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Canales Selectivos a Calcio
[Na+] ~ mM [K+] ~ mM [Ca++] ~ mM [Na+] ~ 20 mM [K+] ~ 140 mM [Ca++] ~ 100 nM Ca++, mM Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc
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Calcio como “señalizador” intracelular
Canales Selectivos a Calcio en Membrana Plasmatica y Organelos Canales activados por calcio: (canales selectivos a potasio, cloruro y cationicos no selectivos)
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Proteina sensora y otras moléculas tampón Calsequestrina calreticulina
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Calcio como señalizador intracelular
Cambios en la concentración intracelular, magnitud del cambio Origen del calcio (intra o extracelular) Curso temporal y duración del cambio Tiempos involucrados en “efecto”: s años Lugar donde ocurre el cambio (microdominios) Cambio restringido o propagado en un tejido (cincisio ¿?) Cascadas de señalización activadas con el cambio: ¿“crosstalk”?
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Diámetros celulares ~ 5-100 µm
X = (2D t)1/2 Dca = 10-6 cm2/s 1 µm ~ 100 ms; 3 µm ~ 500 ms; 14 µm ~ 1s
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Retroalimentación positiva entre el potencial de membrana y la conductancia de sodio
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……Con respecto a calcio
Hille, 3 ed.
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+, - Hille, 3 ed. membrana, organelos
Cambios globales o muy localizados Hille, 3 ed. +, -
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Subfamilias de genes que codifican para canales de calcio
Hille, 3 ed.
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Sci STKE 253: rel 15, pg 1-17, 2004 Pharmacol Rev 57: , 2005
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Acoplamiento excitación-contracción (E-C coupling)
Acoplamiento excitación-secreción (E-S coupling) Acoplamiento excitación-transcripción (E-T coupling) Transducción sensorial
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Nomenclatura para corrientes de calcio f(V)
L: Long lasting, Large g T: Transient, Tiny g N: Neither of them P/Q: presentes en celulas de Purkinje y granulares, cerebelo R: Resistant to toxins that affect P/Q currents
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Hille, 3 ed
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Organizacion de los canales de calcio activados por potencial
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El calcio como mensajero “secundario”
[Ca++] 100 nM “en reposo”, puede subir a 1- 10 M (100 M). [Mg++] 1 mM y no cambia. ¿Características de proteínas sensoras a Ca++ ? Alta afinidad y selectividad para Ca++ vs Mg++ de 1000 veces KCa , KMg KCa , KMg
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Cambio en la estructura al ligar calcio
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Sitios que ligan calcio
Sitios EF (calmodulina) Sitios C2 (sinaptotagmina) Sitios que ligan calcio
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¿Cómo se mide la “función” de los canales?
Corrientes macroscópicas de alto umbral en una célula del cuerpo carotídeo
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Corrientes de canal único
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Hille, 3 ed
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¿Como separar Ica de INa e IK?
[K]I = 0,+ bloqueadores IK +TTX Hille, 3 ed.
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Permeabilidad a distintos divalentes
Celula GH3 de pituitaria, sol int: CsCl Hille, 3 ed.
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La corriente de calcio en células dialisadas o en parches escindidos es lábil: modulación por quinasas y fosfatasas ATP y PKA: promueven fosforilación Ca (EGTA): activa calcineurina (fosfatasa dependiente de calcio y calmodulina) y proteasas.
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Curvas I-V teoricas para canales de K+ y Ca++
124 mV 52 mV Ec G, H, K para corriente [Ca]e 2 mM, [Ca]I 100 nM [K]e 2 mM, [K]I 100 mM PK/Pca = 1/1000 Hille, 3 ed.
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Inactivacion de Ica dependiente de calcio
Hille, 3 ed.
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(antagonistas y agonistas)
Bloqueadores o activadores de canales de Ca f(V) (antagonistas y agonistas) Otros: D 600 (sim. verapamil), nitrendipina (sim. nifedipina) Hille, 3 ed.
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Hille, 3 ed.
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Vol17: , 2005 10-7 M 10-3 M …y otros Secretory pathway Ca ATPase Permeability transition pore Mit Ca uniporter, channel
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ROCs and SOCs: what's in a name?
Janssen LJ, Kwan CY. Hille, 3 ed Cell Calcium, 41:245-7, 2007
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SOC, ICRAC, Capacitative Ca entry
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Caracteristicas de la corriente Icrac
Altamente selectiva a calcio Pierde esta selectividad en soluciones libres de divalentes La corriente cambia “instantaneamente” con los cambios de potencial Inactivación dependiente de calcio Bloqueable por M lantano y 2APB g canal único estimada: fS
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Potenciales de acción en que partipan canales de calcio
Hille, 3 ed.
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Canales Intracelulares
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Hille, 3 ed.
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Hille, 3 ed.
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Canales selectivos a calcio en organelos: RyR, IP3R
Hille, 3 ed.
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Vista de RyR desde el citoplasma
Hille, 3 ed.
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Estructura Receptor IP3
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The three-dimensional structure of the inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) receptor based on a single-particle technique using an originally developed automatic particle picking system. (J. Mol. Biol. (2004) 336, )
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Calcio: señalizador de “vida y muerte” Algunas funciones asociadas….
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Nature reviews Mol Cell Biol 1: 11-21, 2000, 4: 517-529, 2003 Berridge
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[IP3] baja [IP3] intermedia [IP3] alta [IP3] alta
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Corriente de potasio activada por calcio
Ca y Mg Forma de “N” caracteristica Hille, 3 ed. Neurona de caracol
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Registro en bicapas del canal BK
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Registro en bicapas del canal BK
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Calcio y Potencial activan al canal BK
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Hille, 3 ed.
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JP: 530.3: , 2001 (FG08)
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Relevo del potencial de acción: potencial sináptico
Degradacion del NT Kandel, ed 2000 cap 10
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Acta Neurol Belg 105: , 2005
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Ca v2.1/1 canal P/Q humanos
BBA: 1763: , 2006 FG08
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