EXAMEN DE BIOLOGIA CELULAR (11)

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Transducción de señales
1.- Un teléfono convierte una señal
eléctrica en una señal sonora.
2.- Una célula convierte una señal extracelular
en una señal o efecto intracelular
A que nos referimos con “transducción de señales”?
Para qué sirven?
Aseguran que se lleve a cabo una determinada acción sólo
cuando la información emitida por el entorno así lo indica.
Ejemplos (y errores):
•Proliferación celular (Cáncer)
•Diferenciación celular (Desórdenes del desarrollo)
•Respuesta inmune (Desórdenes autoinmunes)
•Balance metabolico (Diabetes)
Intercelular
Intracelular
External
Tipos de Comunicación intercelular: local
Señal Autócrina
Señal y blanco en
la misma célula
Ejemplo:
Factores de Crecimiento (Cancer)
Señal Parácrina
Célula señal Célula blanco
Ejemplo:
Tromboxanos (Coagulación)
Señal Yuxtácrina (o dependiente de contacto)
Señal unida a mebrana de
célula señalizadora
Ejemplo:
Presentación de antigenos
en el sistema inmune
Célula señal Célula blanco
Ejemplo:
Sinapsis eléctricas (neuronas y miocitos)
Plasmodemos en plantas y hongos
Célula señal Célula blanco
Conexión citoplasmática directa
Tipos de Comunicación intercelular: local
Tipos de Comunicación: Comunicación a distancia
Señal Endócrina
Ejemplo:
-Hormonas tiroideas
-Insulina
Vaso sanguíneo
Las hormonas son liberadas al torrente
sanguíneo por células secretoras
Células blanco distantes
Tipos de Comunicación: Otros
Señal Intrácrina
Ejemplo:
-Angiotensina II
-Canales iónicos activados por Ca2+
Sinapsis nerviosa
Cascada de transducción de señales
Señal
Receptor
Segundo
mensajero
Transductor
Efector
¿Quiénes actúan como señal?
•Iones (Ca+2, Na+), proteínas y péptidos, hormonas, glicolípidos, fosfolípidos,
aminoácidos, gases (NO, CO), señales físicas y mecánicas (luz, movimiento), etc.
Moléculas lipofílicas pequeñas
que interaccionan con
receptores intracelulares
(Esteroides).
Moleculas lipofílicas que
interactuan con receptores de
membrana (prostaglandina).
Moleculas hidrofílicas que
interactuan con receptores de
membrana (insulina, adrenalita).
Tipos
Características de las señales
(1). Toda señal debe ser detectada, decodificada, amplificada e integrada por
la célula blanco.
(2). Toda señal debe ser rápidamente destruida (degradación enzimática,
recaptación, difusión, insensibilización, etc.).
(3). Una misma señal puede provocar respuestas diferentes en distintos tipos
celulares.
Características de las señales
(1). Toda señal debe ser detectada, decodificada, amplificada e integrada por
la célula blanco.
(2). Toda señal debe ser rápidamente destruida (degradación enzimática,
recaptación, difusión, insensibilización.
(3). Una misma señal puede provocar respuestas diferentes en distintos tipos
celulares.
(4). La respuesta de una célula depende de la combinación de señales que
recibe.
D
E
¿Cómo actúa un ligando?
Antagonista
competitivo
Angonista
competitivo
Angonista
potenciador
Antagonista
no competitivo
Receptores
Tipos de Receptores
De membraba Intracelulares
Receptores Intracelulares
Ej: receptor de cortisol. Ej: receptores de estrógenos.
Receptores de membrana
Asociados a
canales iónicos
Asociados a
enzimas
Asociados a
proteína G
EN CASA
Integrinas
Toll-like receptors
Receptores asociados a clivaje proteico
Ref: 1, 2 y 3
Receptores asociados a canales iónicos
(Na+, K+, Ca2+, Cl-, etc.)
(impulso nervioso) (neurotransmisores)
(Ca+2, cAMP) (sensado temperatura)
Receptores de membrana
Asociados a
canales iónicos
Asociados a
enzimas
Asociados a
proteína G
Receptores asociados a enzimas
1. Existen dos grandes divisiones: A) Receptores con dominio citoplasmatico asociados a
enzimas. B) Receptores con actividad enzimatica en su dominio citoplasmatico.
2. En el caso de (B) pueden tener actividad: Guanilato ciclasa, tirosina kinasa, tirosina
fosfoatasa, serina/treonina kinasa. En el caso de (A) son en su mayoria tirosina kinasas.
A) Receptores asociados a enzimas
(receptores de citoquinas)
B) Receptores con actividad enzimatica
(Receptores Tirosin kinasa)
B) Receptores con actividad enzimatica
(Receptores Tirosin kinasa)
B) Receptores con actividad enzimatica
(Receptores Tirosin kinasa)
B) Receptores con actividad enzimatica
(Receptores Tirosin kinasa)
B) Receptores con actividad enzimatica
(Receptores Tirosin kinasa)
EN CASA
Receptores con actividad guanililciclasa
Ref: 4
Receptores de membrana
Asociados a
canales iónicos
Asociados a
enzimas
Asociados a
proteína G
Receptores asociados a preteína G (GPCR)
1. La familia más grande de receptores (solo en humanos hay más de 800 tipos de GPCRs).
2. Son el blanco de ~50% de las drogas medicinales modernas.
3. Hay al menos 20 Proteínas Gα distintas
Como se dispara la señalización mediada por GPCR
Tres grandes tipos de GPCR
Los que regulan Adenil Ciclasas
Tres grandes tipos de GPCR
Los que regulan Fosfolipasa C
Tres grandes tipos de GPCR
Los que regulan canales iónicos
Cascada de señalización
Segundos mensajeros
y por supuesto el Ca+2
EN CASA
cGMP como segundo mensajero
Señalisación por Oxido Nitrico
Ref: 4 y 5
El AMP ciclico como segundo mensajero
Subunidad
regulatoria Subunidad
catalitica
El IP3 y DAG como segundos mensajeros
Las kinasas como eslavon en la cascada
Velocidad de los procesos de señalización
Amplificación de la señal
Por último la señal se tiene que apagar
1. Cómo sensan la luz los ojos y las plantas?
2. Y los sonidos?
1. Cómo funciona el tacto?
Algunas preguntas para pensar en casa
4. Como actuan las siguientes drogas de abuso en
el organismo? Y sobre que tipo de reseptores y
como generan dependencia?
• Tetrahydrocannabinol (Marihuana)
• LSD
• Metanfetamina
• Cocaina
• Nicotina
• Morfina/Heroina
Referencias
1. Hehlgans S, Haase M, Cordes N (2007). "Signalling via integrins: implications for cell
survival and anticancer strategies". Bioch et Biophys Acta 1775 (1): 163–80.
1. O'Neill LA, Golenbock D, Bowie AG. (2013) “The history of Toll-like receptors - redefining
innate immunity”. Nat Rev Immunol. 13:453-60.
2. Soh U, Dores M, Chen B, Trejo J (2010) “Signal transduction by protease-activated
receptors”. Br J Pharmacol. 160: 191–203
3. Francis SH, Corbin JD (20014). "Cyclic nucleotide-dependent protein kinases: intracellular
receptors for cAMP and cGMP action". Crit Rev Clin Lab Sci 36 (4): 275–328.
4. Garthwaite J and Boulton CL (2009) “Nitric Oxide Signaling in the Central Nervous
System” Ann. Rev. Physiology. 57: 683-706
REFERENCIAS GENERALES
1. Alberts B, et al., (2010) Biología Molecular de la Célula (5ª ed) ISBN 9788428215077
2. Lodish H, et al., (2016) Biología Celular y Molecular (7ª ed) ISBN 9789500606264