Resumen de comunicación celular | Resúmenes de Biología Celular

COMUNICACIÓN CELULAR

Transducción de señales -> captación de señales en la proteína receptora, que procesa la información y la convierte en una respuesta

a nivel celular

Señalización celular: Una célula señalizadora envía una molécula señalizadora que

transporta información que será transducida cuando entre en contacto con la

célula diana

Proteínas señalizadoras generan un efecto sobre proteínas efectoras, estas

proteínas generan cambios, por ej. En la expresión génica, el metabolismo o la

forma/movimiento celular. La respuesta producida en la célula depende de quién

es esta señal y quien la reciba.

Hay receptores específicos para los distintos tipos de moléculas extracelulares que

actúan como señal, que se unen a la superficie celular

- Receptores superficiales -> una molécula hidrofílica se une al receptor en

la MP

- Receptores intracelulares o nucleares -> moléculas hidrofóbicas se unen

dentro de la célula con su receptor, intracelularmente.

Hay tipos de señalización según la distancia que alcanza la molécula señal:

Corta distancia:

-Señalización dependiente de contacto: contacto directo entre una señal que está en la membrana de una célula con el

receptor que está en la membrana de la célula blanco.

-Señalización paracrina: señal es liberada por la célula señalizadora y recibida por las células vecinas en la inmediatez del

ambiente de la célula por las células vecina (células blanco alrededor de la c señalizadora)

Larga distancia:

-Señalización sináptica: la célula señalizadora alcanza una larga distancia,

la señal se libera lejos del núcleo celular y cuando llega cerca de la célula diana se

libera el neurotransmisor. Hay una extensión de la célula

-Señalización endocrina: en una célula se secreta una señal y viaja largas

distancias x el torrente sanguíneo para llegar a la célula blanco. La molécula señal

es la que se extiende. Ej.

Hormonas hipofisiarias

Señal puede generar

respuestas de distinta

duración:

-Rápida: cambios

directos sobre una proteína

preexistente inmediatamente

llegada la señal

-Lenta: involucran llegar al núcleo y producir cambios en la expresión

génica generalmente (se ven modificados los factores de transcripción

que producen tRNA’s específicos que se traducen a proteínas y esas

proteínas ejecutan la respuesta)

●Una señal puede producir ambos tipos de cambios al mismo tiempo, locales y cambios profundos de expresión génica

dependiendo de cuanto tiempo este la señal en la célula

Existe una señalización especifica -> uniones en hendidura GAP entre células. Son canales con poros que comunican células y se

abren o cierran por señales. Son comunes en sinapsis eléctricas. Ej. Cardiomiocitos (contracción

cardiaca sincrónica)

●Células están diseñadas para responder a combinaciones específicas de moléculas

señalizadoras (señales) y su integracion

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COMUNICACIÓN CELULAR

Transducción de señales -> captación de señales en la proteína receptora, que procesa la información y la convierte en una respuesta a nivel celular Señalización celular: Una célula señalizadora envía una molécula señalizadora que transporta información que será transducida cuando entre en contacto con la célula diana Proteínas señalizadoras generan un efecto sobre proteínas efectoras, estas proteínas generan cambios, por ej. En la expresión génica, el metabolismo o la forma/movimiento celular. La respuesta producida en la célula depende de quién es esta señal y quien la reciba. Hay receptores específicos para los distintos tipos de moléculas extracelulares que actúan como señal, que se unen a la superficie celular

Receptores superficiales -> una molécula hidrofílica se une al receptor en la MP
Receptores intracelulares o nucleares -> moléculas hidrofóbicas se unen dentro de la célula con su receptor, intracelularmente. Hay tipos de señalización según la distancia que alcanza la molécula señal: Corta distancia:
Señalización dependiente de contacto : contacto directo entre una señal que está en la membrana de una célula con el receptor que está en la membrana de la célula blanco.
Señalización paracrina : señal es liberada por la célula señalizadora y recibida por las células vecinas en la inmediatez del ambiente de la célula por las células vecina (células blanco alrededor de la c señalizadora) Larga distancia:
Señalización sináptica : la célula señalizadora alcanza una larga distancia, la señal se libera lejos del núcleo celular y cuando llega cerca de la célula diana se libera el neurotransmisor. Hay una extensión de la célula
Señalización endocrina : en una célula se secreta una señal y viaja largas distancias x el torrente sanguíneo para llegar a la célula blanco. La molécula señal es la que se extiende. Ej. Hormonas hipofisiarias Señal puede generar respuestas de distinta duración:
Rápida : cambios directos sobre una proteína preexistente inmediatamente llegada la señal
Lenta : involucran llegar al núcleo y producir cambios en la expresión génica generalmente (se ven modificados los factores de transcripción que producen tRNA’s específicos que se traducen a proteínas y esas proteínas ejecutan la respuesta) ● Una señal puede producir ambos tipos de cambios al mismo tiempo, locales y cambios profundos de expresión génica dependiendo de cuanto tiempo este la señal en la célula Existe una señalización especifica -> uniones en hendidura GAP entre células. Son canales con poros que comunican células y se abren o cierran por señales. Son comunes en sinapsis eléctricas. Ej. Cardiomiocitos (contracción cardiaca sincrónica) ● Células están diseñadas para responder a combinaciones específicas de moléculas señalizadoras (señales) y su integracion

Distintos tipos celulares generan respuestas distintas frente a la misma señal: Ej. Ligando de acetilcolina (neurotransmisor) en fibras musculares cardiacas genera la relajación, en musculo esquelético genera contracción y en glándulas salivales genera secreción de saliva Difieren porque la proteína receptora es distinta en las células y porque son diferentes tipos celulares (contexto celular, expresión génica, efectores expresados) Interruptores moleculares : fosforilación (gralmente se activa la célula al fosforilar ATP mediante las quinasas y se inactiva por fosfatasas) e hidrolisis de GTP (GTP activa a la GTPasa, hay factores que promueven la unión del GTP, y la unión con GDP inactiva a GTPasa)

Están las quinasas que fosforilan en serina/treonina y las que fosf. En tirosina
Fosfatasa es la enzima que inactiva la Fx activada por la fosforilación
Tipos de GTPasas -> GTPasas monoméricas (específicas para la transducción de señales, ej. Rabs, Rho) y GTPasas trimérica (Proteína G) Células pueden regular su sensibilidad a la señal presente -> estrategias para terminar/disminuir la R: Tipos de receptores: Receptores intracelulares: moléculas extracelulares hidrofóbicas se unen con los receptores dentro de la célula, y su FX está dentro del núcleo celular. EJ. Hormonas esteroidales (testosterona, cortisol, tiroxina, estradiol, etc.) Todos tienen en común un dominio de unión nuclear al DNA (Receptores nucleares) -> actúa por unión directa sobre los genes que deben cambiar su estado de expresión, actuar sobre la regulación génica. Son factores de transcripción. Su actividad se regula por unión con su ligando. El receptor nuclear inactivo esta unida a una proteína inhibidora -> estos receptores en ausencia de ligando están inactivos por la proteína inhibidora para que no vayan al promotor a activar genes que no se necesitan. Receptor activo: se libera de su proteína inhibidora, se une a su ligando y otras proteínas y se une al promotor para generar genes. Estas proteínas unidas pueden inhibir o promover la transcripción de genes (correpresoras o coactivadoras) Ej. Ciclo menstrual y las hormonas que actúan en él. Algunos unen el ligando en el citoplasma y otros en el núcleo. Receptor nuclear puede generar respuestas primarias y secundarias. Ambas están asociadas a cambios en la expresión génica
R primarias (tempranas): cambio de expresión génica producida directamente por la unión del receptor con su ligando y al promotor del gen. Es + rápida.
R Secundarias (tardía): los genes/proteínas producidos pueden ser en si mismos factores de transcripción de otra reacción (cascada de reacción). Es decir, una reacción primaria genera una respuesta que va a actuar sobre una segunda reacción generando una respuesta nueva ante la anterior, esta R primaria modula la segunda. Receptores de membrana (superficie): ❖ R acoplados a canales iónicos (ionotrópicos): el ion induce cambios, generalmente el ligando es un neurotransmisor ❖ R acoplados a proteína G (GTPasa trimérica): proteína G transduce la señal desde el receptor a una proteína efectora (enzima). Induce la entrada de GTP para activar la GTPasa. A grandes rasgos, el receptor activa la proteína G uniendo GTP y esta proteína G activa la proteína efectora ❖ R acoplados a enzimas: hay distintas actividades enzimáticas. Receptor con dominio transmembrana se une a la molécula señal (ligando) en forma de dimero activando el dominio y transducen la señal. Hay dos tipos: el receptor tiene act enzimática o el receptor se asocia a una enzima VIAS DE SEÑALIZACION -> superficie celular a núcleo CANAL IONICO -> son proteínas transmembrana que producen un poro acuoso que permite el paso a iones a favor de su gradiente. El movimiento de iones induce cambios en el potencial de la membrana, se mide como corriente. Forman poros acuosos (hidrofílicos) a través de la membrana (a diferencia de los transportadores).

Receptor acoplado a proteína G: Expone la unión a ligando hacia el espacio extracelular y el sitio de interacción a p g hacia el citosol Señalización vía proteína G-> Vía cAMP (se produce AMP cíclico) y Vía Ca+ o fosfatidil-inositol (se produce y libera Ca+) Vía proteína GTPasa trimérica (es el transductor y está compuesta por 3 subunidades: alfa, beta y gama) -> Alfa es la que une GTP, es decir es la GTPasa. Inactiva está unida a GDP Cuando llega la señal, el receptor GEF (del segmento citosólico) une a la proteína G y activa el intercambio de GDP por GTP, el receptor activado por unión con el ligando induce el cambio de nucleótido de guanina. La proteína activa se separa, y alfa toma un camino diferente de Beta y Gama. Cada una de las subunidades puede ir a activar una proteína, alfa generalmente va a activar la proteína efectora blanco de la GTPasa uniéndose a la proteína blanco e induciendo hidrolisis de GTP y cuando queda unida GDP se unen nuevamente Beta y Gama quedando activa la proteína efectora. Se introducen la proteína GAP (cualquier proteína que induce la actividad GTPasa - hidrolisis), la proteína efectora que une a la subunidad alfa es la GAP.

GEF -> factor intercambiador de nucleótidos de guanina (cualquier proteína que induzca el cambio de GDP por GTP) -> receptor activo de la proteína G. - El receptor activa la proteína G y el efector inhibe a G por contacto Proteína G: Interruptor molecular Vía del AMP cíclico: Efectora de este ciclo es la enzima transmembrana adenilato ciclasa que mediante ATP produce un AMP cíclico, y tiene subdominios catalíticos orientados hacia el citosol (donde hay más ATP). El AMPc se produce en gran cantidad y el aumento es rápido producto de la activación del receptor, y Fx como un segundo mensajero (amplificador de señal), cuando se alcanza el pick la enzima fosfodiesterasa rompe el enlace fosfodiéster entre el P 5’ y R 3’ formando AMP, cortando la señal enviada. PKA (Proteína quinasa A) -> se activa en presencia de cAMP y en su ausencia se encuentra como tetrámero, tiene dos subunidades catalíticas que unen el AMPc y dos subunidades reguladoras que son unidades activas de la quinasa, cuando están unidas las subunidades -> PK esta inactiva.
Enzima Adenilato ciclasa: ATP -> AMPc
Enzima Fosfodiesterasa de cAMP: AMPc -> ATP PK activa -> tiene células blancos específicas y muy variadas-> puede generar respuesta rápida transitoria (Ej. Activar enzimas degradadoras de glicógeno en presencia de adrenalina en musculo esquelético) o respuesta lenta prolongada (Ej. Activar factores de transcripción que permiten la expresión de hormonas tiroideas por la señal THS)

● Regulación del metabolismo por PKA -> R por PKA Ej. Regulación de la transcripción por PKA -> puede fosforilar a CRE (elemento de respuesta ante AMP cíclico) y CREB (Proteína de unión a CRE) Vía del Ca2+ o fosfolípido de inositol: Efectora es la fosfolipasa C. Una vez que el receptor se activa por la unión con su ligando, se activa la proteína G que activa a Fosfolipasa C, esta rompe fosfolípido de membrana: fosfatidil inositol BiP -> PIP2, la fosfolipasa se rompe en dos partes y el DAG queda unida a membrana y el IP3 (es ligando de un canal de Ca2+) soluble viaja al RE, esta es un reservorio de Ca2+ intracelular y este es liberado cuando el IP3 se une al canal de Ca. El DAG une a la membrana la proteína PKC proteína quinasa C, y el Ca+ liberado del RE se une a esta para activarla.

2dos mensajeros: Ca2+, diacilglicerol DAG, IP-3. RESUMEN: Los receptores asociados con proteínas G responden a las señales extracelulares con la iniciación de cascadas de reacciones de señalización intracelular que alteran el comportamiento de la célula. Estos receptores activan un tipo de proteínas de unión a GTP triméricas (proteínas G). Estas proteínas funcionan como interruptores moleculares, transmiten la señal por un breve período y luego se desactivan por hidrólisis de GTP a GDP. Algunas proteínas G regulan directamente canales iónicos de la membrana. Otras activan la Adenilato ciclasa y aumentan la concentración de cAMP. Otras activan la PLC, que genera las moléculas mensajeras IP3 y diacilglicerol. El aumento de cAMP activa la PKA. El IP3 abre los canales iónicos del RE y libera un flujo de iones de Ca2+ libre hacia el citosol. El Ca2+ actúa como mensajero intracelular y altera la actividad de muchas proteínas. El Ca2+ y el diacilglicerol combinados activan la PKC. La PKA y la PKC fosforilan residuos de serina y treonina en proteína blanco seleccionadas y alteran la actividad de estas proteínas. Los distintos tipos celulares contienen distintos grupos de proteínas blanco y son afectadas de manera diferente. En general la estimulación de los receptores asociados con proteínas G producen respuestas celulares rápidas y reversibles. RECEPTORES DE SUPERFICIE CON ACTIVIDAD ENZIMATICA O ASOCIADOS CON ENZIMAS (26-octubre) Hay 6 clases de receptores acoplados a enzimas: ‣receptor tirosina quinasa -> receptores para factores de crecimiento, diferencias, estimulantes de via celular ‣receptor asociado a tirosina quinasa ‣receptor serina/treonina quinasa ‣receptor asociado a histidina quinasa •receptor guanilato ciclasa -> enzimas hacen GMPciclico
receptor-like tirosina fosfatasa Receptores de superficie: RTK (receptores tirosina quinasa): proteína atraviesa una sola vez la -> membrana, cuando esta inactivo el receptor se encuentra como monómero y cuando se activan se dimerizan y se fosforilan entre ellos en el Aa tirosina, el receptor tiene un dominio tirosina quinasa que le permite fosforilarse en el lado citosólico. Ligandos: son solubles. Llegan disueltos en agua y entran en contacto con los receptores. Ej. FGF receptora -> correceptor proteoglican (proteína de membrana) mantienen la molécula señal en contacto con el receptor Receptores con actividad tirosina quinasa : tiene en el dominio citosólico la región que da la actividad -> TK para fosforilarse o fosforilar a otras. A nivel extracelular presentan distintos tipos de dominios proteicos, otorgan diferentes Fx a ese receptor. Fosfotirosinas (tirosinas fosforiladas por el receptor) son las que transducen la señal, la presencia de la TF en el dominio citosólico es reconocida por proteínas señalizadoras, que reconocen distintas tirosinas, que transmiten la señal. El receptor tiene diferentes tirosinas que se activan al fosforilarse y se reconocen tanto la fosfotirosina como los aa que hay su

ej. Que al final de la ruta van a llegar a las mismas proteínas diana o reguladoras de expresión génica. ● Algunas proteínas de señalización sirven para integrar las señales recibidas -> se cruzan las respuestas producidas y se fusionan Resumen:

Existen 3 tipos principales de receptores de superficie: 1) asociados a canales iónicos, 2) asociados con proteína G y 3) asociados con enzimas.
Muchos receptores asociados con enzimas tienen dominios proteicos intracelulares que actúan como enzimas; la mayoría son receptores tirosinquinasa (RTK) que fosforilan tirosinas en proteínas intracelulares seleccionadas.
Los RTK activados gatillan el ensamblaje de un complejo señalizador intracelular. Una parte de este complejo activa a Ras, una pequeña proteína de unión a GTP que activa una cascada de proteínas quinasas que transmiten la señal hacia el núcleo.
Las mutaciones que estimulan la proliferación celular porque determinan que Ras permanezca activo constantemente constituyen una característica común de muchos cánceres.
Algunos receptores asociados con enzimas activan una vía directa hacia el núcleo. En lugar de activar cascadas de señalización, activan proteínas reguladoras de la expresión génica sobre la membrana plasmática.
Las distintas vías de señalización interactúan y esto permite que las células produzcan la respuesta adecuada a una compleja combinación de señales.
Apoptosis se puede generar por: No recibir señales adecuadas, autofagia de organelos, daño en el DNA, etc. Una célula tumoral bloquea la apoptosis, aunque el sistema este fallando

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