Biologia Comunicacion celular

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SEÑALIZACION CELULAR I
Generalidades: Señalización celular por canales iónicos.
Señalización vía receptores de superficie celular asociados a
proteínas G. Mecanismos moleculares
1.- Un teléfono convierte una señal 
eléctrica en una señal sonora.
2.- Una célula blanco convierte una señal 
extracelular (molécula A) en una señal 
intracelular (molécula B).
COMUNICACIÓN CELULAR
Una persona emite un mensaje (sonido 
gesto, mirada, etc) que llega a la persona 
receptora (recibido a través de oído vista 
tacto, etc) que lo interpreta y actúa en 
consecuencia
• Es el proceso por el cual una célula emisora porta o 
envía moléculas mensajeras que interacciona con 
una proteína receptora en la célula diana y provoca 
una respuesta
• El desencadenante en cada sistema de señalización 
es diferente, pero presentan características 
comunes y constan de seis pasos: Emisión-
Liberación-Transporte-Recepción-Respuesta -
Finalización
COMUNICACIÓN CELULAR
A. S. AUTOCRINA:
Celula señalizadora y célula diana del mismo tipo
- CELULAS EMBRIONARIAS: 
liberan sustancia que refuerzan 
su desarrollo.
- CELULAS DIFERENCIADAS.
Fosfolípido acido Eicosanoide: Tromboxano Contracción
Araquidónico músculo liso
FLC
1. COMUNICACION LOCAL
I. FORMAS DE COMUNICACIÓN 
- CELULAS T
- CELULAS CANCEROSAS
Estimulan su propia supervivencia y proliferación
b) S. PARACRINA: 
Célula señalizadora y célula diana 
son diferentes
Molécula señal: No difunde lejos 
- Metabolizadas x enzima extracelulares
- Inmovilizadas (PG, Heparan sulfato, Proteínas 
antagonistas)
c) S. YUXTACRINA O 
DEPENDIENTE DE CONTACTO:
En células: Desarrollo 
Respuestas inmunes
- control del crecimiento celular 
- reconocimiento del sistema 
inmune
d)S. MEDIANTE DE UNIONES TIPO GAP
Permite coordinar actividades entre células 
vecinas, mediante el intercambio de pequeñas 
moléculas: Segundos mensajeros: AMPc
Ca++
2. COMUNICACIÓN A DISTANCIA
a)S. ENDOCRINA
Las moléculas mensajeras son 
secretadas por células endocrinas 
especializadas y se transportan a 
través de la circulación, actuando 
sobre células dianas distribuidas por 
todo el cuerpo
b)NEURONAL O SINAPTICA
c. SECRECIÓN 
NEUROENDOCRINA
CONTRASTE ENTRE SEÑALIZACION ENDOCRINA Y 
SINAPTICA
Diferencias
Velocidad: lenta/rápida
Duración: h.d / miliseg
CC. De acción: baja /alta
Afinidad de ligando-R: alta/baja
Precisión: baja / Alta
II. ELEMENTOS
1. Moléculas señal extracelulares
2. Sistema de proteínas que 
permiten responder a señales
Proteínas receptoras
Proteínas Señalizadoras 
intracelulares
Proteínas diana
3. Respuesta celular
Se mantiene viva o muere
Se diferencia
Se multiplica
Degrada o sintetiza sustancias
Secreta o Incorpora sustancias
Se moviliza / se contrae
Conduce estímulos
1. MOLECULAS SEÑAL
• Hidrofílicos:
• Se elimina o 
degradan en minutos
después de entrar a 
la sangre
• Median respuesta de 
duración corta
Ejm. Insulina. FC, glucagón, 
adrenalina,etc
• Hidrofóbicos
• Permanecen 
horas (esteroideas) 
días (tiroideas)
• Median respuesta mas 
duraderas 
Ejm:HormonasTiroideas, 
esteroides retinoides y vit D
De acuerdo a su solubilidad, pueden ser:
Moléculas señal Hidrofóbicas
G. Suprarrenal
Reg producción 
de glucosas y 
balance sales y 
agua – en el riñón
Regula el 
desarrollo y el 
metabolismo
Piel→hígado/Riñón 
Regula 
- Metabolismo del 
Ca++,→favorece 
absorción 
intestinal, reduce 
excreción en riñón
- Crecimiento óseo
Mediador 
local en el 
desarrollo de 
vertebrados
Testículos y 
ovarios
Caracteres y 
comportamiento 
sexuales 
secundarios
Hormonas Esteroideas
Proteína
Peptidos
Aminoacídicos
Nucleotidos
Esteroides
Retinoides
Derivados Ac. Grasos
Gases: Oxido nitrico
CO
Señales fisicas
Iones
Las moléculas señal extracelular también se clasifican de acuerdo a la 
naturaleza química, en:
a. Producen una respuesta específica
b. Son liberadas por exocitosis o por difusion a 
través de la membrana
c. Pueden estar expuestas al espacio extracelular 
pero dispuestas en la membrana
d. Actúan a diferentes distancias
e. Actúan en receptores intracelulares o 
receptores de membrana
CARACTERISTICAS DE LA MOLECULA SEÑAL
f. Actúan en forma combinada y ejercen 
respuestas diferentes
Diferentes moléculas señal 
extracelulares.→Existen distintos 
receptores en una misma célula.
Las señales al actuar en conjunto, 
pueden sumarse e inducir a 
respuestas mayores.
La presencia de una señal puede 
modificar las respuestas a otras 
señales.
En ausencia de señales la mayoría de 
las células están programadas para 
autodestruirse.
• Ejm Factor: concentración : 
h. Una molécula señal puede pueden inducir 
diferentes respuestas en células diana semejantes
Diferentes niveles de
•Número de receptores activados
•Nivel de proteínas activadas
•Patrón de expresión génica
g. Una molécula señal puede provocar respuestas 
diferentes en distintos tipos celulares
Factores que determinan la respuesta celular 
•PROTEINAS RECEPTORAS
• MAQUINARIA INTRACELULAR: Proteínas señalizadoras
Proteínas efectoras
EJEMPLO: ACETILCOLINA 
i. Moléculas señal diferentes pueden
inducir respuestas similares en células
diana diferentes
2. RECEPTORES
TIPOS
• De Membrana
• Intracelulares
✓Citoplasmáticos
Cortisol
✓Nucleares 
H. tiroideas, 
Retinoides
CARACTERISTICAS:
✓ ESPECIFICIDAD
✓ ADAPTACIÓN INDUCIDA
✓ SATURABILIDAD
✓ REVERSIBILIDAD 
TIPOS DE RECEPTORES
Moléculas señalizadoras
Hidrofílicas no difunden a través
de la membrana→Necesitan de un
receptor de superficie celular que
genera una señal intracelular en la
célula diana.
Moléculas señalizadoras
Hidrofóbica, difunden a través de 
la membrana - se unen a 
receptores intracelulares, 
nucleares o citoplasmaticos, son 
reguladoras de genes.
A. RECEPTORES INTRACELULARES
Al unirse el ligando, el complejo
L-R se transloca al núcelo y se une
al ADN.
Ej. Receptor del Cortisol
Complejo L-R se unen al ADN
Ej. Receptores de
- Estrogenos, andrógenos, H. 
tiroideas, Ac. Retinoico, VitD
A. RECEPTOR INTRACELULAR
Inactivación de genes
GRE: 5’ GGTACA(N)3 TGTTCT 3’ Glucocorticoides
3’ CCATGT(N)3 ACAAGA 5’
ERE: 5’ AGGTCA(N)3 TGACCT 3’ Estrógenos
3’ TCCAGT(N)3 ACTGGA 5’
VDRE : 5’AGGTCA(N)3 AGGTCA 3’ Vitamina D3
3’ TCCAGT(N)3 TCCAGT 5’
TRE: 5’TCAGGTCA(N)4 AGGTCA 3’ Hormona tiroidea
3’ AGTCCAGT(N)4 AGGTCA 3’
RARE: 5’ AGGTCA(N)5 AGGTCA 3’ Acido retinoico
3’ TCCAGT(N)5 TCCAGT 5’
B. RECEPTORES DE SUPERFICIE
•Presentes en células excitables
•Presentan varios dominios transmembrana y son 
homólogos entre si
•Activados por neurotransmisores
•Abren o cierran los canales iónicos en forma 
transitoria
a)
•Proteínas transmembrana multipaso (7 
dominios)
•A través de proteínas G activan:
-Enzimas o
-Canales iónicos
b)
Enzima/ 
canal iónico 
d) Receptores diversos: participan en
- Especialización celular
- renovación y reparación de los tejidos
• Proteínas de membrana de un solo paso
• Son heterogéneos
• > Proteínas kinasas o asociados a PK
c)
3. MOLECULAS SEÑALIZADORAS 
INTRACELULARES
A.Tipos:
a. PEQUEÑAS O SEGUNDOS MENSAJEROS
- Se producen en respuesta a la activación del receptor
- Se fijan y modifican el comportamiento de proteínas diana
ejemplo: AMPc, Ca++, IP3, DAG, etc.
b. GRAN TAMAÑO SON PROTEINAS SEÑALIZADORAS 
INTRACELULARES
- Activan proteínas señalizadoras o efectoras
- Generan medidores intracelulares
- De acuerdo a la función existen diferentes categoría
1. P. transmisora
2. Proteína agregación
3. P. transductora
4. P. amplificadora
5. P. integradora
6. P. Difusora 
7. P. de anclaje
8. P. reguladora
Tipos de Proteínas señalizadoras intracelulares
1
2
3
4
5
6
7
8
(detector de coincidencia)
B. Características de la moléculas 
señalizadoras intracelulares
a. Actúan como Interruptores Moleculares
•PQ (520): 
serina-treonina-
quinasaTirosina quinasa
(150)
i) ii)
iii) Uniéndose a: otras proteína
Mediadores pequeños (AMPc, Ca++)
Modificaciones covalente: ubiquitinación 
GTPasas trimérica
GTPasas monoméricas
Proteínas reguladoras
-Proteínas activadoras 
de GTPasas (GAP)
-Factor intercambiador 
de nucleótido de 
guanina (GEF)
b. Actúan en complejas combinaciones que la 
célula integra y genera una repuesta adecuada
b.1. Formas de integración de señales
Comportamiento celular complejo, supervivencia, crecimiento o 
proliferación celular: requieren de combinaciones específicas de 
señales → la célula integra→ respuesta
b.2. Forman complejos de moléculas señal 
intracelulares
b.2.1
SEÑAL→ RECEPTOR→ VIAS DE SEÑALIZACIÓN→COMPORTAMIENTO
CELULAR
Forma Movimiento metabolismo expresión
génicaComo se consigue 
respuestas específicas?
La proteína de agregación
Mantiene las proteínas 
señalizadoras 
Activación secuencial y 
selectiva 
Impide entrecruzamientos 
b.2.2
Se forman sitios de 
unión para proteína 
señalizadoras 
Los complejos transitorio se ensamblan alrededor del 
receptor después que éste ha sido activado por una 
señal
b.2.3
Permiten:
• Interacción de componentes a concentraciones elevadas
• Activación rápida y secuencial
• Eficiente y selectiva repuesta
• Impide entrecruzamientos con otras vías de señalización
C. Las moléculas señalizadoras intracelulares 
presentan dominios de interacción modulares:
Dominios de interacción:
✓Los dominios permiten el 
ensamblaje de los complejos 
proteicos
✓Secuencia peptidica corta 
conservadas
✓Reconocen 
✓Motivos proteicos
- Secuencias cortas 
- Modificación covalentes 
aa fosforilado
aa Ubiquitinizados
✓Dominio proteico
insulina
RESPUESTA CELULAR :
• Permanentes o duraderos: memoria celular
• Transitorios: moléculas inestables (recambios y 
borrado )
Rápidas Lentas 
✓Incremento del 
crecimiento 
✓División celular
✓Movimiento
✓Secreción
✓Metabolismo
Primarias Secundarias
MECANISMO DE REGULACION 
✓Regulan procesos 
químicos y físicos
✓Duración: 
- milisegundos-horas
✓Nivel de acción: 
intracelular/ secreción 
de señales 
extracelulares
Señal corta→Señal perdurable
Adaptación celular
MECANISMO DE DESENSIBILIZACION 
Regulacion de la señal o mecansmo de 
adaptación
Fosforilación 
o metilación
Ejm 
Rodopsina
Ejm Receptor 
del FCE
Arrestinas
1. SEÑALIZACION MEDIADA POR 
PROTEINAS INTRACELULARES
2. SEÑALIZACION MEDIADA POR 
RECEPTORES INTRACELULARES
3. SEÑALIZACION MEDIADA POR 
RECEPTORES DE SUPERFICIE
➢ CANALES IONICOS
➢ ASOCIADOS A PAROTEINA G
VIAS DE SEÑALIZACION
Desaminación
eNOS
eNOS
nNOS
iNOS
OXIDO NITRICO
Via Guanilato ciclasa
1. SEÑALIZACION POR MEDIADORES 
LOCALES
5-10 seg. Vida media
Angina: Dolor por el 
flujo inadecuado de 
sangre en el corazón
Nitroglicerina→ NO Relajación de arterias coronarias 
y aumento del flujo de sangre en 
el corazón.
Vía independiente de Guanilato ciclasa: proteínas intracelular activada por 
nitrosilación de -SH de cisteínas
CO: Guanilato ciclasa
GMPc
Fosfodiesterasa Viagra → vasodilatación
eNOS
GMP
2. SEÑALIZACION MEDIADA POR 
RECEPTORES INTRACELULARES
H. Esteroideas
Cortisol
Testosterona
H. tiroidea
3. SEÑALIZACION MEDIADA POR 
RECEPTORES DE SUPERFICIE
• Presente en la señalización sináptica
• Alteran la permeabilidad de la membrana
• Modifican la excitabilidad de m. 
postsinaptica
• Presentan varios dominios 
transmembrana
A. CANALES IÓNICOS
Na+
K+
Ca2+
Cl-
Etc.
B. RECEPTORES ASOCIADOS A PROTEINAS G
➢ Las moléculas señal pueden ser:
Proteína, NT, peptidos, derivados de aa
y ac. Grasos, fotones, químicos de olor, 
etc.
➢ Un molécula señal puede activar 
diferentes receptores
ADRENALINA → 9R
ACETILCOLINA→ 5R
SEROTONINA→ 14 R 
RODOPSINA
ESTRUCTURA DE RECEPTOR ASOCIADO A PROTEINA G (GPCR)
(GPCR= G protein coupled recptor)
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE PROTEÍNA G
GEF
Interactúa con:
✓Proteínas reguladoras de la
señalización de proteínas G (RGS),
ej. GAP
✓PROTEINAS efectoras:
•Enzimas: AC, PLC
•Canales iónicos
Familias de proteínas G 
Gi y Gs son dianas de diversas toxinas bacterianas
B1) GPCR: VÍA ADENILATO CICLASA
Proteína Diana 
Se une a proteínas de anclaje de 
la quinasas A (AKAP) →
Localización de la quinasa
Ancla el complejo enzimático a 
un determinado compartimento 
celular
RESPUESTA INMEDIATA
Célula cardiaca:
proteínas de anclaje de la quinasas A 
(AKAP) 
PKA Fosfodiesterasa de AMPC
ATPAMPc
Respuesta
Respuestas secundarias o a largo plazo
Activación de la transcripción de un
gen mediante el aumento de la
concentración de AMP cíclico
Gen de la Hormona somatostatina
Complejo: β
Directa= β une AC
Indirecta= β une a αs
PROTEINA Gs Y PROTEINA Gi
Algunas toxinas bacterianas modifican las proteínas G de manera 
irreversible
No Hidroliza GTP 
activo siempre
Toxina colera
Subunidad 
Unión de 
ADPribosa a Gs
ADPribosilado-Gs 
activa
Enterocito
proteínas 
membrana 
para flujo H2O 
y Cl-desde 
sangre a luz de 
intestino
Induce
Subunidad 
S1 de toxina
Toxina 
Pertrusis
ADPribosa a 
Subunidad 
Subunidades 
proteína G 
fijas
No libera
diarrea
B2) GPCR: VÍA FOSFOLIPASA C-β
Receptor de IP3
Receptor de rianodina
Fosfaditilserina
Acido araquidónico→eicosanoides: 
Prostaglandinas
Fosfolipasa C hidroliza al PIP2
El calcio actúa como mediador intracelular 
Ca++ actúa a través de 
calmudolina y activa:
•Bombas de Ca++
•PK dependientes de ca++
CaM-quinasa II
• Dispositivo de memoria 
celular
• Decodificador de la 
oscilación de Ca++
Cel- nerviosa
c. muscular
B3) GPCR Y ACTIVIDAD DE CANALES IÓNICOS
Olor receptor
Proteína G olf
AC
 AMPc
Canal Na+ abierto
despolarización 
de membrana
impulso a cerebro
OLFACION:
VISION: Canales iónicos regulados 
por GMPc
arrestina
MECANISMO MOLECULAR DE LA REACCIÓN CORTICAL
Bloqueo de la polispermiaϴ
•Rápida despolarización de membrana oocito
•Exocitosis de los gránulos corticales
•Perdida de la capacidad de fusión por 
elementos expuestos en la membrana de los 
gránulos corticales
F. Citostático: MOS
MEK
ERK Complejo promotor Anafase
RSK
Mantiene Ciclina B: FPM 
METAFASE II -------------------- ANAFASE II
ϴ
Fuente:
Alberts
Lodish
Cooper
Ross
	Diapositiva 1
	Diapositiva 2
	Diapositiva 3: COMUNICACIÓN CELULAR
	Diapositiva 4
	Diapositiva 5
	Diapositiva 6
	Diapositiva 7: 2. COMUNICACIÓN A DISTANCIA
	Diapositiva 8: CONTRASTE ENTRE SEÑALIZACION ENDOCRINA Y SINAPTICA
	Diapositiva 9: II. ELEMENTOS
	Diapositiva 10: 1. MOLECULAS SEÑAL
	Diapositiva 11
	Diapositiva 12
	Diapositiva 13: CARACTERISTICAS DE LA MOLECULA SEÑAL
	Diapositiva 14
	Diapositiva 15
	Diapositiva 16
	Diapositiva 17
	Diapositiva 18
	Diapositiva 19
	Diapositiva 20
	Diapositiva 21
	Diapositiva 22
	Diapositiva 23
	Diapositiva 24
	Diapositiva 25
	Diapositiva 26
	Diapositiva 27
	Diapositiva 28
	Diapositiva 29
	Diapositiva 30
	Diapositiva 31
	Diapositiva 32
	Diapositiva 33
	Diapositiva 34
	Diapositiva 35
	Diapositiva 36
	Diapositiva 37: VIAS DE SEÑALIZACION
	Diapositiva 38: 1. SEÑALIZACION POR MEDIADORES LOCALES
	Diapositiva 39
	Diapositiva 40: 2. SEÑALIZACION MEDIADA POR RECEPTORES INTRACELULARES
	Diapositiva 41: 3. SEÑALIZACION MEDIADA POR RECEPTORES DE SUPERFICIE
	Diapositiva 42
	Diapositiva 43
	Diapositiva 44
	Diapositiva 45
	Diapositiva 46
	Diapositiva 47
	Diapositiva 48
	Diapositiva 49
	Diapositiva 50
	Diapositiva 51
	Diapositiva 52
	Diapositiva 53
	Diapositiva 54
	Diapositiva 55
	Diapositiva 56
	Diapositiva 57
	Diapositiva 58: Fuente: Alberts Lodish Cooper Ross