responden las demás células (autocrina).
- Sináptica: Sintetiza el mensaje lo libera por secreción hacia el espacio sináptico viajando a otra neurona (axón-axón o célula efectora) que será la receptora, lo que hará es activar procesos.
- Endocrina: Producen el mensaje o molécula (hormona) excretan a los vasos sanguíneos para su distribución, para que sea reconocido por el receptor. Primeros mensajeros extracelulares: Hay receptores en la superficie de la célula y en la parte intracelular.
- Aminoácidos y derivados: glicina, glutamato, acetilcolina, adrenalina, y hormona tiroidea.
- Gases: como óxido nítrico y monóxido de carbono.
- Esteroides: derivados del colesterol regulan la diferenciación sexual, embarazo.
- Eicosanoides: derivados de los ácidos grasos, regula el dolor, inflamación.
- Una gran variedad de polipéptidos y proteínas: Una misma molécula señal induce respuestas diferentes: Acetilcolina: (1) llega a la superficie de la célula diana y el receptor la reconoce y la acopla (baja la presión cardiaca) a la proteína receptora, (2) también puede secretar como la célula del
tejido celular, esperara el mensaje para realizar la secreción, (3) en tejidos puede realizar contracción recoge el mensaje por una proteína integral asociada a la bicapa lipídica. Recuerda hay respuestas diferentes dependiendo el tipo de célula. Receptores celulares de superficie:
- Asociados a canales iónicos: Receptores ionos trópicos, que realizaran el mensaje en milisegundos.
- Asociados a proteína G: Está constituida por 3 subunidades, es una proteína hetero trimerita y otra proteína enzimática que esta inactiva, en la segunda señal será activado por el receptor (proteína) se asocian y activa eso hará que activen la enzima inactiva (en segundos).
- Asociados a enzimas: Llega la molécula señal donde las enzimas se juntarán para obtener el mensaje, activando sus proteínas. También pueden ser distintas, pero al unirse cuando llega el mensaje activan la enzima para que reciba el mensaje, (respuesta más lenta). Ojo: Existen otros tipos de receptores incluso que están dentro de la célula. Segundos mensajeros (intracelular): Dentro de los mensajeros secundarios podemos encontrar al adenosinmonofosfatocíclico que hará: Una molécula de ATP (energética) se desfosforiliza sacando dos fósforos para activar una seria de procesos celulares. En si activan receptores gracias a su hidrolización. Son conocidos como Interruptores celulares.
- Proteína cinasas: Se activan o desactivan por fosforilación (des).
7. Para inactivar el receptor, esta unido a una proteína GRK que hará que un ATP fosforile, dándole dos fósforos. 8. Una molécula tendrá afinidad a los fósforos y se acoplará para inactivar la proteína receptora, degradando el ligando. Reciclado de GPCR: internalización de GPCR mediadas por arrestina Por endocitosis la clatrina realizara una invaginación obteniendo una endosoma, se desprenden la arrestina con sus fósforos y van a activar otra serie de procesos, de ahí el receptor tiene dos vías puede ser degradado por el lisosoma o reciclarlo acoplándolo nuevamente a la membrana. Ejemplos mediados por GPCR y proteína G heterotriméricas Receptores tirosinas cinasa (RTKs) - Existen alrededor de 60 RTKs en el hombre. - Se clasifican en 20 subfamilias. Son dos proteínas integrales, hasta que llegue un mensaje, tienen receptores para eso, acoplan el mensaje donde se incorporan fósforos que atraerán a proteínas de señalización que activaran una serie de procesos. Cinco vías de señalización intracelular activadas por GPCR, receptores tirosina cinasa (RTK) o ambos Pueden activar un proceso ellos solos, pero también hay la posibilidad que trabajen en equipo. - Los segundos mensajeros: Activa una serie de procesos.
Matriz extracelular ¿Qué es la matriz extracelular? Es un conjunto de moléculas elaboradas por las mismas células y enviado por ellas hacia el espacio extracelular. A pesar de que células estén muy cerca siempre habrá una matriz extracelular. A) Proteínas transmembranas Moléculas de Adhesión Celular (CAMs o MAC) Son glicoproteínas ubicadas en la superficie celular, y forman complejos para unir células con células o células a matriz extracelular. Pueden ser uniones:
- Homofílicas: Juntarse con la proteína parecida a ella de su propia familia formando una unión directa o por una molécula intermediara (enlace soluble) (selectivas).
- Heterofílicas: No es selectiva puede integrarse con cualquier tipo o tener un intermediario. Las moléculas interactúan con su mismo tipo, moléculas de familias diferentes. Son glicoproteínas que forman parte de las proteínas integrales de la membrana plasmática. Esas proteínas son proteínas de adhesión. Por otro lado, esas están asociadas con otras proteínas que apoyan cumplir dicha adhesión. Tienen un gran dominio en la zona extracelular y un pequeño dominio intracelular, también un dominio transmembranoso. Las inmunoglobulinas no son dependientes del calcio, las demás si dependen del calcio para poder activarse. Las inmunoglobulinas requieren los antígenos y en su estructura tienen puentes de disulfuro. Características de las Cadherinas
- Tiene interacción homofílica
- Establece relaciones intercelulares para que estén estables, hasta que una de ellas muera.
- Está asociada con otras proteínas accesorias (cateninas), requiriendo de ellas para un soporte que ayudan a desarrollar el proceso.
- Esta constituidas por 4 subunidades, dos subunidades pesadas que son las centrales unidas por puentes de disulfuro y las dos unidades pequeñas laterales para unión de disulfuro. b) Glucosaminoglucanos GAG: Unidad repetitiva de disacárido (N-acetilgalactosamina o N-acentilglucosamina y ácido urónico como glucoronato o ioduronato) son fluidos de la matriz extracelular.
- Ácido hialurónico
- Decorina
- Perlecano
- Agrecano c)Proteoglucanos - Su función depende de sus moléculas de glucosaminoglicanos, formando cadenas para soporte.
- Los usan para tratamientos dermatológicos. d) Proteínas de la matriz extracelular Colágeno
- proteína fibrosa, estructural
- Ricas en prolina (estabiliza la forma hélice)
- El 25% del total proteico es el colágeno
- Hay de 5 tipos distintos, de tipo uno en piel, huesos. De tipo dos en cartílagos y de tipo tres los vasos sanguíneos, de tipo cinco cornea, huesos.
- Limita la actividad de la elastina
- Ayuda a alargar el tiempo de vida de la piel. Elastina
- Permite el alargamiento y estiramiento en las zonas que se encuentra. Fibronectina y Tenastina
- Ayuda a unir células adyacentes
- Constituida por dos cadenas de aminoácidos unidos por puentes de disulfuro.
- El embrión se une al endometrio por moléculas de adhesión celular, al estar listo el embrión se desprende esos ligamentos, al no desprenderse se forma un patógeno en el embarazo. Laminina
- Esta en la matriz extracelular
- Tiene tres subunidades, dos betas y una alfa, para que se acoplen diferentes moléculas
- Se unen con moléculas asociadas al citoesqueleto
- Formando las adhesiones focales
- Es usada para regenerar. Lamina basal
- Están estrechamente conectados desde el punto de la matriz extracelular hasta el núcleo. **Especializaciones de la membrana celular
- Interdigitaciones** Favorecen las interrelaciones entre las células, que evita que pierdan el líquido que tienen. 2) Microvellosidades Van a favorecer la absorción de nutrientes, forman parte de la membrana. 3) Uniones celulares Están la unión oclusiva o estrecha, unión de anclaje que tienen banda de adhesión, desmosoma puntiforme, hemidesmosoma y adhesión focal. También está la unión comunicante (hendidura)
- Uniones oclusivas Redes de proteínas que forman redes que están en la superficie de la membrana plasmática ocludina y claudina (proteínas). Llamadas estrechas permite la interacción vía células adyacentes o membrana celular a membrana celular, gracias a proteínas.
- Uniones de Anclaje (adhesión) Permite la interacción de células adyacentes o células con matriz celular. Pueden ser, unión adherente, desmosoma puntiforme, hemidesmosoma y adhesión focal.
- Unión adherente: Se une con segmentos con la participación de moléculas de adhesión celular (beta), las cateninas (proteína de adhesión) son las que se asocian con el citoesqueleto (alfa), se les dice bandas porque forman bandas de microfilamentos.
- Desmosomas: Filamentos de citoqueratina y una placa proteica ( filamentos de intermedio ) se unen a las cadherinas, unen células adyacentes mediante desmosomas, la proteína de adhesión o accesorias es la desmoplaquina y con la placoglobina (interacción permanente).
- Hemidesmosomas: Célula con matriz extracelular uniendo citoesqueleto con filamentos intermedios , teniendo como proteína de accesorio la plectina junto a la placa y la integrina hace la unión con matriz extracelular con las proteínas fibrilares realizan adhesión permanente.
- Adhesión focal: Células con la matriz extracelular, vinculina y talina son las proteínas de accesorio, no son estables son
la fibra de actina, luego el ADP se retira de ahí sucede la contracción después se incorpora un ATP que se desprende ADP+P regresando a la parte inicial. Filamentos intermedios Están constituidos con distintos tipos de proteína, queratina en tejido epitelial, vimentina en el tejido conectivo, proteína neurofilamentos en neuronas, proteína acida fibrilar glial en células gliales. Anclan a la célula con la matriz extracelular los desmosomas hacen eso y los semidesmosomas. Formar uniones celulares para que las células puedan formar un tejido. Son bandas solidas al igual que el microfilamento. Microtúbulos Son más anchos, pero más pequeños, el dímero de tubulina forman el microtúbulo está en monómero de tu bulina alfa y beta. Forman las fibras del huso acromático, forman centriolos…. Están continuamente desarrollando el proceso de ensamblaje, el monómero de tubulina este asociado al GDP formando los centriolos. Están asociados a diferentes tipos de proteínas que lo ayudan a ensamblar y desensamblan. Funciones: movimiento de organelas dentro del citoplasma. Polimerización de la tubulina: está asociada con GTP se desensamblan por la pérdida de energía. Un efecto en la tau inactiva los microtúbulos (Alzheimer). Siempre están asociados a proteínas accesorias que le apoyan en el movimiento. Cilios y flagelos (formado por los microtúbulos) Son iguales en estructura, está constituido por 4 componentes, el primero la raíz flagelar o ciliar está en el cuerpo de la célula, segundo el cuerpo basal que está constituido por 9 tripletes de tubulina, tercera zona de transición donde se observa la distribución en 9 dobletes, finalmente el tallo o axonema constituido 9 dobletes de tubulina y dos en el centro. Proteínas de cilios y flagelos:
- Tektina: Unos protofilamentos del mismo microtúbulo.
- Nexina: Une dobletes de protofilamentos.
- Dineína: Prolongación de los microtúbulos A (movimiento) Movimiento del flagelo Los flagelos con más organizados que realiza un movimiento helicoidal (no coordinado) Los cilios son de adelante hacia atrás el movimiento, si un cilio se mueve para la derecha todo se moverá a esa dirección (movimiento coordinado)
Ojo Los microtúbulos: en la comunicación. El citoesqueleto : traslado de vesículas a diferentes compartimientos o liberar productos al exterior (endocitosis y exocitosis) también como soporte celular. Hay presencia de citoesqueleto en célula procariota. La proteína tau causante del Alzheimer. ¿Por qué el flagelo del espermatozoide no se desprende del cuerpo celular? De las raíces y cuerpo basal hace una estructura sólida tan fuerte que evita la ruptura. Microfilamentos → sarcómero Filamentos intermedios → mesosoma Organelos celulares (compartimientos intracelulares) Cada organela tiene una actividad la cual es esencial para que la célula sobreviva. Retículo endoplasmático: Se caracteriza que se pueden comunicar entre si mediante una cisterna que tienen una cavidad lumen donde ocurren procesos químicos. REG: Están en íntima relación con la envoltura nuclear, se dice que fue el que dio origen a la envoltura nuclear, abundante en células secretoras. REL: Tienen una distribución asimétrica, está asociada a la membrana plasmática, función sintetizar lípidos. Está involucrada en la eliminación de alcohol. Funciones del R.E Elaboración de proteínas en el R.E.R Funciones del R.E.R
- Plegamiento de proteínas: Proteína disulfuro isomerasa, chaperona BiP, calnexina y calreticulina.
- N-Glicosilacion: N- glucosiltransferasas.
- Exportación de proteínas mal plegadas: Chaperonas Aparato de Golgi: No tiene ribosomas adheridos, recibe proteínas y lípidos provenientes del
para donarle P formando par de ATP, la molécula se volverá inestable, quedándose con 2PG, que perderá una molécula de agua, quedando PEP, pero todavía queda el fosforo (P), que formará otro par de ATP, y como resultado nos quedamos con ácido piruvato. El ácido pirúvico tiene dos posibilidades para poderse degradarse. 2.- Descarboxilación del ácido pirúvico: El acido perderá carbono generando un dióxido de carbono, le donará a un NAD+ protones y electrones 3.- Ciclo de Krebs: El acetil se une con oxaloacetato formando citrato que la acotinasa que formara isocitrato, que se deshidrogenara liberando un dióxido de carbono (reparto de electrones y neutrones (NAS+ - NADH), quedando alfa-cetoglutarato que se deshidrogenara liberando dióxido de carbono (REPARTO), quedando succinil-CoA, donde Que por cada molécula de acetil se producirá 3 NADH , se liberará 2 CO2, FAD a FADH2 , el GDP recibirá un fosforo del ciclo ( GTP ). 4.- Cadena transportadora de electrones Los NADH llegan al complejo 1, quedando Citocromo bc1 que hará que se libere protones por el complejo 3, ATP sintetasa Fosforila cada NADH que será estimulada por la gradiente de concentración de protones, por cada NADH estimulará para que fosforile 3 ATP, y las FADH generando 2 ATP.
Porque el 2 NADH que queda en el glucolisis resultara como FADH por producto de la lanzadera, ingresando a mitocondria como FADH estimulando 2 ADP que se convertirán en 2 ATP. El glucolisis es considerado como primera etapa en el citosol. En ninguna etapa del ciclo de Krebs se produce ATP, el GTP es el que se transformara en ATP, pero esta fuera del ciclo de Krebs. FADH carritos transportadores, cargan y descargan. Respiración Anaeróbica Es un proceso catabólico que degrada moléculas o construye moléculas con ausencia de oxígeno, dependiendo del tipo de célula, especialmente se realiza en el citosol. Además, el ácido pirúvico se transforma de diferentes maneras sin degradarse por completo a CO y H2O. Este proceso tiene como objetivo la recuperación del NAD+. El ácido piruvato realiza fermentación de distintas formas. Tenemos al lactato, donde NADH+H (nicotin) donara dos H transformando el ácido pirúvico en ácido láctico. También esta la ruta alcohólica que no ocurre en humanos. Primeramente, ocurre con el ácido pirúvico que por la acción de una enzima le hará perder un CO 2 formando un grupo etanal que realizará un proceso semejante al anterior que le donará dos H, de esa manera se obtendrá alcohol etílico.
- Lactato deshidrogenasa: se encarga de la donación de protones, la molécula que participa es el NADH+H.
