RECEPTORES CELULARES

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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía
Fisiopatología
Alavez Pérez Noe Santiago
Ensayo:
“Receptores celulares”
Integrantes:
● Hernandez Ortega Eder Jair
● Silvestre Lazcano Barbara Abril
4PM4
fecha de entrega: 10/Dic./2021
Introducción:
El término receptores designa a las proteínas que permiten la interacción de determinadas
sustancias con los mecanismos del metabolismo celular. Los receptores son proteínas o
glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en la membrana de las organelas o en el
citosol celular, a las que se unen específicamente otras sustancias químicas llamadas
moléculas señalizadoras, como las hormonas y los neurotransmisores.
La unión de una molécula señalizadora a sus receptores específicos desencadena una serie de
reacciones en el interior de las células Transducción de señal, cuyo resultado final depende no
sólo del estímulo recibido, sino de muchos otros factores, como el estadio celular, la situación
metabólica de la célula, la presencia de patógenos, el estado metabólico de la célula, etc.
La transmisión de la información generalmente consta de los siguientes pasos:
● Reconocimiento de la molécula señal con su receptor. La unión ligando-receptor,
desde el punto de vista químico, puede ser: iónica, formada por 2 grupos de cargas
opuestas; interacción de tipo van der Waals.
● Transducción del mensaje extracelular en una señal intracelular o un segundo
mensajero. La consecuencia final es la generación de un segundo mensajero o la
activación de una cascada catalítica de señalización intracelular
● Transmisión de la señal del segundo mensajero al efector apropiado, que puede ser
una enzima, un factor de transcripción, un canal iónico, etc.
● Modulación del efector: las cascadas de señalización, en general, activan proteínas
cinasas y fosfatasas, alterando la actividad de sus sustratos.
● Respuesta de la célula al estímulo original. La respuesta final dependerá de la
integración y sumación de múltiples señales intracelulares que están activas o
inactivas en el mismo momento
● Terminación de la respuesta por mecanismos de control en alguno de los niveles de la
vía de señalización
Existen tipos de ligandos que son producidos por células señalizadoras e interactúan con los
receptores al interior o exterior de las células diana, son de muchos tipos diferentes. Algunos
son proteínas, otros son moléculas hidrofóbicas como los esteroides y otros incluso son
moléculas gaseosas pequeñas como el óxido nítrico.
● Ligandos que pueden entrar a la célula: pequeños ligandos hidrofóbicos pueden
atravesar la membrana plasmática y unirse a receptores intracelulares en el núcleo o
en el citoplasma. En el cuerpo humano, algunos de los ligandos más importantes de
este tipo son las hormonas esteroideas.
● Ligandos que se unen al exterior de la célula, los ligandos solubles en agua son
polares o cargados y no pueden atravesar la membrana plasmática con facilidad, así
que la mayoría de ellos se une a los dominios extracelulares de los receptores de
superficie celular y permanece en la superficie exterior de la célula
https://www.quimica.es/enciclopedia/Metabolismo.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/C%C3%A9lula.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Prote%C3%ADna.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Glicoprote%C3%ADna.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Membrana_plasm%C3%A1tica.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Organelas.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Citosol.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Hormona.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Neurotransmisor.html
https://www.quimica.es/enciclopedia/Transducci%C3%B3n_de_se%C3%B1al.html
Existen diversos tipos de receptores celulares y de ligandos que se unen a estos, para poder
cubrir un cierto número de posibles respuestas a estímulos por parte de la célula, estos
receptores pueden dividirse en múltiples formas. La gran mayoría de receptores celulares se
encuentran en la membrana celular, ya que la mayoría de las señales a detectar viajarán por el
espacio extracelular hacia las diferentes células. Aun así nos podemos ver sorprendidos al
saber que también existen receptores celulares dentro del espacio citosólico, es decir, en el
interior de la célula.
● Receptor de membrana
○ Canales iónicos con compuerta operada por ligando externo. También
llamados ionotrópicos o asociados a canales iónicos.
○ Receptor asociado a enzimas. También llamados catalíticos o 1TM
○ Receptor asociado a proteínas G. También llamados 7 TM o receptores
serpentina.
● Receptor intracelular
○ Clase I
○ Case II
Imagen 1: Canales regulados por ligando: como el receptor nicotínico de acetilcolina
Referencias:
● https://www.quimica.es/enciclopedia/Receptor_celular.html
● https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
● https://azsalud.com/medicina/tipos-receptores-celulares
● https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/signal-transduction/a/signal-per
ception
https://www.quimica.es/enciclopedia/Receptor_celular.html
https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
https://azsalud.com/medicina/tipos-receptores-celulares
https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/signal-transduction/a/signal-perception
https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/signal-transduction/a/signal-perception
Desarrollo:
Receptores de membrana
Los receptores de membrana son compuestos proteicos que normalmente se encuentran
anclados a la membrana los cuales son capaces de unirse al ligando en la parte exterior de la
célula,ya que en este tipo de señalización el ligando necesita cruzar la membrana plasmática,
por lo que es posible que moléculas de gran tamaño como los son las hidrofílicas sean
capaces de actuar como ligando, típicamente cuentan con tres dominios o regiones proteicas
(dominio extracelular, dominio hidrofílico y un dominio intracelular) en el caso de el dominio
extracelular son capaces de unirse al ligando, mientras que en el caso de el dominio
hidrofóbico es capaz de extenderse a través de la membrana y un dominio intracelular que
como su nombre lo dice se encuentra dentro de la célula y es el encargado de transmitir la
señal. A pesar de que se sabe de la existencia de distintos receptores de membrana celular
entre los más importantes y se consideran más comunes se encuentran los siguientes:
● Canales iónicos con compuerta operada por ligando externo
Los canales iónicos con compuerta operada por un ligando externo, son canales de iones que
se abren en respuesta a la unión de un ligando con la finalidad de formar un canal, por lo que
este tipo de receptor cuenta con una región que atraviesa la membrana por medio de un canal
hidrofílico, este canal permite que los iones cruzan a la membrana sin tocar el centro
hidrofóbico con el que cuenta la bicapa de fosfolípidos.Cuando un ligando se une a la región
extracelular del canal la estructura de la proteína cambia de tal manera que iones en particular
como lo son el Ca2+ o el Cl sean capaces de atravesar el canal; sin embargo existen casos en
los que sucede lo contrario donde generalmente el canal se encuentra abierto pero a
consecuencia de la unión del ligando hace que se cierre.
Los canales iónicos, así como el potencial de acción que permite a nuestro cuerpo realizar
una serie de actividades como lo son el latir del corazón o incluso hacer que nuestros
músculos contraerse, es el resultado de una serie de cambios en la conductancia de la
membrana a distintos iones producidos en respuesta a cambios en el potencial eléctrico entre
la célula y el medio que la rodea. Los iones son moléculas hidrofílicas que atraviesan la
bicapa lipídica-hidrofóbica a través de estructuras especializadas, los poros o canales
iónicos.
Los canales iónicos cardiacos de Na+, Ca2+ o K+ son complejos heteromultiméricos formados
por el ensamblaje de varias proteínas que se encuentran embebidas total o parcialmente en la
membrana a las que denominamos subunidades.Los canales constan de una subunidad alfa
que forma el poro hidrofílico que comunica los espacios intra y extracelular y permite el
rápido paso de iones a través de las, que se ensambla con otras “subunidades accesorias o
auxiliares” y con otras proteínas que interactúan con las proteínas formadoras del canal o que
regulan su actividad.
Sin embargo, los canales iónicos no son simples poros acuosos conductores, sino que,
presentan:
● Un filtro de selectividad, que determina que ión que se mueve a su través. El
mecanismo de selectividad se basa tanto en el tamaño del ión en su forma hidratada
como en su carga, de modo que ciertos residuos del canal se alinean en el poro e
interaccionan con los iones, formando barreras termodinámicas que favorecen el paso
de un determinado ión. Así los canales de K+, son 10000 veces más permeables para
el K+ que para el Na+.
● Compuertas (gates) que se abren o se cierran en respuesta a estímulos externos y
controlan la permeabilidad del canal. En respuesta a diversos estímulos, las proteínas
del canal son capaces de adoptar diversos estados o conformaciones estructurales. Los
canales activados por cambios de voltaje presentan, al menos, un estado conductor
(estado abierto o activo) y dos no-conductores (estados inactivo y de reposo).
● La apertura y cierre de los canales iónicos es controlada por un sensor eléctrico,
químico o mecánico. En los canales activados por cambios voltaje el sensor está
determinado por varios aminoácidos con carga positiva que se localizan en el
segmento S4, que actúa como un dipolo eléctrico y en los segmentos S1-S3. Durante
la despolarización celular el segmento S4 se mueve a través de la membrana,
cambiando la estructura terciaria del canal
Imagen. Tipos de canales ionicos
Entre los tipos de canales iónicos podemos encontrar:
● Canales activados por cambios de voltaje o canales voltaje-depencientes. Son aquéllos
que modulan su estado (abierto o cerrado) en respuesta a cambios en el potencial
eléctrico a través de la membrana. Su principal función es la generación de
potenciales de acción y su propagación de los potenciales de acción a través del
miocardio
● Canales activados tras la interacción de un agonista con su receptor específico
localizado en la superficie de la membrana celular. Son los canales activados por
receptores/ligandos (Receptor- or ligand-activated channels). En este caso, la unión de
determinados neurotransmisores, hormonas o fármacos a su receptor localizado en la
superficie de la membrana celular provoca la apertura del canal. Estos canales son
importantes en la transmisión sináptica. En estos canales la apertura del canal se
producen: (tras la unión del neurotransmisor al receptor asociado al canal receptores
ionotrópicos, receptores activados directamente, o bien tras la unión del ligando a un
receptor que no está asociado al canal
● Canales activados por mediadores intracelulares (Ca2+, ATP, proteínas G, nucleótidos
cíclicos, proteínas quinasas, ácido araquidónico y sus derivados).
● Canales activados por factores físicos (estiramiento o deformación de la membrana,
cambios de presión, temperatura o el pH, aumento del volumen celular). El
mecanismo sensor de estos canales es desconocido, aunque los ácidos grasos de la
membrana o el citoesqueleto pueden estar involucrados.
Referencias:
● https://www.itaca.edu.es/canales-ionicos.htm
● https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
● Receptores asociados a proteínas G
Se encuentran anclados a la membrana por siete dominios en α hélice que atraviesan la
membrana lipídica (regiones hidrófobas). Poseen un dominio amino terminal (suele estar
glucosilado) y 3 asas extracelulares (que unen las distintas hélices por fuera de la célula)
además de un extremo carboxilo terminal y otras 3 asas intracelulares o citosólicas.
En el caso de los receptores asociados a proteínas G se considera una gran familia de
receptores de membrana que comparte una estructura y métodos de señalización similar,
todos los miembros de la familia GPCR tienen siete segmentos de proteína diferentes los
cuales son capaces de cruzar la membrana y transmitir la señales dentro de la célula mediante
un tipo de proteína llamada proteína G, cuando su ligando no está presente, el receptor
acoplado a proteína G espera inactivo en la membrana plasmática. En algunos tipos de GPCR
el receptor inactivo ya se encuentra unido a su blanco señalizador o una proteína G. Las
proteínas G son de diferentes tipos pero todas se unen al nucleótido trifosfato de guanosina
(GTP), al que pueden degradar (hidrolizar) para formar GDP.
Una proteína G unida a GTP está activa o "encendida", mientras que si está unida a un GDP,
estará inactiva o "apagada". Las proteínas G se encuentran en la proximidad del receptor
para que puedan ser activadas, en unas estructuras de membrana denominadas balsas
lipídicas. Estas estructuras están especialmente diseñadas para que ocurra la señalización. La
proteína G no tiene dominios hidrófobos, por lo que, a nivel postraduccional se le añade un
ácido graso a la subunidad α y otro a la subunidad γ.
La subunidad α, una vez activada, va a ser capaz de abrir una serie de vías de señalización
mediante la activación o inducción de otras enzimas.
El tipo de vía que se abra o la enzima que se active depende del tipo de isoproteína G:
.
https://www.itaca.edu.es/canales-ionicos.htm
https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
Imagen. Se muestra los tipos de proteínas G (subfamilias y función)
Estas proteínas (Gs) basan su mecanismo de acción principal sobre la activación de la enzima
adenilato ciclasa. Esta enzima se encuentra también en las balsas lipídicas, posee 12 dominios
transmembrana, divididos en dos bloques de 6 dominios que se encuentran unidos por un
gran loop en el que reside el dominio catalítico, al igual que en su extremo amino carboxilo
terminal que es intracelular.
En otras palabras, acción de las proteínas Gs es la estimulación de la adenilato ciclasa,
mientras que las proteinas Gi conplen una funcion inhibidora de la adenilato ciclasa y por su
parte las proteínas Gq 11 se encargan de activar la fosfolipasa C, para ser específicos en la
PLC – β, qué es la isoforma que se encuentra anclada a la membrana.
Referencias
● https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-parcial/100344
78
● https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
● Receptores asociados a enzimas
Estos receptores cuentan con un único dominio transmembrana o bien tienen actividad
enzimática, por decirlo de otra manera se encuentran asociados siempre a una enzima con
dicha actividad.
Los receptores tirosina quinasa (RTK) son una clase de receptores ligados a enzimas que se
encuentran en humanos y muchas otras especies. Una quinasa es una enzima que transfiere
grupos fosfato a una proteína o molécula diana, y un receptor de tirosina quinasa transfiere
grupos fosfato específicamente al aminoácido tirosina.
Receptores con actividad guanilato-ciclasa, este tipo de receptor consta de 2 dominios y
atraviesa la membrana. Su primer dominio es el extracelular con sitio de unión al ligando, el
segundo dominio es intracelular donde se localiza la enzima. Cada uno de estos receptores se
tiene que unir al ligando para obtener un mayor acercamiento, se dimerizan y de esta manera,
se logre activar la enzima.
Su mecanismo de transducción, se desarrollan inicialmente con estos receptores que se
encuentran como monómero o de manera inactiva, después de ello es cuando una hormona se
https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-parcial/10034478
https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-parcial/10034478
https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
une a el dominio de extracelular, se produce un cambio transfosforilación por lo que este
dominio intracelular se une a grupos fosfatos a partir de ATP y de esta manera transfiere los
residuos de tirosinaa el lado opuesto y viceversa, por lo que permite que el receptor de
tirosina cinasa que se encuentra activo y en la subunidad beta, que ahora será capaz de
funcionar como una enzima y es capaz de fosforilar a proteínas citoplasmáticas que son
capaces de transmitir señales como las de la insulina al interior de la célula, siendo esta
fosforilación una respuesta celular.
Ejemplos de los receptores ligados a enzimas son el receptor de insulina, la familia de
receptores TrK o receptores de neurotrofinas y los receptores para algunos factores de
crecimiento.
Referencias:
● https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-c
ycle/cell-communication/a/introduction-to-cell-signaling
● https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-
parcial/10034478
● https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
Receptor intracelular
Los receptores intracelulares son proteínas específicas que se encuentran en el citosol o en el
núcleo celular, su principal función es la regulación cuando son activados por moléculas de
comunicación intracelular, moléculas de señalización o molécula señal, ligando, primer
mensajero, que puede se una hormona o un neurotransmisor. Como consecuencia de su
mecanismo de acción su efecto biológico es lento a diferencia con lo que ocurre con los
mediadores químicos que utilizan receptores de membrana.
La estructura de este tipo de receptores es relativamente uniforme, con tres dominios
estructurales que presentan diferentes funciones: unión a hormona unión al ADN activación
transcripcional Pueden además presentar proteínas inhibidoras que tras la unión de los
ligandos se disocian y dejan libre la forma activa del receptor.
Imagen : Modelo de proteína receptora de hormonas esteroideas.
https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-parcial/10034478
https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-parcial/10034478
https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
La respuesta a la unión ligando receptor puede darse en dos etapas: Respuesta primaria:
Inducción directa de la transcripción de un pequeño número de genes específicos, en cuestión
de 30 minutos. Respuesta secundaria: los productos de estos genes a su vez activan otros
genes produciendo una respuesta retardada.
Imagen : Principios generales de transmisión celular
Algunas hormonas ejercen su acción sobre receptores intracelulares. Ello indica que, para estas
hormonas, la membrana plasmática no es en realidad una barrera de permeabilidad. Dentro del grupo
de hormonas que ejercen estas acciones tenemos a las hormonas tiroideas, al ácido retinoico y a los
esteroides. Todos estos mensajeros tienen una gran importancia en los procesos de crecimiento y
desarrollo, y en el mantenimiento de la homeostasis y equilibrio dinámico de nuestro organismo.
Dada la facilidad con que atraviesan la membrana plasmática, a estas hormonas podemos asignarles
dos características fisicoquímicas fundamentales:
● Son moléculas relativamente pequeñas, es decir, de bajo peso molecular.
● Son por lo menos, parcialmente hidrofóbicas, esto es, lipídicas.
Estas características son necesarias si suponemos que las hormonas atraviesan la membrana por
difusión, es decir, pasivamente.
Las hormonas tiroideas son derivados de un aminoácido: la tirosina, cuyo peso molecular es
relativamente bajo y cuya naturaleza es relativamente hidrofóbica. En el otro grupo, los esteroides son
lípidos derivados del colesterol y por ende son tanto hidrofóbicos como de bajo peso molecular.
Dentro de los esteroides hormonales tenemos a las hormonas sexuales masculinas andrógenos y
femeninas estrógenos y progestágeno, a los glucocorticoides como el cortisol y la cortisona, a los
mineralocorticoides como la aldosterona, y a una vitamina-hormona, la vitamina D.
Los receptores intracelulares reconocen a la hormona, la fijan, y pasan a su configuración activa. Se
ha demostrado que muchos de los receptores de este grupo, forman, en ausencia de la hormona, un
gran complejo con algunas proteínas que facilitan el doblaje adecuado de las proteínas y que reciben
el nombre de chaperoninas; algunas de ellas forman parte de las llamadas proteínas de "estrés" que se
inducen rápidamente en las células cuando hay condiciones de emergencia.
Los receptores intracelulares se clasifican de acuerdo a su mecanismo de acción en dos
grandes grupo:
Receptores clase I o libres: son aquellos que presentan proteínas inhibidoras cuando están en
reposo que impiden la unión del receptor al ADN. Ejemplos: mineralocorticoides,
glucocorticoides, andrógenos y estrógenos.
Receptores clase II: se encuentran unidos al ADN pero asociados a proteínas de la
transcripción lo que mantiene silenciado un gen específico en ausencia del ligando. Cuando
se forma el complejo ligando receptor las proteínas se disocian y se produce la transcripción.
Ejemplos: calcitriol, ácido retinoico y T3.
Referencias:
● file:///C:/Users/Lenovo/Downloads/Receptores%20fisiol%C3%B3gicos.pdf
● http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/28/html/sec_9.html
● BEST & TAYLOR BASES FISIOLÓGICAS DE LA PRÁCTICA MÉDICA 14ta ED EN ESPAÑOL BUENOS
AIRES 2010. p 103.
Conclusiones:
La elaboración del ensayo nos permitió entender cuales son la definición de receptore y sus
principales características, esto nos permite comprender que cada uno debe juntarse con un
ligando respectivamente, estos tipos de receptores se dividen en dos grupos que son los de
membrana y los intracelulares, de esta manera estos dos grupos se subclasifican en diversos
grupos con características y funciones diferentes, en las cuales encontramos en el grupo de
receptores de membrana Canales iónicos con compuerta operada por ligando externo.
También llamados ionotrópicos o asociados a canales iónicos. Receptor asociado a enzimas.
También llamados catalíticos o 1TM Receptor asociado a proteínas G. También llamados 7
TM o receptores serpentina. y en el grupo intracelular solo dos clases que es la clase tipo I y
II. tambien se aprendió a clasificar los diferentes tipos de ligando que encontramos y de la
misma manera se dividen en receptores de membrana e intracelulares.
Bibliografías:
● Enciclopedia Libre Universal,. (2018). RECEPTOR CELULAR. 11/10/21, de Licencia de
GNU Free Documentation License Sitio web:
https://www.quimica.es/enciclopedia/Receptor_celular.html
● Irene L. Ennis, María Celeste Villa-Abrille. (2021). RECEPTORES Y MECANISMOS DE
TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES. 09/12/21, de - Sitio web:
https://www.saha.org.ar/pdf/libro/Cap.016.pdf
● Xavier Rico Garófalo. (2019). TIPOS DE RECEPTORES. 09/12/21, de AZSALUD Sitio
web: https://azsalud.com/medicina/tipos-receptores-celulares
● Gabriela Mendoza Range. (2018). LIGANDO Y RECEPTORES. 09/12/21, de KHAC
ACADEMY Sitio web:
https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/signal-tran
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● MARTA SANCHEZ VEGA. (2020). RECEPTORES. 09/12/21, de STUDOCU Sitio web:
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● ITACA. (2020). CANALES IONICOS . 09/12/21, de ITACA Sitio web:
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BIBLIOTECA DIGITAL Sitio web:
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● BEST& TAYLOR BASES FISIOLÓGICAS DE LA PRÁCTICA MÉDICA 14ta ED EN ESPAÑOL BUENOS
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https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-sevilla/bioquimica-y-biologia-molecular-humana/segundo-parcial/10034478
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https://www.itaca.edu.es/canales-ionicos.htm
https://www.cva.itesm.mx/biblioteca/pagina_con_formato_version_oct/apaweb.html