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BIOLOGIA Y GENETICA
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BIOLOGIA Y GENETICA
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGIA DE COLOMBIA
UPTC
BIOLOGIA Y GENETICA
EXPOSICION
SEALIZACION CELULAR
PRESENTADO A:
CLARA INES ORJUELA SANTAMARIA
PRESENTADO POR:
JHONATAN ALEJANDRO DE LA PERNIA RODRIGUEZ SALINAS
CODIGO: 201311928
ENFERMERIA
2014
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BIOLOGIA Y GENETICA
GENERALIDADES DEL SISTEMA ENDOCRINO
El sistema endocrino o tambin llamado sistema de glndulas de
secrecin
interna es el conjunto de rganos y tejidos del organismo, que
segregan un tipo
de sustancias llamadas hormonas, que son liberadas al torrente
sanguneo y
regulan algunas de las funciones del cuerpo. Es un sistema de
seales similar al
del sistema nervioso, pero en este caso, en lugar de utilizar
impulsos elctricos
a distancia, funciona exclusivamente por medio de sustancias.
Las hormonas
regulan muchas funciones en los organismos, incluyendo entre
otras el estado
de nimo, el crecimiento, la funcin de los tejidos y el
metabolismo, por clulas
especializadas y glndulas endocrinas. Acta como una red de
comunicacin
celular que responde a los estmulos liberando hormonas y es el
encargado de
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diversa funciones metablicas del organismo. Los rganos
endocrinos tambin
se denominan glndulas sin conducto o glndulas endocrinas, debido
a que sus
secreciones se liberan directamente en el torrente sanguneo,
mientras que las
glndulas exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie
interna o
externa de los tejidos cutneos, la mucosa del estmago o el
revestimiento de
los conductos pancreticos.
El sistema endocrino est constituido por una serie de glndulas
carentes de
ductos. Un conjunto de glndulas que se envan seales qumicas
mutuamente
son conocidas como un eje; un ejemplo es el eje
hipotalmico-hipofisario-
adrenal. Las glndulas ms representativas del sistema endocrino
son
la hipfisis, la tiroides y la suprarrenal. Las glndulas
endocrinas en general
comparten caractersticas comunes como la carencia de conductos,
alta
irrigacin sangunea y la presencia de vacuolas intracelulares que
almacenan las
hormonas. Esto contrasta con las glndulas exocrinas como las
salivales y las
del tracto gastrointestinal que tienen escasa irrigacin y poseen
un conducto o
liberan las sustancias a una cavidad.
Aparte de las glndulas endocrinas especializadas para tal fin,
existen otros
rganos como el rin, hgado, corazn y las gnadas, que tiene una
funcin
endocrina secundaria. Por ejemplo el rin segrega hormonas
endocrinas como
la eritropoyetina y la renina.
HORMONAS
Las hormonas son sustancias qumicas localizadas en las glndulas
endocrinas.
Bsicamente funcionan como mensajeros qumicos que transportan
informacin
de una clula a otra. Por lo general son liberadas directamente
dentro del
torrente sanguneo, solas o asociadas a ciertas protenas y hacen
su efecto en
determinados rganos o tejidos a distancia de donde se
sintetizaron, de ah
que las glndulas que las producen sean llamadas endocrinas. Las
hormonas
pueden actuar sobre la misma clula que la sintetiza o sobre
clulas contiguas
interviniendo en el desarrollo celular.
CARACTERISTICAS DE LAS HORMONAS
1. Intervienen en el corazn
2. Se liberan al espacio extracelular.
3. Se difunden a los vasos sanguneos y viajan a travs de la
sangre.
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4. Afectan tejidos que pueden encontrarse lejos del punto de
origen de la
hormona.
5. Su efecto es directamente proporcional a su concentracin.
6. Independientemente de su concentracin, requieren de
adecuada
funcionalidad del receptor, para ejercer su efecto.
7. Regulan el funcionamiento del cuerpo.
EFECTOS DE LAS HORMONAS
Estimulante: promueve actividad en un tejido.
Inhibitorio: disminuye actividad en un tejido..
Antagonista: cuando un par de hormonas tienen efectos opuestos
entre s.
Sinergista: cuando dos hormonas en conjunto tienen un efecto ms
potente
que cuando se encuentran separadas.
Trpico: esta es una hormona que altera el metabolismo de otro
tejido
endocrino.
Balance cuantitativo: cuando la accin de una hormona depende de
la
concentracin de otra.
ORGANOS ENDOCRINOS Y HORMONAS PRODUCIDAS
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
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HIPOTLAMO
Hormona secretada Abreviat
ura Producida por Efectos
Hormona liberadora de
tirotropina
(hormona liberadora
de prolactina)
TRH
TSHRH
Neuronas
neurosecretora
s
parvocelulares
Estimula la liberacin
de hormona estimulante
de tiroides (TSH) de
la adenohipfisis (principal
mente)
Estimula la liberacin
de prolactina de la
adenohipfisis
Dopamina
(hormona inhibidora de
prolactina)
DA
Neuronas
productoras de
dopamina del
ncleo arcuato
Inhibe la liberacin de
prolactina de la
adenohipfisis
Hormona liberadora de
somatotropina(somatoc
rinina)
GHRH
Clulas
neuroendocrina
s del ncleo
arcuato
Estimula la liberacin
de hormona del
crecimiento (GH) de la
adenohipfisis
Somatostatina
(hormona inhibidora de
la hormona de
crecimiento)
GHIH
Clulas
neuroendocrina
s delncleo
periventricular
Inhibe la liberacin de la
hormona de crecimiento
(GH)] de la adenohipfisis
Inhibe la liberacin de la
hormona estimulante de
tiroides (TSH) de la
adenohipfisis
Hormona liberadora de GnRH Clulas
neuroendocrina
Estimula la liberacin
de hormona
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gonadotrofina LHRH s delrea
preptica
foliculoestimulante
(FSH) de la adenohipfisis
Estimula la liberacin de
la hormona luteinizante
(LH) de la adenohipfisis
Hormona liberadora de
corticotropina
CRH
CRF
Neuronas
neurosecretora
s
parvocelulares
Estimula la liberacin
de hormona
adrenocorticotropa
(ACTH)de la
adenohipfisis
Oxitocina
Clulas
neurosecretora
s
magnocelulares
Contraccin uterina
Lactancia materna
Vasopresina
(hormona
antidiurtica)
ADH
AVP
Neuronas
neurosecretora
s
parvocelulares
Incrementa la
permeabilidad al agua en
el tbulo contorneado
distal y el conducto
colector de la nefrona,
promoviendo la
reabsorcin de agua y el
volumen sanguneo
GLNDULA TIROIDES
Hormona secretada Abreviatura Clulas que la
originan Efectos
Triyodotironina T3 Clulas
epiteliales de
(Forma ms potente
de hormona tiroidea)
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la tiroides Estimula el consumo de
oxgeno y energa,
mediante el incremento
del metabolismo basal
Estimula el ARN
polimerasa I y II, de este
modo promoviendo
lasntesis proteica
Tiroxina
(tetrayodotironina) T4
Clulas
epiteliales de
la tiroides
(Forma menos activa de
hormona tiroidea)
(Acta como
una prohormona para
originar triyodotironina)
Estimula el consumo de
oxgeno y energa,
mediante el incremento del
metabolismo basal
Estimula la ARN
polimerasa I y II, de este
modo promoviendo la
sntesis proteica
Calcitonina
Clulas
parafoliculares
Estimula los osteoblastos y
la construccin sea
Inhibe la liberacin
de Ca2+ del hueso,
reduciendo de esa forma el
Ca2+ sanguneo
HGADO
Hormona secretada Abreviatur
a
Clulas
secretoras Efectos
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Factor de crecimiento
insulnico (o somatomedinas)
(Principalmente)
IGF Hepatocito
s
Efecto reguladores
similares a la insulina
que modulan el
crecimiento celular y
crecimiento corporal
Angiotensingeno yangiotensin
a
Hepatocito
s
Vasoconstriccin
Liberacin
de aldosterona desd
e la corteza
suprarrenaldipsgen
o
Trombopoyetina
Hepatocito
s
Estimula la
produccin
de plaquetas por
parte de
losmegacariocitos3
PNCREAS
Hormona secretada
Clulas
secretora
s
Efectos
Insulina (Principalment
e)
Clulas
beta
Captacin de
la glucosa sangunea, glicognesis y glicolisi
s en elhgado y msculo
Captacin de lpidos y sntesis
de triglicridos en adipocitos otros
efectos anablicos
Glucagn (Principalment
e)
Clulas
alfa
Glicogenolisis y gluconeognesis en
el hgado
Incrementa los niveles sanguneos de
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glucosa
Somatostatina Clulas
delta
Inhibe la liberacin de insulina
Inhibe la liberacin de glucagn Suprime la
accin exocrina secretoria del pncreas
Polipptido pancretico Clulas PP
Autoregula la funcin secretora
pancretica y los niveles
deglicgeno heptico.
TESTCULOS
Hormona secretada Clulas secretoras Efectos
Andrgenos(primordialmentetestosterona) Clulas de Leydig
Anablico:
incremento de
masa muscular
y fuerza,
aumento de la
densidad sea
Caracteres
masculinos:
maduracin
de rganos
sexuales,
formacin
del escroto,
crecimiento de
la laringe,
aparicin de
la barba y vello
axilar.
Estradiol Clulas de Sertoli Previene la
apoptosis de
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clulas
germinales4
Inhibina Clulas de Sertoli
Inhibe la
produccin
de FSH
FOLCULO OVRICO / CUERPO LTEO
Hormona secretada Clulas
secretoras Efectos
Progesterona
Clulas de
la
granulosa,
clulas de
la teca
Mantienen el embarazo5 :
Induce la etapa secretora en
el endometrio
Hace el moco cervical permeable al
semen
Inhibe la respuesta inmune, ej., hacia
el embrin
Disminuye la contractilidad
del msculo liso5
Inhibe la lactancia
Inhibe el inicio del trabajo de parto.
Otras:
Incrementa los niveles de Factor de
crecimiento epidrmico-1
Incrementa la temperatura basal
durante la ovulacin
Reduce los espasmos y relaja el
msculo liso
Antiinflamatorio
Reduce la actividad de la vescula
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biliar6
Controla la coagulacin y el tono
vascular, los niveles de zincy cobre,
los niveles de oxgeno celular y el uso
de las reservas de grasa para
generacin de energa
Asistencia de la funcin tiroidea y el
crecimiento seo por medio de
los osteoblastos
Incrementa la resilencia en
los huesos, dientes, encias,articulacio
nes, tendones, ligamentos, y la piel
Promueve la cicatrizacin mediante la
regulacin del colgeno
Interviene en la funcin neural y
cicatrizacin mediante la regulacin
de la mielina
Previene el cncer de
endometrio mediante la regulacin del
efecto de los estrgenos
Androstenediona Clulas de
la teca
Sustrato para la produccin
de estrogenos
Estrogenos (principalme
nteestradiol)
Clulas de
la
granulosa
Estructural:
Promueve la aparicicin de
los caracteres sexuales femeninos
Acelera la tasa de crecimiento
Acelera el metabolismo
Reduce la masa muscular
Estimula la proliferacin del
endometrio
Incrementa el crecimiento uterino
Mantiene los vasos sanguneos y la
piel
Reduce la reabsorcin sea,
incrementando la formacin de hueso
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Sntesis de protenas:
Incrementa la produccin heptica de
protenas ligando
Coagulacin:
Incrementa los niveles circulantes de
los factores II, VII, IX, X,antitrombi
na III, plasmingeno
Incrementa la adherencia plaqueta
Incrementa los niveles
de HDL y triglicridos
Disminuye los niveles de LDL
Balance de fluidos:
Regula los niveles de sodio y la
retencin de agua
Incrementa los niveles
de somatropina
Incrementa el cortisol y SHBG
Tracto gastrointestinal
Reduce la motilidad intestinal
Incrementa el colesterol en la bilis
Melanina:
Incrementa la feomelanina, reduce
la eumelanina
Cncer:
Incrementa el crecimiento de
cnceres de seno sensibles a
estrgenos7
Funcin pulmonar:
Regula la funcin pulmonar mediante
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el mantenimientoalvolos.8
Inhibina
Clulas de
la
granulosa
Inhibe la produccin de FSH desde
la adenohipfisis
TRASTORNOS ENDOCRINOS
Existen trastornos originados en el sistema endcrino, y pueden
deberse a una
hiper (excesiva) o hipo (insuficiente) secrecin de hormonas:
Insuficiencia suprarrenal: la glndula suprarrenal libera muy
poca cantidad
de hormona cortisol y aldosterona. Los sntomas incluyen
malestar, fatiga,
deshidratacin y alteraciones en la piel.
Enfermedad de Cushing: la excesiva produccin de hormona
pituitaria
provoca hiperactividad en la glndula suprarrenal.
Gigantismo (acromegalia): si la hipfisis produce demasiada
hormona del
crecimiento, los huesos y las diferentes partes del cuerpo
pueden crecer
de forma desmedida. Si los niveles de la hormona del crecimiento
son
demasiado bajos, un nio puede dejar de crecer.
Hipertiroidismo: la glndula tiroides produce demasiada hormona
tiroidea y
esto provoca prdida de peso, ritmo cardaco acelerado, sudoracin
y
nerviosismo.
Hipotiroidismo: la glndula tiroides no produce suficiente
hormona tiroidea
y esto ocasiona fatiga, estreimiento, piel seca y depresin.
Hipopituitarismo: la glndula pituitaria libera pocas hormonas.
Las mujeres
con esta afeccin pueden dejar de tener la menstruacin.
Neoplasia endocrina mltiple I y II (MEN I y MEN II): son
enfermedades genticas poco comunes que pueden causar tumores en
las
glndulas paratiroides, suprarrenales y tiroides.
Sndrome de ovario poliqustico (SOP): la sobreproduccin de
andrgenos
interfiere con el desarrollo de los vulos y puede causar
infertilidad.
Pubertad precoz: se produce cuando las glndulas liberan
hormonas
sexuales demasiado pronto.
Diabetes: es un conjunto de trastornos metablicos que afecta a
diferentes
rganos y tejidos, dura toda la vida y se caracteriza por un
aumento de los
niveles de glucosa en la sangre: hiperglucemia. La causan varios
trastornos,
siendo el principal la baja produccin de la hormona insulina,
secretada por el
pncreas.
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Glndulas endocrinas:
Hipotlamo e hipfisis
Glndula tiroidea y paratiroidea
Suprarrenales (corteza y mdula)
Pncreas
Testculos y ovarios
La misin del Sistema endocrino en la intervencin en la regulacin
del
crecimiento corporal, interviniendo tambin en la maduracin del
organismo, en
la reproduccin, en el comportamiento y en el mantenimiento de la
homeostasis
qumica. El sistema Endocrino es un sistema regulador, al igual
que el Sistema
Nervioso, pero es ms lento que l.
Actividad S. nervioso S. hormonal
Velocidad de Rpida Lenta
Respuesta
Duracin de respuesta Transitoria Duradera
Especificidad de la Muy Variable, segn las clulas
Respuesta especfica
Capacidad de La posee
Carece (depende del
Respuesta sistema nervioso)
Procesos que controla Rpidos Lentos y generalizados
MOLECULAS SEALIZADORAS Y RECEPTORES
El proceso de transduccin de seal afecta a una secuencia de
reacciones
bioqumicas dentro de la clula que se lleva a cabo a travs de
enzimas unidas a
otras sustancias llamadas segundo mensajero. Cada proceso se
realiza en
intervalos de tiempo muy pequeos, como milisegundos, o en
periodos ms
largos como algunos segundos.En muchos procesos de transduccin
de seales
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se implican cada vez ms en el evento un nmero creciente de
enzimas y
sustancias desde el inicio del estmulo, el cual parte desde la
adhesin de un
ligando al receptor de membrana, hasta la activacin en el
receptor, que
convierte el estmulo en respuesta, la cual, dentro de la clula,
provoca una
cadena de pasos; cuyo resultado es la amplificacin de la seal,
es decir, que
un pequeo estmulo provoca una gran respuesta celular.
En bacterias y otros organismos unicelulares, los procesos de
transduccin de
seales permiten a las clulas responder a las influencias del
medio ambiente
que les rodea. Las clulas que forman los organismos
multicelulares responden
a una gran cantidad de estmulos qumicos. Unos, como los
neurotransmisores,
las hormonas y los factores de crecimiento, son producidos por
las propias
clulas del organismo y alcanzan a las clulas diana a travs del
medio interno.
Otros, aunque tambin alcanzan a las clulas a travs del medio
interno
proceden del exterior como el oxgeno, un gran nmero de
nutrientes,
estmulos olfatorios y gustatorios que generan respuestas
especficas en
ciertos grupos celulares.
La gran variedad de seales fisicoqumicas a las que las clulas
pueden
responder, hara pensar en una amplia diversidad de mecanismos
de
transduccin de seal. Sin embargo, la evolucin ha seleccionado
y
perfeccionado slo una serie limitada de cadenas de eventos que
son capaces
de generar la respuesta apropiada a cada estmulo en diferentes
tipos
celulares. Esta convergencia en unas pocas cadenas de
transduccin comunes
a plantas y animales ocurre en primer lugar en los receptores
celulares.
Los receptores celulares presentan en su estructura dos regiones
o dominios
funcionales bien diferenciados. Uno de reconocimiento o deteccin
de los
estmulos, que presenta una diversidad paralela a la de los
estmulos, y otro
dominio efector que pertenece a unos pocos tipos fundamentales,
por lo que la
secuencia de eventos que son capaces de iniciar son
limitados.
En el extremo final de la cadena de transduccin se encuentran
las maquinarias
celulares responsables de generar las respuestas. Cada tipo
celular presenta
maquinarias efectoras especficas, de tal forma que las seales
generadas en la
cascada de transduccin de dos o ms estmulos, an siendo idnticos,
activa
en cada estirpe celular una respuesta distinta y que es
definitoria del tipo
celular. Por tanto, los rasgos fundamentales de una cascada de
transduccin en
un sistema celular dado, tienen un carcter casi universal,
porque los mismos
eventos ocurren en gran variedad de sistemas celulares y frente
a una gran
diversidad de estmulos. Por lo tanto, la deteccin de estmulos y
la respuesta a
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los mismos en todos los seres vivos, depende dentro de las
clulas de las
seales de transduccin.
Las seales externas a la clula de diferente naturaleza
fsico-qumica
producen una regulacin de determinados genes en su ncleo
celular, por medio
de un conjunto de mecanismos que comprenden:
1. La captacin de las seales externas en la superficie celular
mediante
los receptores celulares.
2. La generacin y la transmisin intracelular de las seales por
medio de
interacciones protena-protena.
3. La ejecucin de la respuesta a travs de una modificacin de la
actividad
de los genes.
MECANISMO POR RECEPTORES HORMONA ESTEROIDEAS
Los receptores para hormonas esteroideas funcionan como factores
de
transcripcin regulados por un ligando. Las hormonas esteroideas
se
difunden a travs de la membrana plasmtica y se unen con
receptores,
los cuales estn en el citoplasma. La unin con la hormona induce
un
cambio en la conformacin, esto provoca que el complejo
hormona-
receptor se mueva hacia el ncleo y se una con elementos
presentes en
los promotores o intensificadores de los genes de respuesta
hormonal.
Esta interaccin da origen a un aumento o descenso del ritmo
de transcripcin gentica. Por ltimo, hay varios tipos de
receptores que
actan por mecanismos nicos. Algunos de estos receptores, como
los
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receptores de las clulas B y clulas T que participan en la
reaccin a
los antgenos extraos, se relacionan con molculas de
sealizacin
conocidas como quinasas citoplsmicas de protena-tirosina. Para
otros
an se desconoce el mecanismo de transduccin de seal.
Los receptores de hormonas esteroideas son unas protenas que
pueden ser encontradas en la membrana plasmtica, en elcitosol y
en
el ncleo celular de las clulas en las que juega algn papel. La
mayora
de ellos son receptores intracelulares(normalmente citoplsmicos)
y son
responsables de iniciar una transduccin de seales al unir
una hormona esteroidea, dando lugar a variaciones de la
expresin
gnica en un periodo de horas a das. Algunos receptores
esteroideos
pertenecen a la familia dereceptores nucleares que incluye un
grupo de
receptores homlogos (tipo II) los cuales unen ligandos no
esteroideos
tales como lahormona tiroidea, vitamina A, vitamina D y
receptores
hurfanos. Todos estos receptores son factores de
transcripcin.
Dependiendo de dnde se localice la hormona esteroidea que unen,
estos
receptores se localizarn en el citoplasma y se translocarn al
ncleo
tras la activacin, o bien se mantendrn en el ncleo esperando
que
entre la hormona en cuestin y lo active. Esta translocacin al
ncleo
debe producirse con una seal de localizacin nuclear (NLS) que
se
encuentra en una regin del receptor. En la mayora de los casos,
esta
seal est cubierta por las protenas de choque trmico (Hsp), que
se
unen al receptor hasta que aparece la hormona esteroidea. Tras
la unin
de la hormona, el receptor sufre un cambio conformacional, las
Hsp se
despegan y el complejo receptor/hormona penetran en el ncleo
para
activar la transcripcin. Recientemente, ha sido descrita una
nueva
clase de receptores esteroideos en la membrana celular.
Nuevos
estudios sugieren que, junto con los receptores intracelulares,
estos
receptores de membrana estn presentes para reconocer
diversas
hormonas esteroideas, y sus respuestas celulares son mucho
ms
rpidas que las de los receptores intracelulares.1 Los
receptores
esteroideos de membrana mejor conocidos hasta ahora
unen aldosterona ytestosterona y podran ser diana de nuevos
frmacos
en el futuro.
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SEALES INTRACELULARES
A menudo, pero no siempre, los eventos intracelulares activados
por las seales
externas son considerados desde el punto de vista de transduccin
en s
mismo, el cual en sentido estricto se refiere slo al paso que
convierte la seal
extracelular en seal intracelular.
Las molculas de sealizacin intracelular en clulas eucariotas
incluyen protenas G heterotrimricas, pequeas , nucletidos
cclicos , ion
calcio, derivados fosfoinositoles como .
SEALES INTERCELULARES
La comunicacin intercelular est unida a seales extracelulares y
esto ocurre
en organismos complejos que estn formados por muchas clulas. En
el campo
de la endocrinologa que estudia la sealizacin intercelular en
animales, la
sealizacin intercelular est subdividida en los siguientes
tipos:
Seales endocrinas: Las hormonas son producidas por clulas del
sistema
endocrino y circulan por el torrente sanguneo hasta alcanzar
todos los
lugares del cuerpo. Es de respuesta lenta, larga duracin y acta
a
distancia.
Seales paracrinas: Slo actan sobre clulas diana que se
encuentran en
la vecindad de las clulas emisoras, como por ejemplo
los neurotransmisores. respuesta local
Seales autocrinas: Afectan slo a las clulas que son del mismo
tipo
celular como las clulas emisoras. Un ejemplo de seales
autocrinas se
encuentra en las clulas del sistema inmune.
Seales yuxtacrinas: Son transmitidas a lo largo de la membrana
celular a
travs de protenas o lpidos que integran la membrana celular y
son
capaces de afectar tanto a la clula emisora como a las
clulas
inmediatamente adyacentes.
HORMONAS
La mayora de las molculas que permiten la sealizacin entre
clulas o tejidos
dentro de un animal o planta son conocidas comohormonas. La
iniciacin de la
transduccin de seales hormonales presenta los siguientes
pasos:
1. Biosntesis de la hormona.
2. Almacenamiento y secrecin de la hormona.
3. Transporte de la hormona hacia la clula diana.
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4. Reconocimiento de la hormona por el receptor proteico,
provocando un
cambio conformacional del mismo.
5. Puesta en marcha y amplificacin de la seal que provoca
reacciones
bioqumicas definidas dentro de la clula diana. La reaccin de
las
clulas diana puede volver a causar una seal en la clula
productora de
la hormona que provoca la disminucin de la produccin de la
hormona.
6. Retirada de la hormona.
Las hormonas y otras molculas de sealizacin pueden salir de la
clula
emisora por medio de exocitosis u otras formas de transporte de
membrana.
La clula emisora es tpicamente un tipo especializado de clula.
Estos
receptores pueden ser de un tipo o de varios, como en el caso de
la insulina, la
cual ejerce diversos efectos sistmicos.
Las seales hormonales son elaboradas y difciles de aclarar. Una
clula puede
tener varios receptores diferentes que reconocen la misma
hormona pero que
activan diferentes vas de seal de transduccin. Los diferentes
tipos de
tejidos pueden responder diferentemente al mismo estmulo
hormonal. Existen
dos tipos de receptores hormonales: los receptores asociados a
membrana y
los intracelulares o receptores citoplasmticos.
TIPOS DE RECEPTORES CELULARES
RECEPTORES TRANSMEMBRANA
Los receptores transmembrana son protenas que se extienden por
todo el
espesor de la membrana plasmtica de la clula, con un extremo del
receptor
fuera de la clula (dominio extracelular) y otro extremo del
receptor dentro
(dominio intracelular). Cuando el dominio extracelular reconoce
a una hormona,
la totalidad del receptor sufre un cambio en su conformacin
estructural que
afecta a dominio intracelular, confirindole una nueva accin. En
este caso, la
hormona no atraviesa ella misma la membrana plasmtica para
penetrar en la
clula. Aunque un receptor sencillo puede transducir alguna seal
tras la unin
del ligando, lo ms frecuente es que la unin del ligando provoque
la asociacin
de varias molculas receptoras.
RECEPTORES ESTEROIDEOS
Los receptores esteroideos son un subtipo de receptores
nucleares localizados
permanentemente en el citoplasma. En ausencia de hormona
esteroidea, los
receptores estn unidos en un complejo denominado complejo
aporreceptor,
que contiene protenas chaperonas o carabina, tambin
conocidas
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como protenas de choque trmico.Los receptores esteroides tambin
pueden
tener un efecto represivo sobre la expresin gentica cuando el
dominio de
transactivacin est escondido, por lo que no se puede activar la
transcripcin.
Adems la actividad del receptor esteroideo puede ser aumentada
por la
fosforilacin de residuos de serina en su N-terminal, como
resultado de otras
formas de seal de transduccin, por ejemplo como por un factor
de
crecimiento. Este comportamiento es llamado crosstalk.
CALCIO COMO SEGUNDO MENSAJERO
El calcio acta como una molcula de seal dentro de la clula.
Cuando el calcio
es liberado por el IP3 que abre canales de calcio (es importante
tener en
cuenta que el IP3 no es un segundo mensajero) y por lo tanto es
activo y junto
con el diacilglicerol activan protenas quinasas C, acta en un
espacio muy
limitado de tiempo. Por lo tanto la concentracin de ion calcio
dentro de la
clula es muy bajo normalmente. El calcio est almacenado dentro
de orgnulos,
normalmente en el retculo endoplsmico o retculo sarcoplsmico en
las clulas
musculares, donde est rodeado de molculas parecidas a la
calreticulina.
El receptor InsP3 puede transportar calcio a travs de la
interaccin
con inositoltrifosfato en la cara citoplasmtica. Est formado
por
cuatro subunidades idnticas.
El receptor de rianodn, llamado as por el alcaloide vegetal
rianodn, es
similar al receptor del insP3 y estimula el transporte del
calcio al
interior del citoplasma por el reconocimiento del calcio en
lugares
citoslicos, de este modo se establece un mecanismo de
retroalimentacin, en el que una pequea cantidad de calcio en el
citosol
cerca del receptor, puede provocar la liberacin de ms calcio.
Esto es
especialmente importante en neuronas y clulas musculares. En
las
clulas del corazn y del pncreas otro segundo mensajero, el
ADP
cclico de ribosa, forma parte de la activacin del receptor.
La localizacin y el tiempo limitado del calcio nemotodo en el
citoplasma se
llama ola de calcio. La formacin de la oleada es debida a:
1. El mecanismo de retroalimentacin positiva del receptor
rianodn.
2. La activacin de fosfolipasa por el calcio, el cual estimula
la
produccin de inositol trifosfato que vuelve a activar al
receptor
InsP3.
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BIOLOGIA Y GENETICA
FUNCIN DEL CALCIO
El calcio est implicado en mltiples procesos como la contraccin
muscular,
la liberacin de neurotransmisores desde las terminaciones
nerviosas, la
visin en las clulas de la retina, proliferacin, secrecin,
funcionamiento
del citoesqueleto, movimiento celular, expresin gentica y
metabolismo.
Existen diferentes rutas por las que el calcio interviene
como:
1. Regulacin de Protenas G.
2. Regulacin de los receptores de tirosina quinasa.
3. Regulacin de canales inicos.
Existen dos caminos diferentes en los que el calcio puede
regular protenas:
1. Reconocimiento directo del calcio por la protena
2. Unin del calcio al centro activo de una enzima.
Una de las interacciones mejor estudiadas del calcio con las
protenas es la
regulacin de la calmodulina por el calcio. La calmodulina por s
misma regula
otras protenas, o forma parte de grandes protenas como por
ejemplo la
fosforilasa quinasa. El complejo calcio-calmodulina ejerce una
funcin
importante en la proliferacin, mitosis y transduccin de seal
neuronal.
LOS RECEPTORES INTRACELULARES
Los receptores intracelulares son componentes de la clula
capaces de
identificar mensajeros qumicos como neurotransmisores yhormonas.
Se
diferencian de los receptores extracelulares, que se encuentran
en la
superficie celular, porque los ligandos de estos no pueden
traspasar la bicapa
lipdica, mientras que los ligandos de los receptores
intracelulares s pueden.
Los receptores intracelulares se localizan en el citosol,
(tambin pueden
localizarse en el ncleo celular). Tanto los receptores
extracelulares como los
intracelulares desencadenan una cascada de reacciones que
participan en
la transcripcin gnica.
PROTENAS G GENERALIDADES Y ESTRUCTURA
Las protenas G son un tipo de protenas que realiza una
importante funcin en
la transmisin de seales de las clulas eucariotas, es decir, las
clulas que
tienen su informacin gentica encerrada dentro de una doble
membrana.
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BIOLOGIA Y GENETICA
Este tipo de protenas tienen la caracterstica de interaccionar
con el guanosn
trifosfato (GTP), lo que provoca la hidrlisis de este nucletido
a guanosn
difosfato (GDP). La G de su nombre (protenas G) proviene de la
letra inicial de
guanosina.
Las protenas G estn integradas por tres clases de subunidades:
alfa (con 39-
46 kilodalton de peso molecular), beta (37 kD) y gamma (8 kD).
Precisamente el
nombre de protena G se debe a que se ligan o unen a nucletidos
GTP o GDP a
travs de la subunidad alfa, de modo que la forma inactiva
alfa-GDP se asocia
fuertemente a las otras dos subunidades beta-gamma, mientras que
la forma
alfa-GTP, activa, es la que acta de reguladora y controladora de
los sistemas
biolgicos a que antes nos referamos productores de los segundos
mensajeros,
es decir, AMP-cclico, GMP-cclico, diacilglicerol, etctera. En la
actualidad y
basados tan solo en las estructuras de las subunidades alfa, se
han
identificado ya ms de una veintena de protenas G distintas,
aunque tambin
se conocen diversas subunidades beta y gamma, con caractersticas
fsicas y
biolgicas propias. En todo caso, esa veintena de protenas G,
atendiendo al
tipo de subunidad alfa, se integran en subfamilias como la G
estimulante, la G
inhibitoria y otras dos ms.
FUNCIONES DE LAS PROTENAS G
La funcin de las protenas G es realizar la trasduccin de seales
en las
clulas actuando como si se tratara de un interruptor. De esta
forma, un
elemento externo puede acceder a los receptores celulares
asociados,
estimulndolos para desencadenar reacciones por parte de la
clula. Por
ejemplo, un ligando puede de esta forma acceder a un receptor
celular que
est asociado a una protena G y esto provocara que la clula
comience una
serie de actividades enzimticas.
En el mbito molecular cada vez se profundiza ms sobre el papel
biolgico de
las protenas G, lo que ayuda a comprender los mltiples fenmenos
en los que
intervienen, entre los que posiblemente los ms conocidos son los
mecanismos
de la accin hormonal. Por citar algn ejemplo diferente, se puede
indicar que
la toxina colrica ejerce su drstica accin porque se une
fuertemente a una
protena G estimulante, lo que provoca una produccin continua de
AMP-cclico.
Su concentracin se hace 100 veces superior a la normal
induciendo a las
clulas epiteliales intestinales a excretar enormes cantidades de
fluido
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BIOLOGIA Y GENETICA
digestivo (vmitos y diarreas). La toxina pertsica, por el
contrario, es
peligrosa por la razn opuesta, al acoplarse permanentemente a
una subunidad
alfa de protena G inhibitoria. Tambin desde hace aos se sabe que
algunas
enfermedades endocrinas estn relacionadas con fallos
relacionados con las
protenas G. As la acromegalia es conocida desde muy antiguo; por
ejemplo, los
rasgos caractersticos alargados de las efigies de Akhenaton, el
faran
egipcio, sugieren con claridad que sufri de acromegalia, con
una
superproduccin de hormona de crecimiento. Actualmente se han
identificado
ciertos genes mutados, responsables de la enfermedad, que
codifican
precisamente a protenas G. Lo mismo ha sucedido en algunos casos
de
pseudohipoparatiroidismo familiar, en los que falla la accin de
la hormona
paratiroides, o en otros casos de osteodistrofia hereditaria de
Albright, donde
se alteran las acciones de varias hormonas.
La ubicuidad de las protenas G es muy grande. Modulan no solo
las
informaciones suministradas por hormonas o neurotransmisores,
sino por otros
estmulos, como el luminoso o el oloroso. Son fundamentales en la
actividad de
los conos y bastones en el proceso de la visin o en el
reconocimiento de los
diferentes tipos de olores, es decir, que las protenas G son
intermedios
obligados en las transmisiones y traducciones de las seales
biolgicas de todo
tipo. Resulta muy importante conocer con exactitud cmo
funcionan, entre
otras razones porque algunas patologas que hoy nos preocupan,
como el cncer,
tienen sus causas ligadas a fallos en estos sistemas reguladores
de la
informacin.
RECEPTORES DE PROTENAS G
Los receptores relacionados con las protenas G tienen una
estructura con
forma de serpentn. Abarcan multitud de protenas debido a que
este trmino
identifica a un grupo de receptores transmembrana cuya misin es
detectar
seales del exterior de la clula y transmitirlas al interior
celular,
desencadenando de esta forma, las respuestas
correspondientes.
Estos receptores estn presentes en clulas eucariotas,
coanoflagelados,
levaduras, animales y plantas. Son capaces de reconocer multitud
de ligandos
como las feromonas, odorivectores, hormonas, neurotransmisores y
tambin
muchos tipos de protenas y pptidos.
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BIOLOGIA Y GENETICA
Una disfuncin en las protenas G provoca enfermedades. Es por
ello que en
tratamientos de quimioterapia se acta sobre las protenas G.
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