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SEÑALIZACIÓN CELULAR
- Procesos celulares mediados por señalización
- Regulación del metabolismo.
- Proliferación celular.
- Diferenciación.
- (^) Apoptosis.
- Ciclo celular.
- Sinapsis
- Excitación – contracción.
- Tipos de señalización célula- célula
- (^) Paracrina: Tejido-Moléculas liberadas por una célula actúa localmente sobre células vecinas.
- Sináptica: Neuronas – Neurotransmisores.
- Endocrina: Órgano – Molécula señalizadora – Hormonas. Se transportan a través del sistema circulatorio y actúan sobre células alejadas.
- Autocrina: Algunas células responden frente a señales o a una molécula señal que producen ellas mismas.
- Comunicación intracelular
- Retrógrada: Los mecanismos de coordinación incluyen señales desde los organelos al núcleo.
- Anterógrada: Desde el núcleo a los organelos.
- Pasos para la señalización
- Síntesis o liberación de molécula mensajera.
- Transporte de la molécula mensajera a la célula Diana.
- Interacción receptor-ligando.
- Respuesta específica.
- Eliminación de la señal.
- Tipos de receptores de membrana plasmática
- Receptores de superficie celular: Citoplasmáticos- Hidrofílica.
- Receptores intracelulares: Nucleares- Hidrofóbica.
- Especificidad: Discriminar señales.
- Saturables: Número de receptores es finito y cuantificable.
- Alta Afinidad: Formación complejo L-R
- Tipos de receptores
- Ionotrópicos: Se activan cuando un mensajero interactúa con él, cambia la conformación del receptor y abre canales iónicos. Ej: Acetilcolina.
- Metabotrópicos: Se activan cuando un mensajero interactúa causando una cascada de reacciones que generan segundos mensajeros. Ej: Fosforilación- defosforilación.
- Sin actividad efectora intrínseca: Acoplados a proteínas G.
- Con actividad efectora intrínseca: GRF (Tirosin-quinasa), Serina/Tirosina quinasa, tirosina fosfatasa.
- Tipos de moléculas señalizadores
- Hormonas esteroideas:
✓ Sintetizadas a partir de colesterol
✓ Sexuales: Testosterona, estrógeno, progesterona.
✓ Corticosteroides: Glucocorticoides -> Estimulan producción de glucosa.
✓ Mineralcorticoides: Riñon ->Equilibrio salino e hídrico.
✓ Hormona Tiroidea: Sintetizada a partir de tirosina, es importante en el desarrollo y regulación del metabolismo.
✓ Vitamina D3: Regula metabolismo de Calcio y crecimiento óseo.
✓ Ácido retinoico: Sintetizada a partir de Vitamina A importante desarrollo vertebrados.
✓ Carácter hidrofóbico penetran en la célula por difusión a través de la membrana.
✓ Se unen a receptores intracelulares – Superfamilia receptores esteroides.
✓ Receptores esteroides: Son factores de transcripción con dominios similares para la unión al ligando ADN para su
activación transcripcional.
✓ La unión al ligando regula su función como activadores o represores génicos.
- Óxido Nítrico y monóxido de carbono
✓ Molécula señalizadora paracrina.
✓ Fundamental en el sistema nervioso, inmune y circulatorio.
✓ Difunde a través de membrana.
✓ Sintetizada por el Óxido Nítrico Sintasa.
✓ Estimula Guanilato ciclasa.
✓ Asociado a producción de GMPc.
✓ Difunden a través del espacio sináptico.
✓ Se unen con receptores de superficie.
✓ Son hidrofílicas (No difunden por membrana).
✓ Muchos de sus receptores son canales iónicos.
✓ Glándulas suprarrenales – hidrolisis glucógeno.
- Hormonas peptídicas y factores de crecimiento
✓ Hidrofílicos.
✓ Unión a receptores de superficie.
✓ Fuente de patologías como cáncer.
- R. asociados a otras actividades enzimáticas
VÍAS DE TRANSDUCCIÓN INTRACELULAR DE SEÑALES
Una cascada de reacciones transmite la señal desde la superficie celular hasta diversas células dianas intracelulares.
Transmite la señal hacia lugares posteriores en el interior de la célula, propagando y amplificando la señal indicada por la unión de ligando.
Los mecanismos de señalización intracelular conectan la superficie celular con el núcleo, dando lugar a variaciones en la expresión génica como respuesta a estímulos extracelulares.
La expresión génica es el proceso donde se transforma la información codificada por los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su desarrollo, funcionamiento y reproducción con otros organismos.
VÍA AMPc
- El AMPc se sintetiza a partir de ATP por la adenilato ciclasa y es degradado a AMP por la AMPc fosfodiesterasa.
-La señalización intracelular fue estudiada por la hormona epinefrina la cual causa la hidrólisis del glucógeno a glucosa.
-En 1958, Earl Sutherland descubrió que la acción de la epinefrina era mediada por un aumento de la concentración intracelular de AMPc, lo que llevo a que se considere segundo mensajero de la señalización hormonal (siendo la hormona la primera).
-La mayoría de los efectos del AMPc son mediados por proteínas quinasa A. Para su activación, está compuesta de dos subunidades catalíticas y reguladoras, el AMPc se une a las reguladoras esto hace que se disocien y se activen las catalíticas que son capaces de fosforilar residuos de serinas de sus proteínas diana.
-La proteína quinasa A fosforila a la glucógeno sintasa y a la fosforilasa quinasa. Esta fosforilación inhibe a la glucógeno sintasa (que cataliza la síntesis de glucógeno), mientras que activa la fosforilasa quinasa. Entonces, la fosforilasa quinasa fosforila y activa la glucógenos fosforilasa , que cataliza la rotura del glucógeno a glucosa-1-P.
-La subunidad catalítica libre de la proteína quinasa A se translocan al núcleo y fosforila al factor de transcripción CREB (proteína de unión al CRE) , lo que conduce al reclutamiento de coactivadores y expresión de los genes inducidos por AMPc. Importancia para la proliferación, supervivencia y diferenciación.
VÍA GMPc
- El GMPc se sintetiza a partir del GTP por la guanilato ciclasa y es degradado por GMP por una fosfodiesterasa.
- En el ojo de los vertebrados es donde se ve mejor la acción del GMPc responsable de convertir las señales visuales recibidas en forma de luz en impulsos nerviosos.
- Rodopsina es un receptor asociado a proteínas G ubicado en el baston de la retina. Es activado por la absorción de la luz asociado a 11-cis-retinal hace que haya un cambio.
- (^) Luego activa a la transducina , subunidad alfa activa la GMPc fosfodiestersa y se convierte a GMP.
FOSFOLÍPIDOS Y CA
- Las dos vías de señalización intracelulares se basan en la utilización de segundos mensajeros derivados de fosfatidil inositol 4,5 bifosfato (componente membrana).
- Diversidad de hormonas y factores de crecimiento inducen la hidrolisis de PIP2 por la fosfolipasa.
- El diacilglicerol y el IP3 ( inositol 1,4,5-trifosfato ) activan las vías de señalización a la proteína quinasa C y la movilización de Ca.
- El IP3 formado por la hidrolisis del PIP2 se une a receptores que son canales de Ca regulados por ligando en la membrana del retículo endoplasmático. La apertura de estos canales permite la salida de Ca del retículo al citosol.
- La calmodulina es una proteína con forma de mancuerna, con cuatro sitios de unión al Ca. El complejo activo se une a diversas proteínas diana, incluyendo a proteína quinasas dependientes de esta.
CICLO CELULAR
- Theodor Schleiden y Jacob Schwan.
- INTERFASE: Crecimiento Durante la interfase la célula duplica:
•Su ADN
•Todos los componentes celulares
- DIVISIÓN O FASE M: Se producen dos células hijas
•Segregación del material genético
•División del citoplasma
Cofactores, vm corta, llaves de control del ciclo, universales en las celulas eucariotas
-Grupo G1: D1, D2, D3 y E (en G1 y paso G1-S)
- Grupo A: (en S y paso G2-M)
- Grupo B: B1 y B2 (entrar y salir de M)
- Grupos C, F, G, H
- Kinasas dependientes de ciclinas
-CDK1 (CDC2): se puede asociar a ciclina A o B.
-CDK2: se asocia a ciclina D y A.
-CDK4 y CDK6: se asocia a D1, D2 y D3 (los complejos fosforilan Rb).
- Inhibidores de Kinasas dependientes de ciclinas
-Poco selectivas: p21, p27, p
-Especificas de ciclinas D-CDK4/6: p15, p16, p18, p
- Cada célula debe recibir
- Un juego completo de genes (2n).
- Un par de centriolos (animales).
- Algunas mitocondrias (cloroplastos en vegetales).
- Algunos ribosomas, una porción de retículo endoplásmico y otros organelos.
- Fase G
C orresponde al intervalo entre la mitosis y el comienzo de la replicación del DNA, en esté período la célula es metabólicamente activa y está creciendo.
- Inicia a partir de la citocinesis de la división anterior.
- Acumulación del ATP e incremento del tamaño celular.
- Gran actividad metabólica: Síntesis de diversas proteínas.
- Actividades celulares de: secreción, conducción, endocitosis.
G1: En este punto la célula comprueba:
•Tamaño-masa •Integridad ADN •Requiere de factores de crecimiento. Es el control principal de la proliferación
El material genético se duplica, la célula se divide en 2, y cada célula hija recibe una copia completa del material genético. Ej. Las células somáticas (diploides)
El material genético se duplica, pero la célula sufre 2 divisiones, generando 4 células hijas, cada una recibe la mitad del material genético. Estas células son los gametos sexuales. (haploides)
La profase es la fase más larga de la mitosis. En ella hay cambios en el núcleo y el citoplasma:
Las modificaciones en el núcleo – observaron si inicialmente una hinchazón nuclear. Esto es porque el agua da el citoplasma al núcleo. Este hecho hace que el citoplasma se vuelve más densa. Al principio de la profase cada cromosoma aparece que consta de dos hebras llamadas cromátidas, unidas por el centrómero. Como la profase progresa, los cromosomas se hacen más cortos y aumentan su espesor. Es la espiralización cromosómica.
Mientras que los cromosomas se condensan, el nucleolo comienza a ser menos evidente, desapareciendo al final de la profase. La desaparición del nucléolo está relacionado con el hecho de la terminación de la síntesis de ARN en los cromosomas. Al ser un local intensa nucleolar síntesis de ARN r, con este cromosoma síntesis condensación cesa y el nucléolo desaparece.
Modificación del citoplasma – el citoplasma existe duplicación de centriolos. Después de doblar hacia arriba, migran hacia los polos de la célula. Después de llegar a los polos están rodeados por fibras que constituyen el Aster. Entre los centríolos que han fracasado, aparecen la fibras del huso mitótico. Se producen dos tipos de fibras: las fibras continuas, que van desde la centriolos y centriolos cromosómico o cinetocóricas, que sólo vendrá en prometafase.
Prometafase – Fases de la mitosis
El prometafase comienza con la desintegración de la membrana nuclear. Cuando esto sucede, los cromosomas caen en el citoplasma y se dirigen a la región ecuatorial de la célula, donde van a mantener las fibras del huso a través del centrómero.
Metafase – Fases de la mitosis
En metafase los cromosomas unidos al husillo por el centrómero , se encuentran en el plano ecuatorial de la célula que forma la denominada placa metafásica o ecuatorial.
En esta fase, los cromosomas permanecer de pie durante mucho tiempo. Mientras tanto, en el citoplasma, existe una intensa movimiento de las partículas y orgánulos, que se dirigen igualmente a los polos opuestos de la célula.
Anafase – Fases de la mitosis
La anafase se inicia en el momento en que el centrómetro de cada cromosoma duplicado se divide longitudinalmente, separando los cromátidos unidos. Así que cuando se separan, pasan a ser llamados cromosomas hermanos, y se colocan en los polos opuestos de la célula, orientados por las fibras.
Cuando los cromosomas hermanos llegan a los polos de la célula termina la anafase. Por lo tanto, cada polo se da el mismo material cromosómico, ya que cada hermano cromosoma tiene la misma información genética.
Telofase – Fases de la mitosis
Telofase es la última de las fases de la mitosis. Es casi lo contrario de lo que sucedió en la profase y principios prometafase: la membrana nuclear se reorganiza, los cromosomas se descondensan, las fibras del cinetocoro y cimetocóricas desaparecen y el nucléolo se reorganiza (con descondensación de cromosomas se inicia la síntesis de ARN y por lo tanto el núcleo reaparece). Los dos núcleos adquieren al final de la telofase el mismo aspecto de un núcleo en interfase.
APOPTOSIS
-Desarrollo y renovación celular normal
- Eliminación celular selectiva
- Ejemplo
- Reabsorción de la cola del renacuajo
- Formación de los órganos reproductivos
- Remoción del tejido interdigital, en la Formación de los dedos.
- Características
- Deshidratación celular.
- Condensación de la cromatina nuclear.
- El DNA en la cromatina condensada presenta hipercromasia.
- La envoltura nuclear se desintegra.
- Fragmentación nuclear
- Eliminación selectiva
- Células con daño al ADN que no puede ser reparado
- Linfocitos T citotóxicos activados
- Células auto – reactivas del sistema inmune
- Células infectadas.
- Señales
- Señales positivas (Inhiben apoptosis)
- Señales negativas (Promueven apoptosis)
Se inicia apoptosis por:
- Eliminación de señales positivas (necesarias para la supervivencia continua)
- La implementación de señales negativas
- Procesos apoptóticos
Desarrollo embrionario, Homeostasis Celular , Inmunología , Enfermedades Virales, Enfermedades neurodegenerativas.
- Inducción - Deprivacion de factores de crecimiento - Hipoxia Pérdida de adhesión - Activación de receptores de muerte - Radiación - Inducción química
- Moduladores
- FADD
- TRADD
- FLIP
- Bcl-
- Citochromo c
- p
