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COMUCOMUNICANICACIÓNCIÓN CELULARCELULAR
Evidencias de aprendizajeEvidencias de aprendizaje::
Al finalizar la actividad el estudiante podrá:Al finalizar la actividad el estudiante podrá: Identificar los mecanismos que permiten que Identificar los mecanismos que permiten que
ocurra la comunicación celular.ocurra la comunicación celular. Explicar la importancia de la comunicación Explicar la importancia de la comunicación
celular en el metabolismo.celular en el metabolismo.
En el laboratorio:En el laboratorio: Resuelve crucigrama, guía de estudio y una Resuelve crucigrama, guía de estudio y una
hoja de trabajo, elabora mapas conceptualeshoja de trabajo, elabora mapas conceptuales
COMUNICACIÓN CELULARCOMUNICACIÓN CELULAR
RECEPTOR
Células secretoras
Liberadoras de señales
quimicas o ligandos
Célula receptora(blanco, diana
u objetivo)
Mensaje
R
R
R
R
R
R
R
R
Ligando: molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica
Ligando, señal química
Tipos de comunicación Tipos de comunicación celularcelular
EndócrinaEndócrinaParácrinaParácrinaAutócrinaAutócrinaYuxtácrina (contacto célula a Yuxtácrina (contacto célula a
célula o a MEC) célula o a MEC) Gaseosa: NO y COGaseosa: NO y CO
COMUNICACIÓN ENDOCRINACOMUNICACIÓN ENDOCRINA
Ocurre entre células a distancia , por medio Ocurre entre células a distancia , por medio de señales químicas llamadas hormonasde señales químicas llamadas hormonas
Glándula
secretora
Producto secretorio (hormona)
Molécula química se transporta en la sangre desde la célula secretora a la
célula efectora
La señal recorre cierta distanciaa través de la sangre
COMUNICACIÓN PARACRINACOMUNICACIÓN PARACRINA Ocurre entre células cercanas o adyacentes Ocurre entre células cercanas o adyacentes Neirotransmisores
Célula presináptica
Célula postsinaptica
Ejemplo de comunicación parácrinaEjemplo de comunicación parácrina
Sinapsis entre Sinapsis entre neuronas: neuronas:
a.a. NEURONA NEURONA presináptica presináptica libera un neuro libera un neuro transmisor y transmisor y
b.b. postsináptica que postsináptica que recibe el recibe el estímulo.estímulo.
c.c. Entre neurona y Entre neurona y fibra muscular.fibra muscular.
COMUNICACIÓN AUTÓCRINACOMUNICACIÓN AUTÓCRINAAutoestimulación, la célula responde a sus mismas señales: cascada de la coagulación, células inmunitarias
a. El receptor a. El receptor ßß11
postsináptico, postsináptico, responde a la acción responde a la acción biológica de la biológica de la noradrenalina.noradrenalina.
b. El receptor b. El receptor αα22
presináptico, actúa presináptico, actúa como un autocomo un autoreceptor, para regular receptor, para regular la secreción del la secreción del neurotransmisorneurotransmisor
Ejemplo de comunicación autócrina
Comunicación yuxtácrinaComunicación yuxtácrina Por contacto con otras células o con la Por contacto con otras células o con la
matriz extracelular, mediante moléculas de , mediante moléculas de adhesión celular..
Entre células homólogas es esencial para Entre células homólogas es esencial para control del crecimiento celular y control del crecimiento celular y formación de los formación de los tejidos, ,
Entre células heterólogas es muy Entre células heterólogas es muy importante para el reconocimiento que importante para el reconocimiento que realiza el realiza el sistema inmune, ,
Ocurre mediante uniones tipo Ocurre mediante uniones tipo GGapap..
SECUENCIA DE EVENTOS EN LA SECUENCIA DE EVENTOS EN LA COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULASCOMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS
Síntesis de la señal química por la célula Síntesis de la señal química por la célula secretora (emisora),secretora (emisora),
Exocitosis de la señal,Exocitosis de la señal, Transporte de la señal hacia la célula blanco o Transporte de la señal hacia la célula blanco o
diana (célula receptora),diana (célula receptora), Recepción del mensaje por Recepción del mensaje por proteínas proteínas
receptoras específicas en las células objetivo,receptoras específicas en las células objetivo, Cambios del metabolismo en célula receptora,Cambios del metabolismo en célula receptora, Finalmente eliminación de la señal.Finalmente eliminación de la señal.
Respuestas celulares a actividad Respuestas celulares a actividad de las señales químicasde las señales químicas
Modificación de la actividad enzimática: Modificación de la actividad enzimática: activándo o inhibiéndo procesosactivándo o inhibiéndo procesos
Cambios de la organización del Cambios de la organización del citoesqueleto: según necesidadescitoesqueleto: según necesidades
••Cambios en la permeabilidad al paso de Cambios en la permeabilidad al paso de iones por acción de neurotransmisores,iones por acción de neurotransmisores,
Activación de la síntesis de ADN y ARNActivación de la síntesis de ADN y ARN Activación o represión de los genesActivación o represión de los genes
Ligandos y ReceptoresLigandos y Receptores Los ligandos:Los ligandos: (1ros. mensajeros o señales (1ros. mensajeros o señales
químicas), son moléculas de naturaleza químicas), son moléculas de naturaleza proteica o lípidos, ponen en contacto células proteica o lípidos, ponen en contacto células vecinas o distantes. vecinas o distantes.
Los receptores:Los receptores: Casi todos son proteicos, se Casi todos son proteicos, se localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo. localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo.
Las células de mamíferos poseen diversos Las células de mamíferos poseen diversos tipos de tipos de receptoresreceptores, por ejemplo:, por ejemplo:
a. de factores de crecimiento , hormonas, a. de factores de crecimiento , hormonas,
b. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa Cb. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa C
Las señales químicas pueden ser:Las señales químicas pueden ser: HIDROFÍLICAS: de naturaleza protéicaHIDROFÍLICAS: de naturaleza protéica Son moléculas pequeñas de acción rápida, con Son moléculas pequeñas de acción rápida, con receptores de superficie (en la membrana)receptores de superficie (en la membrana)
a.a. Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) b.b. Derivadas de aminoácidos: adrenalina, histaminaDerivadas de aminoácidos: adrenalina, histamina
acetil colina, serotonina (neurotransmisores).acetil colina, serotonina (neurotransmisores).
HIDROFOBICAS:HIDROFOBICAS: lípidos o sustancias lipofílicas lípidos o sustancias lipofílicas Son moléculas grandes de acción lenta,Son moléculas grandes de acción lenta,
a.a. Con receptores intracelulares: Con receptores intracelulares: Esteroideas, acido retinoico, tiroxinaEsteroideas, acido retinoico, tiroxina..b. b. Con receptores de superficie:Con receptores de superficie: Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.
Complejo ligando-receptorComplejo ligando-receptor
Señal lipofilica
Receptor intracelular
Señal hidrofílica
Receptor extra celular
Activación de segundos mensajeros
Citoplasma
El reconocimiento de la El reconocimiento de la señalseñal
Los ligandos variados, forman complejos Los ligandos variados, forman complejos con receptores específicos extra o con receptores específicos extra o intracelularesintracelulares
Cada célula responde a un conjunto de Cada célula responde a un conjunto de señales y es llamada célula objetivo, blanco, señales y es llamada célula objetivo, blanco, diana o receptora de la señal.diana o receptora de la señal.
El complejo ligando-receptor transmite el El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula para obtener mensaje al interior de la célula para obtener una respuesta biológica específica una respuesta biológica específica (transducción de la señal). (transducción de la señal).
LIGANDOS HIDROFÓBICOSLIGANDOS HIDROFÓBICOS Transporte por Transporte por
proteínas proteínas específicas,específicas,
Atraviesan Atraviesan fácilmente la fácilmente la membrana,membrana,
Receptores intra-Receptores intra-
celulares,celulares, No requieren 2dos. No requieren 2dos.
Mensajeros,Mensajeros, Actúan en el nucleoActúan en el nucleo
Proteína transportadora en la sangre
Receptor citosólico
Complejo Hormona receptor
Alteración de la transcripción
de genes específicos
Receptornuclear
Núcleo
Hormona
LIGANDOS HIDROFILICOSLIGANDOS HIDROFILICOS Interactúan con Interactúan con
receptores de receptores de superficie,superficie,
La señal no La señal no
entra a la célula,entra a la célula, Utilizan 2dos. Utilizan 2dos.
mensajeros:mensajeros:
(AMPc, GMPc, Ca(AMPc, GMPc, Ca++
++,IP,IP3, 3, Diacil glicerolDiacil glicerol
Señal protéicaReceptor de superficie
Complejo ligando receptor membralal
Baja concentración de 2dos. mensajeros
Alta concentración de 2dos. mensajeros
Variedad de Receptores Variedad de Receptores a. a. ExtracelularesExtracelulares (ransductores de (ransductores de
señales hidrofílicas) son 3 grupos:señales hidrofílicas) son 3 grupos: Los que abren canales iónicos por efecto del Los que abren canales iónicos por efecto del
ligando (ionotrópicos)ligando (ionotrópicos) Acoplados a proteína GAcoplados a proteína G Receptores con actividad enzimática (de Receptores con actividad enzimática (de
tirosina cinasa)tirosina cinasa)
bb.. Intracelulares: para señales Intracelulares: para señales
hidrofóbicas hidrofóbicas (citosólicos o (citosólicos o
nucleares) nucleares)
LLos receptores son moléculas protéicasos receptores son moléculas protéicas
Receptores acoplados a proteína GReceptores acoplados a proteína G Llamados de superficie ó membranalesLlamados de superficie ó membranales Pueden estar apagados o encendidosPueden estar apagados o encendidos Comunican con el citoplasma estimulando Comunican con el citoplasma estimulando
proteínas proteínas G,G, Proteínas G por efecto del ligando unido al Proteínas G por efecto del ligando unido al
receptor, se auto activan o desactivan. receptor, se auto activan o desactivan. Proteína Proteína GG, activada envía señales a , activada envía señales a
enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan sobre ATP ó GTP AMPsobre ATP ó GTP AMPcc ó GMP ó GMPc c (2do. (2do. mensajero o mensajero intracelular)mensajero o mensajero intracelular)
RECEPTORES DE MEMBRANARECEPTORES DE MEMBRANA (extracelulares o de superficie)(extracelulares o de superficie)
Son proteínas queSon proteínas que recocen moléculas recocen moléculas
con señales, Ej:con señales, Ej: hormonas protéicas, hormonas protéicas,
o péptidos.o péptidos. La unión La unión receptor-receptor- señalseñal, produce , produce
respuestasrespuestas específicasespecíficas intra intra celulares: señales celulares: señales
de transducción.de transducción.
Señales químicas
Receptores
Transdución de señal hidrofílicaTransdución de señal hidrofílica
Núcleo
R
R
R
R
R
R
Receptores
MembranalesProteína
G Citosol
αα
ββ γγ
GD
P
GTP
Ligando
Adenil
ciclasa
P-G
ATP AMPc
AMPc
AMPc
Kinasas
GlucogenólisisFosforilación
de glucosa
Medio
extracelular
Membrana
Receptores hidrofílicosReceptores hidrofílicos Forman canales iónicosForman canales iónicos
LigandoReceptor de
membrana
Señal de transducción
Guanilil ciclasa
GTP
GMPc = 2do. mensajero
(1er. Mensajero)
Transducción de la señal para ligandos Transducción de la señal para ligandos acoplados a protéina Gacoplados a protéina G
El efecto cascada que es disparado por la El efecto cascada que es disparado por la proteína G activa, proteína G activa,
La proteína G posee 3 subunidades La proteína G posee 3 subunidades proteicas alfa, beta y gamma. proteicas alfa, beta y gamma.
En su forma inactiva las 3 subunidades se En su forma inactiva las 3 subunidades se encuentran unidas, la alfa tiene el GDP. encuentran unidas, la alfa tiene el GDP.
El receptor activa la proteína G, la El receptor activa la proteína G, la subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y se separa de las subunidades beta y se separa de las subunidades beta y gamma gamma
Ejemplos de acción de la proteína GEjemplos de acción de la proteína G
Apertura de canal de K
Prot. GAd. C
Canal de potasio dependiente de proteina G
Receptores acoplados a proteína GReceptores acoplados a proteína GReceptores acoplados a proteína G (para adrenalina, glucagón, serotonina))
2. Receptores de canal iónico2. Receptores de canal iónico
Na+
Na+
Receptores que abren canales (acetil colina)
Exterior
Citosol
LIGANDO
Respuesta: Apertura de canal
Receptores asociados a tirosina cinasa(eritropoyetina, interferones)
Los receptores asociados a Los receptores asociados a tirosina cinasas:tirosina cinasas:
Son activados por factores de crecimiento Son activados por factores de crecimiento (ligandos, estímulos, señales químicas )(ligandos, estímulos, señales químicas )
Desencadenan cascadas de señalización Desencadenan cascadas de señalización intracelular, similares a la proteína G intracelular, similares a la proteína G (fosforilaciones de treonina y serina)(fosforilaciones de treonina y serina)
Regulan eventos transcripcionales Regulan eventos transcripcionales esenciales para la proliferación y esenciales para la proliferación y diferenciación celular (en primeras fases del diferenciación celular (en primeras fases del desarrollo embrionario)desarrollo embrionario)
Tirosina cinasas y RasTirosina cinasas y Ras
Ras son familias de proteínas adaptadoras Ras son familias de proteínas adaptadoras para la transducción de señales de la para la transducción de señales de la membrana al citosol, para control de la membrana al citosol, para control de la proliferación y diferenciación celular,proliferación y diferenciación celular,
Interactúan con proteínas G y desencadenan Interactúan con proteínas G y desencadenan la activación de segundos mensajeros que la activación de segundos mensajeros que pueden ser AMP, GMP, IPpueden ser AMP, GMP, IP3 3 o DAG.o DAG.
Receptores de actividad intrínseca
Receptores de ligandos Receptores de ligandos hidrofóbicoshidrofóbicos
Son protéicosSon protéicos Su localizaciónSu localización es citosólicaes citosólica o intranuclear,o intranuclear, La interacciónLa interacción hormona-receptorhormona-receptor desencadena desencadena eventos de acción Receptoreseventos de acción Receptores lenta. intracelulareslenta. intracelulares
R
RR
R
R
R
R
Ligando esteroideo
Segundos mensajerosSegundos mensajeros Son moléculas que transmiten señales desde Son moléculas que transmiten señales desde
ligandos extracelulares, al interior de la celula.ligandos extracelulares, al interior de la celula.
Variedad de segundos mensajeros Variedad de segundos mensajeros
(o mensajeros intracelulares(o mensajeros intracelulares):):
AMPAMPC C activa variedad de kinasasactiva variedad de kinasas
IONES CALCIOIONES CALCIO Necesario para la Necesario para la
actividad del múscularactividad del múscular
Inositol fosfatoInositol fosfato (IP (IP33) ) Libera calcio
Diacil glecerolDiacil glecerol Activa proteinas kinasasActiva proteinas kinasascc
Fosfolipasa CFosfolipasa 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 lípidosCataliza 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 CFunción de la fosfolipasa C La PLC participa en mecanismos catalíticos que La PLC participa en mecanismos catalíticos que
generan inositol trifosfatos (IPgeneran inositol trifosfatos (IP33) )
y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan la actividad de proteínas hacia abajo en la la actividad de proteínas hacia abajo en la cascada de señalización celular. el IPcascada de señalización celular. el IP33 es es
soluble y difunde a través del citoplasma e soluble y difunde a través del citoplasma e interactúa con receptores específicos interactúa con receptores específicos IPIP33 del retículo endoplásmico, causando la del retículo endoplásmico, causando la
liberación de calcio, elevando así las liberación de calcio, elevando así las concentraciones de calcio intracelular.concentraciones de calcio intracelular.
Síntesis de 2dos. mensajerosSíntesis de 2dos. mensajeros
AMPc:AMPc: por acción de la adenil ciclasa, a partir por acción de la adenil ciclasa, a partir de ATP. de ATP.
GMPc:GMPc: por la guanil ciclasa a partir de GTP. por la guanil ciclasa a partir de GTP.
CA++:CA++: liberado del retículo endoplásmico o liberado del retículo endoplásmico o entra al citosol del espacio extra celular entra al citosol del espacio extra celular al abrirse canales específicos.al abrirse canales específicos.
IPIP3 3 y Diacil glicerol:y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil por hidrólisis del fosfatidil inositol, por acción de la fosfolipasa C.inositol, por acción de la fosfolipasa C.
Algunas proteinas G usan como segundos Algunas proteinas G usan como segundos mensajerosmensajeros
Trifosfato de inositol (IP3)Trifosfato de inositol (IP3) Diacil glicerol (DAG)sDiacil glicerol (DAG)s
Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C (fosfolípido de la membrana)(fosfolípido de la membrana)
Fosfolipasa Cb
Fosfato de inositol
Proteína Gp
El óxido nítricoEl óxido nítrico (NO): (NO): Gas hidrofóbico sintetizado en distintas Gas hidrofóbico sintetizado en distintas
células del organismo por la oxido nitrico células del organismo por la oxido nitrico sintetasa a partir del aminoácido arginina,sintetasa a partir del aminoácido arginina,
Esencial como molécula de señalización Esencial como molécula de señalización celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero, celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero,
Tiene un papel relevante en el cerebro y en el Tiene un papel relevante en el cerebro y en el sistema cardiovascular. sistema cardiovascular.
Implicado en varias enfermedades debido a Implicado en varias enfermedades debido a déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil e insuficiencia cardiacae insuficiencia cardiaca
Actividad de los antidepresivos (señales) Actividad de los antidepresivos (señales) para estimular la actividad neuronalpara estimular la actividad neuronal
Síntesis de NO
Destino final de la señalDestino final de la señal
Eliminación:Eliminación: Por difusión hacia el espacio extracelualrPor difusión hacia el espacio extracelualr Por inactivación enzimática: Por inactivación enzimática:
colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) entre otras.entre otras.
Por recaptación y degradación lisosómica.Por recaptación y degradación lisosómica.
TAREATAREA Elabore un esquema de la interacción ligando-receptorElabore un esquema de la interacción ligando-receptor Cuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Cuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y
segundos mensajeros?segundos mensajeros? A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan
segundos mensajeros?segundos mensajeros? Los receptores de ligandos lipofílicos se localizan sólo Los receptores de ligandos lipofílicos se localizan sólo
intracelularmente?intracelularmente? Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de
eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o insulina,insulina,
Existen enfermedades asociadas a interrupción de Existen enfermedades asociadas a interrupción de señalización por proteínas G en humanos?señalización por proteínas G en humanos?
Cuáles son y que función tienen los mensajeros Cuáles son y que función tienen los mensajeros intracelulares?intracelulares?
Próxima semanaPróxima semana Ciclo celular completo: interfase y mitosisCiclo celular completo: interfase y mitosis
Hay laboratorio práctico: observación de Hay laboratorio práctico: observación de células en proceso mitótico y células en proceso mitótico y citocinesiscitocinesis
D
Gracias por su atenciónGracias por su atención
udauda
s???s???
Gracias por su atenciónGracias por su atención
udauda
s???s???