SEÑALIZACION - COMUNICACION INTERCELULAR (3)

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SEÑALIZACION - COMUNICACIÓN ENTRE CELULAS 
La comunicación entre células esta mediada fundamentalmente por moléculas denominadas 
“ligandos” o “sustancias inductoras”. Algunas de ellas trabajan a largas distancias, señalizando 
células muy lejanas, otras señalizan células vecinas. La mayoría de las células de los 
organismos pluricelulares pueden tanto emitir como recibir señales. 
La recepción de las señales depende de las proteínas receptoras, situadas casi siempre en la 
superficie celular, que se unen a la sustancia inductora. Esa unión activa al receptor, el cual, a 
su vez, activa una o más vías intracelulares de señalización. Estas vías implican la liberación de 
moléculas (principalmente proteínas señal intracelulares) que procesan la señal dentro de la 
célula receptora y la distribuyen a las dianas intracelulares adecuadas. Por lo general, estas 
dianas son proteínas efectoras que se alteran cuando se activa la vía de señalización y 
provocan un cambio en el comportamiento celular 
Repasemos algunas definiciones importantes: 
Inducción: acción de estimular a la célula desde el exterior 
Señal, ligando, o sustancia inductora: molécula capaz de desencadenar una respuesta 
específica en una célula. Ejemplos: hormonas, feromonas, factores de crecimiento y 
neurotransmisores. 
Célula inductora: célula que emite una señal o ligando. 
Célula diana, inducida o blanco: célula que recibe la señal emitida por la célula 
inductora. 
Receptor: proteína presente en la célula diana (en el citosol o la membrana) y que 
reconoce específicamente a la señal. 
TIPOS DE INDUCCION 
 
 SEÑALIZACION DEPENDIENTE DE CONTACTO: se da cuando las moléculas señal 
permanecen unidas a la superficie de la célula señalizadora, influyendo solo en las
 
células con las que entran en contacto. Es importante durante el desarrollo, y en la respuesta 
inmune 
 
 
 SEÑALIZACION PARACRINA: la célula inductora se encuentra cerca de 
la célula inducida .La sustancia inductora debe recorrer un corto trecho. Por 
ende, las moléculas liberadas actúan como mediadores locales afectando 
únicamente células del ambiente inmediato a la célula señal, es decir, sus 
células vecinas. 
 
 
Un caso especial de señalización paracrina lo constituye la SEÑALIZACION 
SINAPTICA, que se da en las neuronas. La sinapsis es un espacio muy reducido que separa 
una neurona de otra y esa mínima distancia deberá ser recorrida por el ligando (que en este 
caso, se denomina neurotransmisor) 
 
 
 
 SEÑALIZACION ENDOCRINA: las células de las glandulas secretan 
sustancias inductoras denominadas hormonas, las cuales son volcadas al torrente 
sanguíneo, el cual las transporta a largas distancias y las distribuye por todo el 
cuerpo, permitiendo que actúen sobre células diana que pueden encontrarse en 
cualquier lugar del organismo. Dado que la señalización endocrina depende de la 
difusión y del flujo sanguíneo, es relativamente lenta. 
 
 
 
 
 
 SEÑALIZACION AUTOCRINA: la sustancia inductora es secretada y 
recibida por la propia célula, es decir, LA CELULA SE INDUCE A SI MISMA. 
Ejemplo: las células 
 
cancerosas utilizan a menudo esta estrategia para estimular su propia supervivencia y 
proliferación. 
 
La mayoría de las sustancias inductoras son liberadas por las células inductoras al espacio 
extracelular mediante exocitosis. Otras se liberan por difusión a través de la membrana 
plasmática, y otras quedan expuestas al extracelular, mientras permanecen fuertemente unidas 
a la superficie de la célula señalizadora, y solo constituyen una señal para las otras células 
cuando entran en contacto con ellas. 
Sea cual sea la naturaleza de la molécula señal, la célula diana responde mediante un 
receptor, que se une específicamente a la molécula señal y entonces inicia una respuesta en la 
célula diana. 
 
Una de las propiedades más notables de las sustancias inductoras es su especificidad. Así, cada 
sustancia inductora actúa solo sobre ciertas células, que constituyen su objetivo o blanco. La 
especificidad de las células inductoras se corresponde con la especificidad de su receptor. Esta 
unión sustancia-receptor, por lo tanto es específica, selectiva. 
 
Características: 
 Adaptación inducida: la fijación de la sustancia inductora al receptor 
requiere de una adaptación estructural recíproca entre ambas moléculas. 
 Saturabilidad: el número de receptores existente en una célula es limitado. 
Por ende, si enviamos muchas señales (más de las que los receptores podrían 
llegar a reconocer), estaríamos saturándolos. 
 
 Reversibilidad: la unión sustancia inductora-receptor es REVERSIBLE, ya que 
ese complejo (sustancia-receptor) se disocia tiempo después de su formación. 
 
RECEPTORES 
En la mayoría de los casos, son proteínas transmembrana de la superficie de las células 
diana. Estos receptores se unen a ligandos hidrofílicos, que no pueden atravesar la 
membrana, como neurotransmisores, factores de crecimiento, péptidos. 
 Cuando se unen a la sustancia inductora, se activan y generan varias señales 
intracelulares que alteran el comportamiento de la célula. 
 
 
En menor medida, encontramos a los receptores citosólicos, es decir, receptores que están 
en el citoplasma. En este caso, las sustancias inductoras deben ser lo suficientemente 
pequeñas e HIDROFOBICAS para poder difundir a través de la membrana plasmática y así 
poder ingresar a la célula para unirse al receptor. 
Una vez que se produce la unión receptor-ligando, este complejo se une a secuencias 
específicas del ADN y activan o suprimen la expresión de ciertos genes. 
 
Ejemplos de inducciones mediadas por receptores citosolicos: 
 Hormonas esteroideas 
 Hormonas tiroideas 
 Vitamina D 
Estos tres casos mencionados corresponden a inducciones endocrinas, ya que habitualmente se 
vuelcan a la sangre. Otro ejemplo, que no es endocrino pero
 
que también utiliza receptores de tipo citosolico, es el caso del ACIDO RETINOICO, que en este 
caso, corresponde a inducción paracrina, y actúa fundamentalmente durante el desarrollo 
embrionario 
 
 
Una vez en el citosol, la sustancia inductora se une a su receptor específico y ambos forman 
un complejo que ingresa en el núcleo. Allí, el complejo se combina con la secuencia 
ligadora de un gen en particular, el cual se activa. Su transcripción conduce a la síntesis de una 
proteína cuya presencia provoca la respuesta celular. 
Los receptores citosolicos son proteínas que poseen cuatro dominios: 
 Dominio diseñado para unirse al inductor 
 Dominio flexible, que se dobla como una bisagra 
 Dominio que se une a la secuencia reguladora del gen 
 Dominio que activa al gen 
Cuando la sustancia inductora se une al receptor, este adquiere una forma característica que le 
permite ingresar al núcleo y unirse a la secuencia reguladora del gen. 
 
Debemos saber que en ausencia de la sustancia inductora, el receptor se encuentra en 
citosol unido a una molécula llamada chaperona, que lo encorva. En presencia de sustancia 
inductora, esta se une al receptor. Esto hace que el receptor se separe de la chaperona y se 
estira, gracias a su dominio flexible. 
Este cambio le permite ingresar al núcleo y unirse a la secuencia reguladora del gen. 
En cuanto a los receptores de membrana, existen de 
tres tipos: 
 
1) receptor acoplado a canal: Participan sobre todo en la rápida 
señalización sináptica entre células excitables eléctricamente. Este tipo de 
señalización está mediada por un pequeño número de neurrotranrmisores que abren 
o cierran de forma transitoria un canal íónico formado por una proteina a la cual están 
unidos, alterando así brevemente la permeabilidad iónica de la membrana 
plasmática y, por lo tanto, modificando la excitabilidad de la célula postsináptica 
diana. 
La mayoría de estos receptores acoplados a canales iónicos pertenecen a una gran familia 
de proteínas que tienen varios dominios transmembranay que son homólogas entre si. 
 
2) receptor con actividad enzimática, o bien, el receptor no tiene actividad 
enzimática pero está acoplado a una enzima 
En cualquier caso, la enzima es una quinasa, eso significa que fosforila a otra enzima o a 
un sustrato. 
 
 
 
3) Receptor asociado a proteína G. Estas proteínas se llaman así porque 
tienen unida una molécula de GTP o GDP. Actúan regulando de forma indirecta la 
actividad de una proteína diana ligada a la membrana plasmática. La interacción 
entre el receptor y la pro tema diana está mediada por una tercera pro tema, 
denominada proteina trimérica 
 
de unión a GTP. La activación de la proteína diana modifica la concentración de una o 
más pequeñas moléculas señalizadoras intracelulares (si la proteína diana es una 
enzima) la permeabilidad iónica de la membrana plasmática (si la proteína diana es un 
canal iónico). A su vez, los pequeños mediadores intracelulares alteran el 
comportamiento de otras proteínas de señalización de la célula. Todos los receptores 
acoplados con proteínas G pertenecen a una gran familia de proteínas homólogas que 
son proteínas transmembrana de multipaso. 
 
Funcionamiento de los receptores unidos a proteína G 
 
1) El receptor está inactivo (no unido aún a su ligando). La proteína G acoplada está 
inactiva (tiene unido GDP). La enzima de membrana está inactiva 
 
 
2) El ligando se une al receptor, que pasa a estar activado. El receptor activado se une a la 
proteína G que expulsa el GDP y se lo reemplaza por GTP. La proteína G ahora está 
activada. La enzima sigue inactiva. 
 
 
 
3) La proteína G activa se desplaza por la bicapa hasta chocar con la enzima, que así, se 
activa. La enzima activa cataliza una reacción cuyo producto se denomina segundo 
mensajero (el “primer mensajero” fue el ligando), y desencadenará el camino hacia la 
respuesta celular específica 
 
 
Ejemplo de señalización mediante receptores unidos a proteína 
 
G: ADRENALINA. 
 
 Es una hormona que se secreta en situaciones de estrés y prepara al cuerpo para la 
lucha o para la huida. 
 En este caso, la ADRENALINA actúa como sustancia inductora, la cual se va a unir a 
un receptor acoplado a proteína G.. La respuesta final ante esta señal es la obtención 
de grandes cantidades de glucosa para luego obtener ATP (y así obtener la 
energía necesaria para luchar o para huir). 
 
Veamos los “participantes” de este ejemplo: 
 
Ligando: adrenalina 
Receptor: receptor de adrenalina (beta–adrenérgico) 
Enzima de membrana: adenilato ciclasa 
Segundo mensajero: AMP cíclico (AMPc). Es este quien activará a una enzima 
denominada Quinasa A. Esta FOSFORILARA a dos enzimas: 
 
 Enzima que sintetiza glucógeno (la cual, al estar fosforilada se INACTIVA), por ende, 
DEJO DE SINTETIZAR GLUCOGENO. 
 Cascada de fosforilaciones que activan a distintas enzimas, hasta activar a la 
enzima que degrada el glucógeno. Al degradarse el glucógeno, obtengo glucosa, la 
cual me permite obtener ATP (energía). 
 
Para finalizar y evitar confusiones, debemos saber que existen enzimas que al ser fosforiladas 
se activan, y otras que al ser fosforiladas se inactivan. 
Tambien, debemos saber que el glucógeno es una forma de reserva/almacenamiento de glucosa. 
Este se usa en momentos determinados, como por ejemplo en un ayuno, o una carrera, ejercicio 
intenso, etc, donde al no incorporar glucosa, o “gastar” de forma rápida la que tenemos, 
debemos obtener la energía desde otro sitio. Uno de ellos es degradando el glucógeno, para así 
obtener glucosa que ingrese en glucolisis y así obtener igual ATP.