Receptores Transducción de señales Las células poseen mecanismos muy elaborados y variados de transmisión e interpretación de señales que permiten una coordinación de sus actividades en comunidades unicelulares o multicelulares. Transducción de señales

Acción de los receptores Señal Receptor Transmisor Efector Mediador Proteína activada por iones Respuesta celular Proteína G sustrato del receptor Señal química Metabolitos Hormonas Neurotransmisores Mediadores Sustancias olorosas Sustancias gustativas Otras moléculas Iones inorgánicos Señales físicas Luz Impulsos eléctricos Estímulos mecánicos Activador Proteincinasa Canal iónico Respuesta celular

MEMBRANA CELULAR - FUNCIONES 1. COMPARTAMENTALIZACIÓN Protegen la célula o a la organelas del medio externo. Mantienen una forma estable de la célula u organela 2. TRANSPORTE DE SOLUTOS Transportar físicamente sustancias de un lado a otro de la membrana, con frecuencia de una región donde un soluto se encuentra en baja concentración a otra donde dicho soluto muestra concentración más alta. Así se evita que la célula acumule azúcares y aminoácidos. 3 SEÑALIZACIÓN Moléculas (ligandos) se unen a la membrana (receptores) sin atravesarla. Esta interacción provoca que la membrana genere una nueva señal que estimula o inhibe actividades internas de la célula. 4 INTERACCIÓN CÉLULA-CÉLULA Células adyacentes intercambian materiales e información permite la comunicación y mediar las interacciones entre ellas 5 MOTILIDAD Permiten la motilidad de algunas células u orgánulos

Funcionamiento celular Mamíferos interacción Células Nervioso Es el resultado de la Funcionamiento celular De los Mamíferos interacción Entre las Células Nervioso Que constituyen los De los sistemas Endocrino Tejidos y órganos Excretor Circulatorio

Interacción entre proteínas de Membrana Las células se Comunican Células alejadas Células adyacentes Intercambio directo de moléculas Interacción entre proteínas de Membrana Síntesis y liberación moléculas que actúan como Mensajeros químicos o señales extracelulares Al medio extracelular Reconocidas por A través de Uniones comunicantes Células blanco Moléculas señal o ligando: se unen a un receptor en la membrana plasmática de la célula blanco. Pueden ser: proteínas, péptidos, aminoácidos, nucleótidos, lípidos, glucolípidos, glucoproteínas, óxido nítrico.

RECEPTORES Una célula está expuesta a cientos de moléculas señalizadoras diferentes de su entorno Libres en el líquido extracelular Unidas a las superficies de las células vecinas Cada célula debe responder en forma selectiva a esta mezcla de señales, ignorar algunas de ellas y reaccionar frente a otras de acuerdo con su función especializada

Molécula señalizadora RECEPTORES Molécula señalizadora No receptor No reacción = Al producir un solo tipo de receptor de miles posibles, la célula restringe los tipos de señales que pueden afectarla Sin embargo este número limitado de señales puede controlar el comportamiento de la cél de manera compleja de dos maneras: Primero. Una señal que se une a un tipo de proteína receptora puede causa múltiples efectos en la célula diana: Podría alterar: La forma, Movimientos, Metabolismo, La expresión génica

RECEPTORES Segundo tipo de complejidad. Se debe a la existencia de distintos receptores en una misma célula. Esta variedad determina que la célula sea sensible en forma simultánea a muchas señales extracelulares Estas señales al actuar en conjunto, pueden evocar R mayores que la suma de los efectos que evocaría cada señal por sí misma. Los sistemas intracelulares de transmisión de las distintas señales interactúan de modo que la presencia de una señal puede modificar las respuestas a otras señales Así, una combinación de señales podría posibilitar la supervivencia de la célula, otra podría conducir a una diferenciación especializada y otra podría inducir la división celular

RECEPTORES La señal proveniente de un receptor ubicado en la superficie celular se transporta hacia el interior de la célula a través de la interacción de un grupo de mediadores moleculares capaces de producir efectos generalizados a la célula En ausencia de señales la mayoría de las células animales están programadas para autodestruirse

RECEPTORES Este sistema de transmisión intracelular y los sitios intracelulares sobre los que actúa varían de una célula a otra según su especialización, de modo que distintos tipos celulares responden a la misma señal de diferentes maneras Por ejemplo: Si se expone el músculo cardíaco al neurotransmisor acetilcolina, la frecuencia y la fuerza de contracción disminuyen, pero Si se expone una glándula salival a la misma señal, la glándula secreta componentes de la saliva

RECEPTORES Cascada de señalización La recepción de la señal comienza cuando una señal originada en el exterior de la célula diana encuentra una molécula diana perteneciente a esa célula En casi todos los casos la molécula diana es una proteína receptora (o un receptor) y cada receptor se activa por un solo tipo de señal La proteína receptora realiza el primer paso de la transducción: recibe una señal externa y genera como respuesta una nueva señal intracelular Como regla éste es solo el primer paso de una cadena de procesos intracelulares de transducción de la señal

RECEPTORES El mensaje pasa de una molécula señalizadora intracelular a otra y cada una de ellas activa o genera la siguiente molécula señalizadora de la cadena hasta que se genere una Respuesta final que se denomina respuesta celular por ejemplo: Se activa una Enzima metabólica. Se inicia la expresión de un gen o Se modifica la configuración del citoesqueleto

RECEPTORES Estas cadenas de transmisión, o cascadas de señalización, de las moléculas de señalización intracelular tienen varias funciones cruciales Transforman (o transducen) la señal en una forma molecular más adecuada para transmitir la señal o estimular una Respuesta Transmiten la señal desde el punto en el que la célula la recibe hacia el punto en el que se produce la Respuesta Amplifican la señal recibida Distribuyen la señal Existe la modulación por otros factores en cada paso (x ej; otras señales externas), así pueden modificarse las señales de acuerdo a las condiciones de la célula

RECEPTORES CLASIFICACIÓN Los Receptores Localización Se clasifican según su Localización Estas moléculas dependen de proteínas receptoras ubicados sobre la superficie de la célula para transmitir su mensaje a través de la membrana Una vez dentro de la célula, estas moléculas señalizadoras activan enzimas intracelulares o se unen a proteínas receptoras presentes en el interior de la célula que regulan la expresión de los genes PROTEÍNAS RECEPTORAS Tres grandes familias: Asociados a un canal iónico. Con actividad enzimática. Asociados a proteína G.

1 Receptores intracelulares Proteínas Citoplasma o núcleo 2 3 genes Que se ubican Receptores intracelulares son Proteínas Citoplasma o núcleo 2 3 Se unen a Que interactúa directamente con los genes Formando un complejo Moléculas señal Liposolubles Que pueden difundirse A través de la Hormonas lipídicas como la progesterona, el estrógeno y la testosterona se unen a receptores intracelulares de la célula blanco. Membrana plasmática

RECEPTORES La activación directa de una E es una estrategia eficaz que permite que una señal extracelular pueda provocar alteraciones en una célula en un lapso de segundos o minutos. El óxido nítrico (NO) actúa de esta manera Este gas disuelto se difunde con rapidez hacia fuera de la célula que lo genera y penetra en las células vecinas. El NO se forma a partir del aa arginina y actúa como mediador local en muchos tejidos Las céls endoteliales (céls planas que revisten los vasos sanguíneos) liberan NO en R a la estimulación que reciben de las terminaciones nerviosas Esta señal de NO relaja las céls del músculo liso de las paredes de los vasos, que se dilatan, y esto permite que la sangre fluya con mayor libertad

RECEPTORES

RECEPTORES Efectos del NO: Responsable de la acción de la nitroglicerina que se utiliza para el Tx de los pacientes con angina (dolor causado por flujo inadecuado de sangre hacia el músculo cardíaco). En el cpo la nitroglicerina se convierte en NO, que relaja rápidamente las arterias coronarias y aumenta el flujo de sangre al corazón Muchas céls nerviosas también utilizan NO para enviar señales a céls vecinas

Receptores de superficie son Proteínas celular Membrana Ubicadas a lo largo de la Receptores de superficie celular son Proteínas transportadoras Membrana plamática Que fijan Moléculas señal hidrosolubles Es decir Que no pueden difundirse a través de la membrana Hormonas peptídicas como la insulina, neurotransmisores y factores de crecimiento se unen a este tipo de receptores.

RECEPTORES Familias de proteínas receptoras de la superficie celular La gran mayoría de las moléculas señalizadoras no pueden atravesar la membrana plasmática de la célula diana porq son muy grandes o porq son hidrófilas Estas proteínas, péptidos y otras moléculas grandes e hidrosolubles se unen a proteínas receptoras que atraviesan la membrana plasmática Los receptores transmembrana detectan la señal en el exterior y transmiten el mensaje La mayor parte de las proteínas receptoras de la superficie celular pertenecen a una de tres grandes familias: Receptores asociados con canales iónicos Receptores asociados con proteínas G Receptores asociados con enzimas

Receptores asociados a un canal iónico. Los receptores de superficie celular pueden utilizar distintos mecanismos de transducción de señales, lo que permite distinguir por lo menos 3 grupos de los receptores: Receptores asociados a un canal iónico. Receptores con actividad enzimática. Receptores asociados a proteína G.

Receptores asociados a canal iónico Son proteínas transmembrana que se organizan en una estructura con forma de canal que cruza la membrana plasmática y permite el flujo de iones a través de ella.

Receptores asociados a canal iónico Cuando la molécula señal se une al receptor, éste sufre un cambio conformacional que lo abre y permite la entrada de iones al citoplasma.

Ejemplo de Receptores de acetilcolina Membrana plasmática Neuronas y Se ubican en la de Receptores de acetilcolina Membrana plasmática Neuronas y fibras musculares Donde la Acetilcolina Provoca la apertura de un Canal iónico del Receptor Permitiendo el Impulsos Nerviosos y la contracción muscular Gatillando la generación de Hacia el Flujos de Na+ Ca+2 Citoplasma

Receptores de actividad enzimática Son proteínas transmembrana que tienen actividad enzimática en su región citoplasmática, que se activa una vez que la señal extracelular se une al receptor.

Receptores de actividad enzimática Por lo general, corresponden a proteínas quinasas , es decir, enzimas que añaden un grupo fosfato que extraen del ATP a proteínas, reacción llamada fosforilación. La fosforilación regula la actividad de numerosas proteínas celulares, pudiendo activar o inhibir su función.

Ejemplo Receptor de insulina Proteína transmembrana a insulina Es una Proteína transmembrana Tiene un a insulina Sitio de unión 2 sub.α Formada por subunidades extracelulares Posee actividad 2 sub. β Quinasa

al La unión insulina receptor Actividad quinasa Subunidades β célula De la al Induce la activación de la La unión insulina receptor Actividad quinasa De las Subunidades β Las cuales inician una Que participan en la entrada de De otras célula glucosa fosforilación A la Proteínas quinasas

Receptores asociados a proteína G Son proteínas transmembrana que por su porción extracelular se ensamblan a la molécula señal lo que provoca que su región intracelular interactúa con una proteína GTPasa o proteína G.

Receptores asociados a proteína G La proteína G, debido a la unión señal receptor, sufre un cambio conformacional que la activa. La proteína G activada, a su ves, regula la actividad de enzimas implicadas en la generación de segundos mensajeros.

Ejemplo Son hepatocitos Células de reserva glucosa glucógeno de En forma de Son hepatocitos Células de reserva glucosa glucógeno de Provoca la necesidad de un Realizándose por la liberación de El aumento del estrés Aumento de glucosa adrenalina Se unen a De los Localizados en la hepatocitos Membrana plasmática Receptores β adrenérgicos

Proteínas transmembrana Receptores Β-adrenérgicos adrenalina son Que al fijar la Proteínas transmembrana Receptores Β-adrenérgicos adrenalina son Activa a una Que induce la activación de la enzima Segundo Mensajero AMPc Que cataliza la síntesis de un Adenilato ciclasa Proteína G Activando una serie de que fosforilan A la Glucógeno fosforilasa quinasas Enzima La que participa en la transformación de Torrente sanguíneo Para que sea liberada al en glucosa glucógeno

RECEPTORES

Receptores ionotrópicos y metabotrópicos

Interacciones Ligando Receptor Los receptores sólo reconocen ciertos ligandos y esta interacción està basada mayormente en la estructura física, química del ligando. La interacción entre un receptor en particular y el ligando debe ser específica (UNICA ) Sin embargo existen múltiples receptores para cada NT de manera que un NT puede activar a diferentes receptores. Para algunos NT los receptores pueden ser ambos: ionotrópicos y metabotrópicos ( glutamato, GABA, epinefrina, acetil colina y serotonina)  rápido y lenta neurotrasmisión Para otros NT solamente son metabotrópicos (dopamina, encefalina, endorfina)  lenta neurotrasmisión Un NT puede activar a ambos Gs y Gi-acoplados a receptores.