La Comunicación Celular, Resúmenes de Biología Celular y Molecular

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La

COMUNICACIÓN

CELULAR

❖ Resumen por: Lucero Del Pilar Salgado Bernal

❖ Curso: Biología Celular

❖ Fecha y Año: 08/09/

❖ Favor de no replicar este resumen, me esforcé

mucho :’c

sanguíneo hacia los ojos, para dilatar la pupila, o hacia los músculos, para generas más ATP y darnos más fuerza.

• Oro ejemplo serían las hormonas sexuales, que viajan hacia diferentes partes del cuerpo, produciendo esos cambios físicos propios de cada género. II) INTERACCIONES CÉLULA-CÉCULA:

1. UNIONES HOMOFÍLICAS:

• Cuando una célula interacciona con otra mediante una misma molécula (receptores y ligandos iguales), las cuales encajan de manera perfecta.
  2. UNIONES HETEROFILICAS:
  • Las células se unen mediante un receptor y un ligando distintos (complementarios).

3. UNIONES INDIRECTAS:

• Cuando los receptores que se encuentran a nivel de la membrana no interaccionan de manera directa, si no a través de una molécula intermediaria, que servirá de puente o nexo.
• Estos nexos pueden ser cualquier tipo de moléculas. III) PROCESO DE COMUNICACIÓN CELULAR: ■ Existen los primeros y segundos mensajeros. ■ En cualquiera de los procesos, siempre hay primeros mensajeros y receptores.

1. COMUNICACIÓN CELULAR CON PRIMER MENSAJERO:

• El primer mensajero (molécula extracelular de señalización o ligando) es la molécula enviada por una célula para transmitir una señal.
• Este primer mensajero se une al receptor, estimulando y modificando a una proteína en el interior de la célula, generando un cambio conformacional, una

fosforilación, y esta proteína, a su vez, generará otro cambio en otra proteína, y así sucesivamente hasta que se logre obtener la proteína necesaria.

2. COMUNICACIÓN CELULAR CON SEGUNDO MENSAJERO:

• En este caso existirá la presencia de un efector, el cuál recibirá la señal indicada por el ligando a través del receptor. Este efector sintetizará una molécula llamada “segundo mensajero” el cual generará la modificación de una proteína, hasta lograr la configuración indicada por el primer mensajero.
• En ambos casos, la proteína blanco activada que se genera gracias a los mensajeros será empleada para diferentes procesos en la célula: transcripción, supervivencia, síntesis de proteína, movimiento, muerte celular y cambios metabólicos.
• En esta imagen se puede observar un segundo mensajero con base de fosfolípido. Se puede observar que está compuesto por dos cadenas de Ácidos grasos, unidos a un Glicerol, quien a su vez se une con el Grupo cabeza mediante un fósforo.
• Los ácidos grasos pueden ser eliminados gracias a una fosfolipasa de tipo A.
• Si queremos separar al Glicerol-Ácido graso del Grupo cabeza se debe usar una fosfolipasa de tipo C, en caso se quiera conservar el fósforo unido al Grupo cabeza. Si se quisiera mantener al fósforo unido al Glicerol se deberá usar una Fosfolipasa de tipo D.

• Por otro lado, el IP 3 se unirá a un receptor específico de IP 3 al nivel del REL, el cual va a aperturar los canales y liberará calcio. Este puede ser usado, por ejemplo, para los procesos de contracción muscular.

• EJEMPLOS DE LAS RESPUESTAS MEDIADAS POR LA PROTEINA C. C:

3. COMUNICACIÓN CELULAR CON PROTEÍNAS
   • Se irán activando proteínas que tienen como objetivo llevar el mensaje directamente hacia el ADN, y transcribir sí un fragmento de ARN mensajero
   • En su mayoría las proteínas que transducen el ADN son de tipo Cinasa. Las Cinasas son proteínas que fosforilan y activan otras proteínas Cinasas. Las Fosfatasas, por su parte, son proteínas que desfosforilan esas células que la Cinasa fosforiló, devolviéndolas a su forma inactiva.
   • En la imagen podemos observar como la Cinasa 1 fosforila a la Cinasa 2, activándola. Si se quisiera devolver esta proteína a su forma original, se le debería aplicar una Fosfatasa. Esta, a su vez, fosforilará a la Cinasa 3. Esta última fosforilará a un factor de transcripción, haciendo que este viaje hacia el ADN, uniéndose a uno de los fragmentos, y sintetice un ARNm, el cual luego será traducido en los ribosomas para sintetizar la proteína solicitada. Cundo la transcripción en el ADN culmina, el factor de transcripción es desfosforilado por una Fosfatasa, pudiendo ser reciclado.

• La fosforilación puede darse muchas veces más, hasta llegar a un factor de transcripción.
• Otro ejemplo de este proceso es la fosforilación de la Glucógeno Sintetasa por parte de una Cinasa activa, para que este se inhiba, y deje de ejercer su función (sintetizar moléculas de glucógeno(2))
• Este proceso puede darse a cabo para los tres tipos de comunicación. IV) RECEPTORES DE LA CÉLULA

1. RECEPTORES VINCULADOS A LA PROTEÍNA G:

• Sus receptores están formados por 7 dominios transmembrana con formación secundaria (∝ hélice). Tienen un extremo Amino que está en la región extracelular. También tiene un extremo carboxilo (COOH).
• Forman 3 asas en la parte extracelular y 3 en la región citosólica (intracelular). a) La proteína G:
• Es un heterotrímero.

• Esta enzima hace que dos ATP se vuelvan ADP, uniendo los fósforos obtenidos al receptor. Esta unión hace que una proteína llamada Arrestina se una al receptor al nivel de donde ha ocurrido la fosforilación de este.
• Esto conlleva a un cambio conformacional del receptor haciendo que, a pesar de que el ligando siga unido al receptor, la proteína G no se vuelva a unir al ligando.
• Si se deseará disociar el ligando del receptor, podría darse una endocitosis para eliminar al ligando, y devolver el receptor vacío a la membrana.
  • Los receptores se ven dañados debido a fallos en el ADN durante el proceso de recombinación. Basta que la configuración del ADN cambie en una letra, para que ocurra una mutación y el receptor quede alterado, produciendo así proteínas defectuosas.
  • Por ejemplo, hay mayor probabilidad de que un hombre transmita una mutación genética a su hijo: Esto se debe a que las mujeres nacen con un determinado número de óvulos, los cuales están allí hasta la menopausia. En cambio, el varón continúa produciendo espermatozoides constantemente, algunos de los cuales se generan con mutaciones: espermatozoides rápidos, lentos, sin cabeza, sin flagelo, etc. Si alguno de estos fecunda a un óvulo (lo cual es muy poco probable, debido a sus defectos), la mutación se podría transmitir al hijo. Aun así, los espermatozoides aparentemente sanos podrían contener alguna que otra mutación. Durante el proceso de replicación del ADN mientras el bebé toma forma, estos errores pueden ser reparados y eliminados. Aquí también influyen los genes recesivos y dominantes, junto con el azar. Es por eso que, si hay un padre o ambos enfermos, el hijo podría o no heredar cierta enfermedad o mutación.

a) Formación de cAMP a partir de ATP:

• Se utilizará una enzima Adenilato Ciclasa, la cual tiene 12 dominios transmembrana, separados en 2 grupos de 6. El primer grupo atraviesa la bicapa a través de proteínas alfa hélice y el otro grupo es independiente.
• Tienen un sitio activo, que es el lugar donde se dará la conversión de ATP a cAMP.
• El ATP posee dos fosfatos, los cuales se modificarán de tal manera que formará un ciclo. Esta conformación hará que el ATP se convierta en cAMP.
• El AMP cíclico no cumple una sola función, si no que desempeñará diferentes acciones en relación a con qué estructuras dentro de la célula interactúe. 2 ) RECEPTOR DE PROTEÍNA TIROSINA-CINASA RECEPTORA (RTK):
• Cuando hablamos de Cinasas, hablamos de proteínas que fosforilan.
• En la figura a se puede visualizar a un receptor con cuatro subunidades. Este receptor cambiará de conformación al unírsele el primer mensajero (ligando), representado por las 2 EGF. En la figura también se puede visualizar que la Tirosina Cinasa está inactiva.
• En la figura b podemos observar que el receptor se une a otro de su mismo tipo, ya que está unido a los ligandos, y la Cinasa de ambos receptores quedará activa, lista para fosforilar.

• Para estos receptores, solo existe una molécula que se puede unir a ellos y activarlos
• Ejemplos: Linfocitos T( 5 ) y Linfocitos B( 6 ). Estos tienen diferentes anticuerpos antagonistas( 7 ) y Receptores inhibitorios para cada uno de ellos V) RESPUESTA DE UNA CÉLULA HEPÁTICA AL GLUCAGÓN O ADRENALINA:
• El glucagón y la Adrenalina son dos hormonas (enzimas, o proteínas). La adrenalina es usada para responder a situaciones de estrés y el glucagón para almacenar glucosa, es como un almacén, pues la glucosa se transforma en glucagón y se guarda a nivel de las mitocondrias, en forma de ATP. Si se

consume demasiada cantidad de azúcar, igual se almacenará, pero en forma de glucógeno, el cual participará en el proceso aquí mencionado. La Glucógeno sintasa une moléculas de glucosa de forma ramificada para formar el glucógeno

• Cuando la célula no tiene la cantidad necesaria de azúcar, necesita crearla o conseguirla. Por ejemplo, cuando tenemos mucho estrés, no comemos dulces u otros alimentos solo porque queremos; es porque el cuerpo necesita reponer sus reservas de azúcares.
• En la imagen podemos visualizar que existe una interacción ligando (glucagón, adrenalina u otros) con el receptor específico. Este activará a la proteína G, la cual se separará en su monómero Alfa y su dímero Gamma- Beta. Alfa se fosforilará y activará a una Adenilil ciclasa, que es el efector, y generará cAMP. Este último será el segundo mensajero.
• El cAMP activará una proteína Cinasa A. Esta proteína puede generar tres cosas:
  • Inactivación de la glucógeno sintetasa al ser fosforilada.
  • Fosforilación de la Fosforilasa Cinasa, activándola. Esta Cinasa activará a la Glucógeno fosforilasa, quien comenzará a dividir los fragmentos de glucógeno para generar glucosa. Esta glucosa saldrá de la célula hacia el torrente sanguíneo, para llegar a las células que la requieren.
  • La Cinasa A atravesará todo el citoplasma para fosforilar al factor de transcripción CREB. Este CREB fosforilado se unirá al ADN, a la región que codifica a la proteína CRE, la traslada a un ARN mensajero y este viaja a los ribosomas para ser traducido.

GLOSARIO

1. Glándulas pequeñas ubicadas en la parte superior de cada riñón. Estas producen hormonas imprescindibles para la vida, incluyendo hormonas sexuales, esteroideas y cortisol. El cortisol ayuda a responder al estrés y tiene muchas otras funciones importantes. Las esteroideas ayudan a controlar los latidos del corazón, la presión arterial y otras funciones importantes del cuerpo. Produce principalmente epinefrina y norepinefrina. Estas hormonas también son llamadas adrenalina y noradrenalina.
2. Sustancia blanca y amorfa que se encuentra en abundancia en el hígado y en los músculos y puede transformarse en glucosa cuando el organismo lo requiere.
3. El guanosín trifosfato (GTP) también conocido como guanosina-5'-trifosfato, es uno de los nucleótidos trifosfato usados en el metabolismo celular. El GTP es un nucleótido cuya base nitrogenada es la purina guanina. Cuando se desfosforila, se le quita un fosfato, volviéndose Guanosín difosfato (GDP).
4. Nucleótido que funciona como segundo mensajero intracelular activando o inhibiendo enzimas. Se sintetiza a partir del adenosin trifosfato, mediante el sistema del adenilato ciclasa, que es a su vez activado por hormonas como la adrenalina o el glucagón. 5 ) Los linfocitos T son células especializadas del sistema inmune y se forman a partir de células madre en la médula ósea. Juegan un papel central como mediadores de la respuesta inmune celular dirigida principalmente contra agentes que se replican dentro de la célula (microorganismos intracelulares); como por ejemplo, los virus, protegen al cuerpo de las infecciones y combaten el cáncer. También son llamados células T o Timocitos. 6 ) Los Linfocitos B, también conocidos como células B, son el centro del sistema inmunitario adaptativo humoral y son responsables de producir inmunoglobulinas (Ig) específicas de antígenos (conocidas como anticuerpos), dirigidas frente a invasores patógenos.

7 ) Los anticuerpos Antagonistas son un tipo de ligando de receptor que bloquea o detiene respuestas mediadas por agonistas en lugar de provocar una respuesta biológica en sí tras su unión a un receptor.