COMUNICACIÓN CELULAR

Evidencias de aprendizaje: Al finalizar la actividad el estudiante podrá: Identificar los mecanismos que permiten que ocurra la comunicación celular. Explicar la importancia de la comunicación celular en el metabolismo. En el laboratorio: Resuelve crucigrama, guía de estudio y una hoja de trabajo, elabora mapas conceptuales

Liberadoras de señales COMUNICACIÓN CELULAR Ligando, señal química Células secretoras Liberadoras de señales quimicas o ligandos R R Célula receptora (blanco, diana u objetivo) R R Mensaje RECEPTOR R R R R Ligando: molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica

Tipos de comunicación celular Endócrina Parácrina Autócrina Yuxtácrina (contacto célula a célula o a MEC) Gaseosa: NO y CO

COMUNICACIÓN ENDOCRINA La señal recorre cierta distancia a través de la sangre Ocurre entre células a distancia , por medio de señales químicas llamadas hormonas Producto secretorio (hormona) Glándula secretora Molécula química se transporta en la sangre desde la célula secretora a la célula efectora

COMUNICACIÓN PARACRINA Ocurre entre células cercanas o adyacentes Neirotransmisores Célula presináptica Célula postsinaptica

Ejemplo de comunicación parácrina Sinapsis entre neuronas: NEURONA presináptica libera un neuro transmisor y postsináptica que recibe el estímulo. Entre neurona y fibra muscular.

COMUNICACIÓN AUTÓCRINA Autoestimulación, la célula responde a sus mismas señales: cascada de la coagulación, células inmunitarias

Ejemplo de comunicación autócrina a. El receptor ß1 postsináptico, responde a la acción biológica de la noradrenalina. b. El receptor α2 presináptico, actúa como un auto receptor, para regular la secreción del neurotransmisor

Comunicación yuxtácrina Por contacto con otras células o con la matriz extracelular, mediante moléculas de adhesión celular. Entre células homólogas es esencial para control del crecimiento celular y formación de los tejidos, Entre células heterólogas es muy importante para el reconocimiento que realiza el sistema inmune, Ocurre mediante uniones tipo Gap.

SECUENCIA DE EVENTOS EN LA COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS Síntesis de la señal química por la célula secretora (emisora), Exocitosis de la señal, Transporte de la señal hacia la célula blanco o diana (célula receptora), Recepción del mensaje por proteínas receptoras específicas en las células objetivo, Cambios del metabolismo en célula receptora, Finalmente eliminación de la señal.

Respuestas celulares a actividad de las señales químicas Modificación de la actividad enzimática: activándo o inhibiéndo procesos Cambios de la organización del citoesqueleto: según necesidades •Cambios en la permeabilidad al paso de iones por acción de neurotransmisores, Activación de la síntesis de ADN y ARN Activación o represión de los genes

Ligandos y Receptores Los ligandos: (1ros. mensajeros o señales químicas), son moléculas de naturaleza proteica o lípidos, ponen en contacto células vecinas o distantes. Los receptores: Casi todos son proteicos, se localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo. Las células de mamíferos poseen diversos tipos de receptores, por ejemplo: a. de factores de crecimiento , hormonas, b. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa C

Las señales químicas pueden ser: HIDROFÍLICAS: de naturaleza protéica Son moléculas pequeñas de acción rápida, con receptores de superficie (en la membrana) Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) Derivadas de aminoácidos: adrenalina, histamina acetil colina, serotonina (neurotransmisores). HIDROFOBICAS: lípidos o sustancias lipofílicas Son moléculas grandes de acción lenta, Con receptores intracelulares: Esteroideas, acido retinoico, tiroxina. b. Con receptores de superficie: Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.

Complejo ligando-receptor Señal hidrofílica Señal lipofilica Receptor extra celular Receptor intracelular Activación de segundos mensajeros Citoplasma

El reconocimiento de la señal Los ligandos variados, forman complejos con receptores específicos extra o intracelulares Cada célula responde a un conjunto de señales y es llamada célula objetivo, blanco, diana o receptora de la señal. El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula para obtener una respuesta biológica específica (transducción de la señal).

LIGANDOS HIDROFÓBICOS Transporte por proteínas específicas, Atraviesan fácilmente la membrana, Receptores intra- celulares, No requieren 2dos. Mensajeros, Actúan en el nucleo Proteína transportadora en la sangre Hormona Receptor citosólico Núcleo Complejo Hormona receptor Receptor nuclear Alteración de la transcripción de genes específicos

LIGANDOS HIDROFILICOS Interactúan con receptores de superficie, La señal no entra a la célula, Utilizan 2dos. mensajeros: (AMPc, GMPc, Ca++,IP3, Diacil glicerol Complejo ligando receptor membralal Señal protéica Receptor de superficie Baja concentración de 2dos. mensajeros Alta concentración de 2dos. mensajeros

Variedad de Receptores a. Extracelulares (ransductores de señales hidrofílicas) son 3 grupos: Los que abren canales iónicos por efecto del ligando (ionotrópicos) Acoplados a proteína G Receptores con actividad enzimática (de tirosina cinasa) b. Intracelulares: para señales hidrofóbicas (citosólicos o nucleares) Los receptores son moléculas protéicas

Receptores acoplados a proteína G Llamados de superficie ó membranales Pueden estar apagados o encendidos Comunican con el citoplasma estimulando proteínas G, Proteínas G por efecto del ligando unido al receptor, se auto activan o desactivan. Proteína G, activada envía señales a enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan sobre ATP ó GTP AMPc ó GMPc (2do. mensajero o mensajero intracelular)

RECEPTORES DE MEMBRANA (extracelulares o de superficie) Son proteínas que recocen moléculas con señales, Ej: hormonas protéicas, o péptidos. La unión receptor- señal, produce respuestas específicas intra celulares: señales de transducción. Señales químicas Receptores

Transdución de señal hidrofílica Receptores Membranales Ligando Medio extracelular Proteína G α R GDP Citosol R γ β GTP Memb rana Fosforilación de glucosa Glucogenólisis P-G Núcleo ATP Adenil ciclasa Kinasas R AMPc R AMPc AMPc R R

Receptores hidrofílicos Forman canales iónicos Receptor de membrana Ligando (1er. Mensajero) Guanilil ciclasa GTP Señal de transducción GMPc = 2do. mensajero

Transducción de la señal para ligandos acoplados a protéina G El efecto cascada que es disparado por la proteína G activa, La proteína G posee 3 subunidades proteicas alfa, beta y gamma. En su forma inactiva las 3 subunidades se encuentran unidas, la alfa tiene el GDP. El receptor activa la proteína G, la subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y se separa de las subunidades beta y gamma

Ejemplos de acción de la proteína G Canal de potasio dependiente de proteina G Apertura de canal de K Ad. C Prot. G

Receptores acoplados a proteína G (para adrenalina, glucagón, serotonina))

2. Receptores de canal iónico Receptores que abren canales (acetil colina) LIGANDO Na+ Exterior Citosol Na+ Respuesta: Apertura de canal

Receptores asociados a tirosina cinasa (eritropoyetina, interferones)

Los receptores asociados a tirosina cinasas: Son activados por factores de crecimiento (ligandos, estímulos, señales químicas ) Desencadenan cascadas de señalización intracelular, similares a la proteína G (fosforilaciones de treonina y serina) Regulan eventos transcripcionales esenciales para la proliferación y diferenciación celular (en primeras fases del desarrollo embrionario)

Tirosina cinasas y Ras Ras son familias de proteínas adaptadoras para la transducción de señales de la membrana al citosol, para control de la proliferación y diferenciación celular, Interactúan con proteínas G y desencadenan la activación de segundos mensajeros que pueden ser AMP, GMP, IP3 o DAG.

Receptores de actividad intrínseca

Receptores de ligandos hidrofóbicos Ligando esteroideo Son protéicos Su localización es citosólica o intranuclear, La interacción hormona-receptor desencadena eventos de acción Receptores lenta. intracelulares R R R R R R R

Segundos mensajeros Son moléculas que transmiten señales desde ligandos extracelulares, al interior de la celula. Variedad de segundos mensajeros (o mensajeros intracelulares): AMPC activa variedad de kinasas IONES CALCIO Necesario para la actividad del múscular Inositol fosfato (IP3) Libera calcio Diacil glecerol Activa proteinas kinasasc

Fosfolipasa C familia de enzimas intracelulares y de membrana en organismos eucariotas que participa en los procesos de transducción de señales Las fosfolipasas C participan en el metabolismo de los fosfatidilinositol bifosfato (PIP2) y las vías calcio-dependientes de la señalización celular relacionados con lípidos Cataliza la reacción hidrolizando al fosfatidil inositos en IP3 y DAGproductos de la reacción son el inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG). Tanto el IP3 como el DAG tienen funciones individuales, participando en el movimiento de calcio dentro del citosol y estimulando la fosforilación de las cadenas ligeras de miosina, respectivamente.

Función de la fosfolipasa C La PLC participa en mecanismos catalíticos que generan inositol trifosfatos (IP3) y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan la actividad de proteínas hacia abajo en la cascada de señalización celular. el IP3 es soluble y difunde a través del citoplasma e interactúa con receptores específicos IP3 del retículo endoplásmico, causando la liberación de calcio, elevando así las concentraciones de calcio intracelular.

Síntesis de 2dos. mensajeros AMPc: por acción de la adenil ciclasa, a partir de ATP. GMPc: por la guanil ciclasa a partir de GTP. CA++: liberado del retículo endoplásmico o entra al citosol del espacio extra celular al abrirse canales específicos. IP3 y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil inositol, por acción de la fosfolipasa C.

Algunas proteinas G usan como segundos mensajeros Trifosfato de inositol (IP3) Diacil glicerol (DAG)s Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C (fosfolípido de la membrana) Fosfato de inositol Fosfo lipasa Cb Proteína Gp

El óxido nítrico (NO): Gas hidrofóbico sintetizado en distintas células del organismo por la oxido nitrico sintetasa a partir del aminoácido arginina, Esencial como molécula de señalización celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero, Tiene un papel relevante en el cerebro y en el sistema cardiovascular. Implicado en varias enfermedades debido a déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil e insuficiencia cardiaca

Actividad de los antidepresivos (señales) para estimular la actividad neuronal Síntesis de NO

Destino final de la señal Eliminación: Por difusión hacia el espacio extracelualr Por inactivación enzimática: colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) entre otras. Por recaptación y degradación lisosómica.

TAREA Elabore un esquema de la interacción ligando-receptor Cuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y segundos mensajeros? A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan segundos mensajeros? Los receptores de ligandos lipofílicos se localizan sólo intracelularmente? Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o insulina, Existen enfermedades asociadas a interrupción de señalización por proteínas G en humanos? Cuáles son y que función tienen los mensajeros intracelulares?

Próxima semana Ciclo celular completo: interfase y mitosis Hay laboratorio práctico: observación de células en proceso mitótico y citocinesis D

Gracias por su atención udas???

Gracias por su atención udas???