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La vía mTOR MODULADOR es una vía importante de señalización celular que tiene una función fundamental en la regulación del crecimiento, la proliferación y el metabolismo celular. Así mismo se involucra en una amplia variedad de procesos biológicos (respuesta al estrés, la síntesis de proteínas y la regulación del ciclo celular). Su comprensión es esencial en la investigación biomédica y tiene implicaciones en el tratamiento de enfermedades como el cáncer y la diabetes. La vía de señalización mTOR (objetivo de la rapamicina en mamíferos) juega un papel importante en la respuesta a señales extracelulares, como la disponibilidad de nutrientes y el estrés celular. La via mTor por sus siglas en inglés (objetivo de rapamisina en mamíferos) es una vía regulada por la expresión de un gen al igual que su su nombre Mtor este gen se ubica en el cromosoma 1 en su brazo q en la banda 36 subbanda 22. Es importante esta vía por que va a responder a manera de centinela factores que rodean a la celula como aminoácidos, factores de crecimiento, energía, glucosa las diferentes acciones que va a realizar como la proliferación celular, crecimiento celular y supervivencia celular. ¿Entonces que sucede? Los ligandos ( aminoácidos, factores de crecimiento y energía ) llegan al receptor una familia dimera EIKGR este se fosforila y en cascada abajo de fosforilizacion activa la PI3K este a su vez activa la akt dando como resultado la activación de mtorc2 e inactiva al complejo T para que mtorc1 sea activado ya que el complejo T es un inhibidor de la via mtorc1 una vez que sucede esto tanto mtor 1 y 2 se fosforilan siendo mtroc 1 más general y mtor 2 más especificado frente a ciertos ligandos darán la respuesta de crecimiento celular, proliferación celular, supervivencia celular. ¿cómo funciona la vía mTOR? 1. Detección de señales: - La vía mTOR actúa como un "centinela" celular que monitoriza las condiciones del entorno y el estado interno de la célula. - Detecta señales clave, nutrientes, especialmente aminoácidos y glucosa, así como factores de crecimiento (IGF-1: factor de crecimiento similar a la insulina 1) y el factor de crecimiento (IGF-2). 2. Complejos de mTOR: Compuesta de dos complejos principales: mTORC1 y mTORC2. - mTORC1: Regulador maestro (vía de integración de señales múltiples), está principalmente involucrado en la regulación del crecimiento celular y la síntesis de proteínas, así como en la inhibición de la autofagia y suministro de energía (Cnap). Metabolismo celular - mTORC2: supervivencia celular. Y controla la proliferación celular. Esta vía es mas especifica 3. Activación de mTORC1: en estado latente generalmente bloqueada por proteína deptor y raptor (pas40). Deficiencia de los factores, mTor se libera y bloquea a 4EBP1(reconoce cap arnm). Fosforila a 4ebp1 inactivándolo. Inicia la transcripicion y activa a quinasa S6-ACTIVA LA TRADUCCION • Factores de crecimiento: activar • Aminoácidos a • energía a • Incremento del estrés oxidativo: inhiben - Esto sucede a través de una cascada de señalización en la que la proteína AKT (también conocida como proteína quinasa B) desempeña un papel importante al inhibir la proteína TSC1/TSC2, que a su vez inhibe mTORC1. 4. Funciones de mTORC1: - mTORC1 estimula la síntesis de proteínas al activar la maquinaria de traducción, como la proteína S6 quinasa y el factor de inicio de la traducción 4E-BP. - También promueve la biosíntesis de lípidos y la proliferación celular. - Inhibe la autofagia. 5. Regulación del metabolismo: - mTOR regula el metabolismo celular al influir en la respuesta a la insulina y la absorción de glucosa, También está involucrado en la síntesis de lípidos y la regulación de la homeostasis de la glucosa. 6. Respuesta al estrés y enfermedades: - Cuando las células experimentan estrés, como la falta de nutrientes o el daño al ADN, mTOR se inhibe, lo que conduce a una reducción del gasto energético y a la activación de la autofagia para mantener la supervivencia celular. 1. Proteína mTOR Estructura Estructura primaria lineal de gran tamaño. Dominio Una serina/treonina quinasa es el componente principal de mTOR y puede expresarse a través de su dominio funcional, las proteinasas correspondientes en este dominio. Clase de proteína Quinasa, lo que significa que es una enzima. 2. Proteína Raptor Estructura Estructura primaria lineal de gran tamaño. Dominio Posee varias regiones con dominio de unión a mTORC1 Clase de proteína Proteína reguladora que pertenece a la clase de proteínas adaptadoras. 3. Proteína Rictor Estructura Estructura primaria lineal. Dominio Posee varias regiones con dominio de unión a mTORC2. Clase de proteína Proteína reguladora que pertenece a la clase de proteínas adaptadoras. 4. Proteína PI3K Estructura Estructura primaria lineal. Dominio PI3K contiene un dominio catalítico que es responsable de su actividad enzimática. Clase de proteína Enzima quinasa lipídica La vía de señalización mTor responde a una variedad de señales y ligandos que regulan su actividad. Dichos ligandos pueden inhibir o activar la vía. Aminoácidos: especialmente los esenciales activan la vía mTor, lo que a su vez estimula síntesis proteica y crecimiento celular. Insulina: Hormona con papel fundamental en la activación de mTor , esta se une a su receptor en la superficie celular, desencadenando la señalización que involucra la proteína AKT Rapamicina: Inhibe específicamente la actividad de mTorC1, se une a la proteína FKBP12 y forma un complejo que bloquea mTorC1. AMPK (proteína quinasa activada por AMP): AMPK es una proteína que se activa cuando la célula experimenta condiciones de bajo suministro de energía. AMPK puede inhibir mTOR directamente, lo que detiene la síntesis de proteínas y el crecimiento celular en situaciones de estrés energético. Raptor (regulatory-associated protein of mTOR): Raptor es una proteína que forma parte del complejo mTORC1 (complejo mTOR 1) y es esencial para la regulación de la síntesis de proteínas y el crecimiento celular. Rictor (rapamycin-insensitive companion of mTOR): Rictor es una proteína que forma parte del complejo mTORC2 (complejo mTOR 2), que tiene funciones adicionales en la señalización celular, como la regulación de la cinasa AKT. Patologías Esclerosis tuberosa (TSC):La TSC es una enfermedad genética caracterizada por el crecimiento anormal de tumores no cancerosos en varios órganos, como la piel, el cerebro, los riñones y el corazón. Las mutaciones en los genes TSC1 o TSC2, que regulan negativamente la vía mTOR, son responsables de la TSC. [4] Cáncer: La hiperactivación de la vía mTOR se ha relacionado con el desarrollo y el crecimiento de varios tipos de cáncer. Los tumores a menudo muestran una activación excesiva de mTOR, lo que promueve la proliferación celular descontrolada y la resistencia a la apoptosis (muerte celular programada). Como resultado, los inhibidores de mTOR se utilizan en terapias dirigidas contra el cáncer. Síndrome de Proteus: Esta es una enfermedad genética rara caracterizada por el crecimiento excesivo de tejidos y órganos, así como la formación de tumores benignos. [4]. En resumen, podemos decir que La intervención en la vía mTOR puede tener implicaciones en una variedad de condiciones y enfermedades, como el cáncer, la diabetes, las enfermedades neurodegenerativas y el envejecimiento, así como en la regulación del metabolismo, proliferación, sistema inmune y autofagia. Reguladora maestra: sin esta viasla celula entra en apoptosis. La disfunción de la vía mTOR se ha relacionado con enfermedades como el cáncer, la diabetes, las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades cardiovasculares. El primero, el complejo mTOR 1 (mTORC1), está compuesto por mTOR, Raptor, GβL y DEPTOR y es inhibido por la rapamicina. Es un reguladormaestro del crecimiento que detecta e integra diversas señales nutricionales y ambientales, incluidos factores de crecimiento, niveles de energía, estrés celular y aminoácidos. Acopla estas señales a la promoción del crecimiento celular mediante la fosforilación de sustratos que potencian procesos anabólicos como la traducción de ARNm y la síntesis de lípidos, o limitan procesos catabólicos como la autofagia. La pequeña GTPasa Rheb, en su estado unido a GTP, es un estimulador potente y necesario de la actividad de la quinasa mTORC1, que está regulada negativamente por su GAP, el heterodímero de esclerosis tuberosa TSC1/2. La mayoría de las entradas aguas arriba se canalizan a través de Akt y TSC1/2 para regular el estado de carga de nucleótidos de Rheb. Por el contrario, los aminoácidos envían señales a mTORC1 independientemente del eje PI3K/Akt para promover la translocación de mTORC1 a la superficie lisosomal donde puede activarse al entrar en contacto con Rheb. Este proceso está mediado por las acciones coordinadas de múltiples complejos, en particular v-ATPasa, Ragulator, Rag GTPasas y GATOR1/2. El segundo complejo, el complejo mTOR 2. (mTORC2), está compuesto por mTOR, Rictor, GβL, Sin1, PRR5/Protor-1 y DEPTOR. mTORC2 promueve la supervivencia celular. Cáncer: La hiperactivación de la vía mTOR se ha relacionado con el desarrollo y el crecimiento de varios tipos de cáncer. Los tumores a menudo muestran una activación excesiva de mTOR, lo que promueve la proliferación celular descontrolada y la resistencia a la apoptodis (muerte celular programada). Como resultado, los inhibidores de mTOR se utilizan en terapias dirigidas contra el cáncer. Síndrome de Cowden: Este es un trastorno hereditario que se asocia con mutaciones en el gen PTEN, que regula la vía PI3K/Akt/mTOR. Las personas con este síndrome tienen un mayor riesgo de cáncer y otros problemas de salud. Síndrome de Proteus: Esta es una rara enfermedad genética caracterizada por un crecimiento anormal de tejidos y tumores. Se ha relacionado con mutaciones en el gen AKT1, que está involucrado en la vía mTOR.
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