Comunicación intercelular

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COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS
Receptores Ionotrópicos y Receptores Metabolotrópicos 7 TMS asociados a Proteínas G
Clasificación de Receptores:
-RECEPTORES DE MEMBRANA CELULAR:(dominio extracelular, transmembrana e intracelular)
Receptores ionotrópicos o asociados a canales iónicos.
Receptores metabolotrópicos o que amplifican la señal.
7TMS asociados a proteínas G. (Gs, Gq, Gi)
Receptores con actividad enzimática intrínseca: tirosin kinasa y guanilato ciclasa.
Receptores asociados a enzimas intracelulares: JAK-STAT.
-RECEPTORES INTRACELULARES: (proteínas solubles)
Citoplasmáticos 
Nucleares
Canales iónicos
1- Canales iónicos operados por voltaje 
2-Canales iónicos operados por ligandos
La excitabilidad de las células sensoriales, neuronas y miocitos depende de los canales iónicos regulados, para el movimiento de iones a través de las membranas en respuesta a diversos estímulos.
 Los canales iónicos pueden estar abiertos o cerrados según si el receptor ha sido activado por la unión de un ligando específico (Ej: neurotransmisor) o por un cambio en el potencial eléctrico transmembrana.
Canales iónicos operados por ligando
Receptores ionotrópicos 
Son canales iónicos donde su apertura y cierre depende de la interacción de un mensajero químico (por ej. un neurotransmisor) con su receptor específico que está presente en el canal. 
Receptores ionotrópicos
CARACTERÍSTICAS:
Los receptores forman parte de un canal.
La interacción con el ligando produce un cambio conformacional en la estructura del receptor permitiendo el flujo transitorio de un ion a favor de gradiente.
La respuesta pueden ser excitatoria conduciendo despolarización de la membrana, o inhibitoria originando una hiperpolarización de la membrana celular.
Receptores metabolotrópicos 7 TMS asociados a proteínas G
CARACTERÍSTICAS:
La proteína receptora presenta siete dominios transmembrana (7TMS) es un único polipéptido que atraviesa siete veces la membrana plasmática.
 La unión del ligando activa indirectamente (a través de proteínas traductoras) a proteínas amplificadora, que son enzimas (que sintetizan segundos mensajeros intracelulares). 
Las proteínas traductoras que participan de este mecanismo son las proteínas heterotriméricas de unión a GTP llamadas proteínas G. 
Amplificadora
Receptor 7 TMS-Estructura
Los receptores asociados a proteína G poseen una estructura de siete dominios hélices α transmembrana (H1 a H7), cuatro segmentos extracelulares y cuatro segmentos citosólicos. 
El segmento C-terminal, el tercer bucle citosólico (C3) y, a veces, también el segundo (C4) están implicados en la interacción con la proteína G. 
Proteínas G o traductora de la señal 
Las proteínas G son una familia de proteínas caracterizadas por la fijación de GTP y su posterior hidrólisis a GDP durante su ciclo funcional. 
Actúan como interruptores biológicos mediante la transducción de señales. 
Debido a su estructura molecular, las proteínas G se clasifican en: 
Heterotriméricas: constituidas por tres subunidades distintas, denominadas α, β y γ. Se trata de proteínas ancladas a membrana, aunque no integrales en la membrana. 
Monoméricas: con una única subunidad, libres en el citosol y nucleoplasma 
Distintos tipos de proteínas G
Gs
Gq
Gi
Gt
Golf
Go
Mecanismo:
El receptor (celeste) se encuentra en estado de reposo. La proteína G se encuentra con todas sus subunidades asociadas y con GDP asociado a la subunidad Gα (inactiva). 
La unión de la hormona induce un cambio conformacional en el receptor, que se activa. 
El receptor activado se une a la subunidad G βγ. 
Como consecuencia de dicha interacción, Gα cambia su conformación, se disocia el GDP y se une GTP, por lo que la proteína se encuentra activa. 
Gα con GTP se desplaza separándose del resto de subunidades y va a interaccionar con su efector que al activarse realiza una actividad catalítica. 
La hidrólisis de GTP a GDP (por la actividad GTPasa intrínseca) causa la disociación de Gα del efector y la reasociación con las subunidades Gβγ. Todo el sistema vuelve a su estado de reposo, inactivo. 
Receptores 7 TMS asociados a proteínas Gs y Gi
IMPORTANTE: La separación del heterotrímero es transitoria, la subunidad α posee actividad de GTPasa intrínseca y una vez que esto ocurre, se reasocian las subunidades y se reconstituye la proteína G inactiva.
Adenilciclasa
Propagación intracelular y amplificación de la señal 
El AMPc interacciona con la enzima Proteinquinasa dependiente de AMPc (PKA). 
El AMPc ser inactivado por enzimas llamadas fosfodiesterasas (PDE), que la hidrolizan dando como producto AMP lineal. La PDE es estimulada por iones calcio, la insulina e inhibida por un grupo de moléculas naturales, las xantinas (ej. cafeína, teofilina). 
Si disminuye el AMPc se libera la unión a la subunidad reguladora de la PKA y se recombina con las subunidades catalíticas llevando a la enzima nuevamente a un estado inactivo.
Activación de PKA (Proteín kinasa dependiente de AMPc)
FORMA ACTIVA DE LA PKA
PKA produce fosforilación de proteínas en residuos de serina y treonina: 
-enzimas: regulación covalente de enzimas.
-canales iónicos de membrana; regulación de la apertura de canales. 
-proteína CREB(factor de transcripción): regulación de la transcripción de genes.
Receptores metabolotrópicos
Ligandos de receptores 7 TMS asociados a proteínas G:
A través de proteína Gs: Glucagón, adrenalina (receptores β-adrenérgicos), adenocorticotrofina (ACTH), hormona folículo estimulante (FSH), hormona luteinizante (LH). 
A través de proteína Gi: adrenalina (receptores α2-adrenérgicos) 
Receptores 7 TMS asociada a proteínas Gq
IMPORTANTE: La separación del heterotrímero es transitoria, la subunidad α posee actividad de GTPasa intrínseca y una vez que esto ocurre, se reasocian las subunidades y se reconstituye la proteína G inactiva.
Fosfolipasa C
PIP2: Fosfoinositol di fosfato
DAG: Diacilglicérido
IP3: Inositol trifosfato
IP2: Inositol difosfato
Ligandos de receptores 7 TMS asociados a proteínas Gq: Factor liberador de hormona luteinizante (LHRH), factor liberador de tirotrofina (TRH), adrenalina (receptores α1-adrenérgicos), Paratormona (PTH), vasopresina, tromboxano A2, serotonina, colecistoquinina. 
 
 
Efectores de las proteínas G 
Clase 
de 
Proteína 
G 
Efector asociado Segundo mensajero Ejemplo de receptores 
G
s
α Adenilato ciclasa AMPc β-adrenérgico, glucagón, 
serotonina, vasopresina 
G
i
α 
Adenilato ciclasa, canal 
K
+
 
 AMPc, K
+
 α
2
-adrenérgico, acetilcolina 
(muscarínico) 
G
olf
α 
 Adenilato ciclasa AMPc Olfatorios 
G
q
α 
 Fosfolipasa C IP
3
, IP
3
, DAG 
α
1
-adrenérgico, 
G
o
α 
 Fosfolipasa C IP
3
, DAG Acetilcolina 
G
t
α 
GMPc fosfodiesterasa GMPc Rodopsina