SEÑALIZACIÓN CELULAR
O COMUNICACION CELULAR
SEÑALIZACIÓN CELULAR
CONCEPTOS GENERALES
En el caso de organísmos multicelulares
las células estan organizadas en tejidos:
grupos de células especializadas
con funciones comunes.
• Tejido muscular
• Tejido nervioso
• Tejido Conjuntivo
• Tejido Epitelial
Los tejidos estan organizados en forma consertada formando Organos
.
Individuo
Sistema
Órgano
Tejidos
Célula
Moléculas
• Ninguna célula vive aislada de otras. siempre existe una comunicación.
• Por contacto directo célula a célula
• Por sustancias químicas: Hormonas, neurotransmisores
• En plantas y animales: moléculas de señalización: áctuan dentro del organismo para controlar procesos metabólicos intracelulares, crecimiento y diferenciación de tejidos, síntesis y secreción de proteínas etc.
Objeto de la señalización
CRECIMIENTO
PROLIFERACIÓN
DIFERENCIACIÓN
METABOLISMOSINTESIS Y SECRECION
moléculas de señalización
• Células de plantas y animales liberan sustancias (hormonas, proteínas, neurotransmisores) que se trasladan a otras células a cierta distancia.
Para el correcto funcionamiento de órganos
Sistemas organismo
• Estas comunicaciones se llevan a cabo por señales químicasseñales químicas..
SEÑALIZACIÓN CELULAR
COMUNICACIÓN ENTRE CELULAS MEDIANTE COMPUESTOS QUIMICOS
(SEÑALES), QUE SE LIBERAN EN UNA CELULA Y GENERAN RESPUESTAS
DETERMINADAS EN OTRA CÉLULA (DIANA O BLANCO)
Quienes participan?• Célula de señalización• Ligando ó molécula de señalización
• Célula Diana• Receptor
• Ligando: Molécula señal (sustancia química secretada)
• Receptor: Moléculas unidas a la membrana plasmática (en célula diana blanco), QUE SE UNE AL LIGANDO
UNION RECEPTOR-LIGANDORecepción de señalRecepción de señal
PROCESO de conversión de Señales intracelulares
Transducción de señalTransducción de señal
Respuesta Celular
RESPUESTA
Conversión de una señal de una forma a otra
* Comunicación por teléfono: señal eléctrica señal sonora
* Comunicación celular: señal extracelular señal intracelular
Transducción de señales
TIPOS DE SEÑALIZACION
SEÑALIZACIÓN DIRECTA CÉLULA-CÉLULA
Señalización por contacto directo :
• Reconocimiento célula –célula :
Dos células se pueden comunicar por interacción entre moléculas de sus superficies.
1. Por medio de CAMS (moléculas de adhesión celular)
• Son proteínas integrales de membrana especializadas
2. Uniones en hendidura (tipo gap o uniones comunicantes)
3. Uniones por desmosomas y semidemosomas
• Filamentos intermedios de una célula con otra o con matriz.
• Determinan forma y rigidez de muchos tejidos.
• Se clasifica deacuerdo a la distancia en donde opera la molécula de señalización.
SEÑALIZACIÓN MEDIADA POR MOLÉCULAS SECRETADAS
• En animales , la señalización mediante moléculas extracelulares solubles se clasifica:
SEÑALIZACIÓN MEDIADA POR MOLÉCULAS SECRETADAS
• PARACRINA– CÉLULAS INMEDIATAS
• ENDOCRINA TORRENTE CIRCULATORIO
• AUTOCRINA– CÉLULAS DEL MISMO TIPO
SEÑALIZACIÓN PARACRINA
Regulación Local : una substancia que influye sobre las células vecinas
Ejemplo: Factores de crecimiento, conducción de señal por neurotrasmisor (cel nerviosa a nerviosa), (nervioasa a muscular).
SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA
• Señalización a larga distancia, a traves del torrente circulatorio
• Ejemplo: Hormonas
SEÑALIZACIÓN AUTOCRINA
• Las células responden a sustancias que ellas mismas liberan.
• Ejemplo: algunos factores de crecimiento, células tumorales
ETAPAS DE LA SEÑALIZACION
PASOS PARA LA SEÑALIZACIÓN• SÍNTESIS DEL LIGANDO
• LIBERACIÓN DE LA SUSTANCIA QUÍMICA POR LA CÉLULA
• TRANSPORTE HACIA LA CÉLULA DIANA
• DETECCIÓN DEL MENSAJERO POR PROTEÍNAS RECEPTORAS ESPECÍFICAS
• CAMBIO EN EL METABOLISMO CELULAR CAUSADO POR RECEPTOR-LIGANDO (TRASDUCCION)
• RESPUESTA A LA SEÑAL
1.RECEPCION DE SEÑAL ( UNION DE SEÑAL ( UNION LIGANDO-RECEPTOR)LIGANDO-RECEPTOR)
1.TRANSDUCCION DE SEÑALDE SEÑAL
1.1.RESPUESTA CELULARRESPUESTA CELULAR
SEÑALES
LIGANDO: Diversas sustancias química:
HIDROFÍLICAS
LIPOFÍLICAS
ESTEROIDEAS
PROTEICAS
SEÑALES. EJEMPLOS
• ÓXIDO NÍTRICO Y MONÓXIDO DE CARBONO
• HORMONAS PEPTÍDICAS Y FACTORES DE CRECIMIENTO
• NEUROTRANSMISORES• EICOSANOIDES
(PROSTAGLANDINAS)• HORMONAS VEGETALES
HORMONAS PROTEICAS
RECEPTORES. CLASIFICACIÓN 1
MEMBRANALES
CITOPLASMÁTICOS
NUCLEARES
RECEPTORES INTRACELULARES
GEN
LIGANDO: HIDRÓFOBAS Hormonas esteroides y tiroideas
RECEPTORES MEMBRANALES
CASCADAS DE SEÑALIZACIÓN
Ligando: HIDRÓFILAS
Neurotransmisores, hormonas protéicas y glicoproteínas
1.1. RECEPCION RECEPCION : : célula blanco o diana detecta una señal externa (ligando). UNION ESÉCIFICA
• Molécula señal se enlaza con su proteína receptora
causando un cambio en la estructura de la proteína.
• Solubles en agua
Enorme variedad de Enorme variedad de
receptores receptores
en la superficie celular.en la superficie celular.
TIPOS DE RECEPTORES DE MEMRANA
3 tipos de receptores de superficie:
• Receptores asociados a canales iónicos
• Receptores asociados a proteína G
• Receptores asociados a enzimas
1. Receptores acoplados a Proteína G:
En todas las células eucariotes.
Receptores de Neurotrasmisores
De hormonas,
Recepción sensorial (visión, gusto y olor).
Respuesta generada: Cambia actividad de proteínas preexistentes.
Enzima efectora
Trasductor
SUBUNIDADES UNIDA A CARA INTERNA
DE MEMBRANA CELULAR
2. Receptores de Canales Ionicos:
Son poros proteícos en la membrana que se cierran o abren en respuesta a una señal química . Permitiendo la entrada o salida de iones como Na + o Ca 2+.
CANALES IÓNICOS
ETAPAS DE LA SEÑALIZACIONETAPAS DE LA SEÑALIZACION
1.RECEPCION
2.TRANSDUCCION
3.3.RESPUESTARESPUESTA
TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
Cambios en la actividad de proteínas intracelulares.
Proceso que se da al
interior de la célula,
una vez se ha recibido la señal.
El mensaje es recibido a través deuna serie de moléculas de señalizaciónintracelulares hasta que una determinadaenzima es activada, un determinado genes expresado.“Como el teléfono roto………”
VIAS DE TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
• Existen diversas vías intracelulares de transducción de señales, de diferente complejidad y modo como transducen la señal.
Cascada de señalización
Secuencia de reacciones de proteínasque actúan en cadena para transmitirseñal en la célula.
• En cada etapa la señal es transmitida a una nueva forma, un cambio conformacional en la proteína.
Las reacciones incluyen frecuentementefosforilaciones y desfosforilaciones
• .
FOSFORILACION PROTEICA
Fosforilación ProteícaFosforilación Proteíca::
• La fosforilación proteíca: mecanísmo esencial en las células para regular la actividad proteíca para generar una respuesta celular
• La adición de fosfatos muchas veces pasa de inactiva a activa una proteína.
• Ligandos: Al fijarse al receptor son llamados “Primeros mensajeros”: conduce al corto aumento o disminución de otras moléculas de señalización intracelular, de bajo peso molecular:
Segundos mensajerosSegundos mensajeros
Ejemplos de segundos Ejemplos de segundos mensajerosmensajeros
•AMP cíclico•GMP cíclico• 1,2-Diacilglicerol• Inositol• Ca
Los segundos mensajeros Los segundos mensajeros
desencadenan una cascada desencadenan una cascada
de procesos internosde procesos internos
• Concentración intracelular elevada de uno o más segundos mensajeros, después de la unión de una molécula de señalización externa
• Alteración rápida en la actividad de una o más enzimas o proteínas.
Elevación Ca intracelular
Contracción muscular
Acetil colina(Neurotransmisor)
2do mensajero
Ejemplo.1ro
Ligando
Ejemplos.
• Aumento en el Ca desencadenan exocitosis de vesículas secretoras en las células endocrinas y de vesículas que continen neurotrasmisores en células nerviosas.
ETAPAS DE LA SEñALIZACIONETAPAS DE LA SEñALIZACION
1.RECEPCION
2.TRANSDUCCION
3.RESPUESTA
33. RESPUESTA. RESPUESTA
Dos tipos de respuesta:Dos tipos de respuesta:
• Cambios en la actividad o función de proteínas preexistentes.
• Cambios en las cantidades de proteínas específicas producidas (como resultado de la modificación de factores de trasncripción que conducen a la activación o la represíón de la transcripción de los genes).
Respuesta: Cambio comportamiento celular
Alteración actividad enzimáticaCambios organización citoesqueletoCambios en permeabilidad de iones Activación síntesis de ADNActivación o represión de genes
CRECIMIENTO
PROLIFERACIÓN
DIFERENCIACIÓN
METABOLISMO
Cada célula responde a una serie limitada de señales.
Además, La misma señal puede producir respuestasdiferentes en células dianas distintas.
Ejemplo: Respuesta de distintos tipos celulares a acetilcolina