Comunicacion Celular

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La comunicación celular
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  • 1. Comunicación celular
  • 2. Comunicación Celular La supervivencia de los organismos pluricelularesdepende de que sus células actúen sincrónicamente en los tejidos y que éstos cumplan las funcionesespecíficas. Los órganos y los sistemas de órganos debenfuncionar organizadamente para mantener lascondiciones fisiológicas adecuadas para lavida del individuo.
  • 3. Comunicación Celular Se define como un proceso por el cual las célulastransmiten información para promover o modificarrespuestas celulares en otras células. Las respuestas pueden ser: excitatorias( contracción muscular, inflamación) inhibitorias moduladoras(funciones de aprendizaje y memoria)
  • 4. Fases de la comunicación celular 1 .- Fase intercelular :liberación de una sustanciaportadora de un mensaje a partir de lacélula efectora hasta la llegada de éste al interior de la célula que va adar respuesta al mensaje,célula diana . 2.-Fase intracelular :todos los procesos y lassubstanciasimplicadas en la producción de larespuesta celular ( segundos mensajeros, enzimas,proteínas estructurales, genes y otras.)
  • 5. Fases de la comunicación celular Conceptos: Mensajero : primer mensajero o mensajero extracelular. Receptor : molécula específica para el mensajero seencuentran en la membrana de lacélula receptora y lainformaciónllega al interior de la célula o en otroscasos difunde por la membrana o es transportado poralgúncomponente celular hasta llegar al sitio derecepción celular: núcleo u otro organelo.
  • 6. Se une asitios específicos de un receptor de la membrana plasmática.Es capaz de disparar una serie de procesos complejos, a veces encascada que conducena una respuesta . Ligando Molécula señal, específica para cada tipo de célula.
  • 7. Comunicación celular El proceso de transmisión de señal afecta a una secuencia dereacciones bioquímicasdentro de la célula que se lleva a cabo a través deenzimasunidas a otras sustancias llamadas segundo mensajero. Cada proceso se realiza en intervalos de tiempo muy pequeños, como milisegundos, o en periodos más largos como algunos segundos.
  • 8. 1.- Un teléfonoconvierte una señaleléctrica en una señal sonora. 2.- Una célula blanco convierte una señal extracelular(molécula A ) en unaseñalintracelular ( molécula B ). La Transducción de Señales
  • 9. En muchos procesos detransducción de señalesse implican cada vez más en el evento un número creciente de enzimas y sustancias desde el inicio del estímulo. Parte desde la adhesión de un ligando al receptor de membrana, hasta la activación en el receptor, que convierte el estímulo en respuesta. Dentro de la célula, provoca una cadena de pasos ( cascada de señalizaciónoruta del segundo mensajero ) cuyo resultado es laamplificación de la señal, (una gran respuesta celular).Respuesta celular
  • 10. Losreceptores celularespresentan en su estructura dos regiones o dominios funcionales bien diferenciados.Uno dereconocimientoo detección de los estímulos, que presenta una diversidad paralela a la de los estímulos, y otro dominioefectorque pertenece a unos pocos tipos fundamentales, por lo que la secuencia de eventos que son capaces de iniciar son limitados.La detección de estímulos y la respuesta a los mismos en todas losseres vivos , depende dentro de las células de las señales de transducción.Respuesta celular
  • 11. Las señales externas a la célula de diferente naturaleza físico-química producen unaregulaciónde determinadosgenesen sunúcleo celular , por medio de un conjunto de mecanismos que comprenden: 1.- La captación de las señales externas en la superficie celular mediante los receptores celulares.2.- La generación y la transmisión intracelular de las señales por medio de interacciones proteína - proteína.3.- La ejecución de la respuesta a través de una modificación de laactividad de los genes .Etapas de la respuesta celular
  • 12. Respuestas Celulares Las respuestas desencadenadas por las señales de transducción incluyen laregulación de la expresión genéticacomo laactivación de genes , la regulación de una vía metabólica como la producción de energía por medio del metabolismo, la locomoción celular por medio de cambios en el citoesqueleto. La activación de genes provoca muchos efectos, desde laexpresión de genes en proteínas( enzimas, factores de transcripción reguladoras de la actividad metabólica). .
  • 13. Respuestas Celulares Los factores de transcripción pueden activar aún más genes, un estímulo inicial puede activar a través de la transducción de señales, la expresión de una gama entera de genes y una gran diversidad de eventos fisiológicos. Elconjunto de activación mencionado se denominaprograma genético .Un ejemplo de programa genético es la secuencia de eventos que tiene lugar cuando elóvuloes fecundado por unespermatozoide.
  • 14. Diversidad de señales Existen distintos receptores en una misma célula. Las células son sensibles en forma simultánea a muchas señales extracelulares. Las señales al actuar en conjunto, pueden sumarse e inducir a respuestas mayores. La presencia de una señal puede modificar las respuestas a otras señales. En ausencia de señales la mayoría de las células están programadas para autodestruirse.
  • 15. La misma señal químicapuede inducirdiferentes respuestasen diferentes células blanco
  • 16.
    • Mensajeros :
    • Hormonas
    • Neurotransmisores
    • Citoquinas ( factores de crecimientos que regulan la formación de células sanguíneas)
    • Factores de crecimiento
    • Moléculas de adhesión
    • Componentes de la matriz extracelular
    Receptor = cerradura Ligando = llave Receptores : se unenespecíficamente moléculas señalizadoras
  • 17. Señales intercelulares Endocrinas : Las hormonas son producidas por células del sistema endocrino y circulan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar todos los lugares del cuerpo.Paracrinas : Sólo actúan sobre células diana que se encuentran en la vecindad de las células emisoras, como por ejemplo losneurotransmisores .Autocrinas : Afectan sólo a las células que son del mismo tipo celular como las células emisoras. Un ejemplo de señales autocrinas se encuentra en las células delsistema inmune .Yuxtacrinas : Son transmitidas a lo largo de la membrana celular a través de proteínas o lípidos que integran la membrana celular y son capaces de afectar tanto a la célula emisora como a las células inmediatamente adyacentes.
  • 18. 1.- Síntesiscelular del mensajero químico. 2.- Secrecióndel mensajero por la célula emisora. 3.- Transportedel mensajero hasta la célula blanco. 4.- Detección/recepcióndel mensajero (señal) por unreceptor celular (proteína) 5.- Transmisión intracelularde la señal ( transduccióndeseñal) y cambio en el status celular (metabolismo,expresión génica, etc.) 6.- Eliminación(degradación) de la señal(interrupcióndel proceso). Etapas de la señalización celular
  • 19. Tipos de Comunicación: Comunicación local yuxtacrinas
  • 20. Tipos de Comunicación: Comunicación a distancia Endocrina Nerviosa.
  • 21. Membrana plasmática Señal no unida al receptor Receptor de superficie inactivo ExtracelularIntracelularSeñales y receptores
  • 22. Respuesta celular Señal unida al receptor Receptor de superficie activo Membrana plasmática ExtracelularIntracelularSeñales y receptores
  • 23. 1. Endocrina u hormonal Célula endocrina Receptor Torrente sanguíneo Célula blanco Hormona
  • 24. 2. Neurotransmisión neurona sinapsis célula blanco neurotransmisor
  • 25. 3.Secreción neuroendocrina Célulaneurosecretora Célula blanco distante
  • 26. 4. Comunicación paracrina Mediador local Célula emisora Células blanco
  • 27. 5.Comunicación yuxtacrina o dependiente de contacto Célula emisora Células blanco Molécula señal unida a membrana
  • 28. Sitios blanco en la misma célula 6.Autocomunicación o comunicación autocrina
  • 29. Ejemplos de comunicación celular Tipo decomunicación
  • 30. Señales y receptores Las moléculas señalizadoras son hidrofílicas y no tienen la habilidad de difundir a través de la MP. Necesitan de un receptor de superficie celular que genera una señal intracelular en la célula diana. Algunas moléculas señalizadoras hidrofóbica (hormonas) pueden difundir a través de la MP y unirse a receptores intracelulares localizados en el núcleo o en el citoplasma de la célula diana. I II
  • 31. I.- Receptores transmembrana Son proteínas que se extienden por todo el espesor de la membrana plasmática de la célula, con un extremo del receptor fuera de la célula (dominio extracelular) y otro extremo del receptor dentro (dominio intracelular).Cuando el dominio extracelularreconocea una hormona, la totalidad del receptor sufre uncambio en su conformaciónestructural que afecta a dominio intracelular, confiriéndole una nueva acción.En este caso, la hormona no atraviesa ella misma la membrana plasmática para penetrar en la célula.
  • 32. II.- Receptores citoplasmáticos y nucleares Son proteínas solubles localizadas en el citoplasma o en el núcleo celular. La hormona que pasa a través de la membrana plasmática, normalmente por difusión pasiva, alcanza el receptor e inicia la cascada de señales.Los receptores nucleares son activadores de la transcripción activados por ligandos, que se transportan con el ligando u hormona, que pasan a través de la membrana nuclear al interior del núcleo celular y activan latranscripción de ciertos genesy por lo tanto la producción de una proteína.
  • 33. Los ligandos de los receptores nucleares son hormonas lipofílicas como las hormonas esteroideas, por ejemplo la testosterona, la progesterona y el cortisol, derivados de la vitamina A y vitamina D. II.- Receptores citoplasmáticos y nucleares
  • 34. Regulación de la fuerza de la señal 1.- Biosíntesis y secreción de hormonas por los órganos endocrinos : Por ejemplo elhipotálamo(factores liberadores de hormonas) que actúan sobre lahipófisisy activa la producción de hormonas hipofisiarias, las cuales activan los órganos endocrinos que finalmente producen las hormonas para los tejidos diana.Este sistema jerarquizado permite la amplificación de la señal original que procede del hipotálamo. La liberación de hormonas enlentece la producción de estas hormonas por medio de una inhibición reactiva ( feedback ), para evitar una producción aumentada.
  • 35. Modelo propuesto de la activación del receptor de GnRH GnRH Proteína G Fosfolipasa C Proteinquinasa C Diacilglicerol Inositol trifosfato Binding Proteín LIBERACION DE GONADOTROFINAS SINTESIS DE GONADOTROFINAS Ac. Araquidónico Calcio
  • 36. 2.- Disponibilidad de la hormona en el citoplasma : Muchas hormonas pueden ser convertidas en formas de depósito por la célula diana para su posterior uso. Este reduce la cantidad de hormona disponible.3.- Modificación de las hormonas en el tejido diana : Algunas hormonas pueden ser modificadas por la célula diana, de modo que no activan el receptor hormonal y así reducen la cantidad de hormonas disponibles.Regulación de la fuerza de la señal
  • 37. 1.-Liposolublescon receptores de superficie celular.2.-Hidrosolublescon receptores de superficie celular(polipéptidos y las aminas). 3-Liposolublesconreceptores intracelulares(esteroides tiroxina y ácido retinoico). 4.-Gases , como el óxido nítrico (NO) y el monóxidode carbono (CO). Mensajeros químicos
  • 38. Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular
    • I.- Péptidos y proteínas:
    • Insulina
    • Glucagón
    • Hormona antidiurética
    • Oxitocina
    • Angiotensina
    • Factores de liberación de las
    • hormonas hipofisiarias
    • Endorfinas
    • Factores de crecimiento y de
    • transformación
    Factor de crecimiento epidérmico (EGF)
  • 39. B. Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular Aminas
  • 40. Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular
  • 41.
        • Receptores-canales o receptores ionotrópicos o canales iónicos regulados por un ligando.
  • 42. I.- Esteroides :1.-hormonas sexuales masculinas y femeninas 2.- hormonas de corteza de las glándulassuprarrenales (cortisol, cortisona, aldosterona)3.- Vitamina D Primeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.
  • 43. C B Primeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares. Tiroxina, T 4(Tetrayodotironina) T 3Triyodotironina Retinoides
  • 44.
        • Receptores con actividad tirosina quinasa
        • Receptores acoplados a proteína G
        • Sistema adenilato ciclasa-AMPc
        • Sistema fosfolípidos de membrana
        • Sistema del calcio
    • Los mensajeros hidrosolublesinteraccionan con receptores de la superficie de las células diana.
    • El acoplamiento ligando-receptor desencadena una señal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS. TIPOS :
    Primeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.
  • 45. Vías de señalización intracelular
  • 46. Moléculas de señalización intracelular ( en células eucariontes ) a.- Proteínas G heterotriméricasb.- GTP-asas c.- Nucleótidos cíclicos (AMPc) (GMPc) d.- Ca ++ e.- Derivados fosfoinositoles: fosfatidil inosiltol trifosfatodiacilglicerolinositoltrifosfatof.- Proteínas quinasas y fosfatasas.
  • 47.  
  • 48.  
  • 49. Proteínas G Heterotriméricas Proteínas Gs Proteínas Gi Proteínas Gq Estimuladoras de laAdenilciclasa Inhibidoras de la Adenilciclasa Activa la Fosfolipasa C
  • 50.  
  • 51.  
  • 52. Receptores acoplados a proteínas G A B
  • 53. Receptores con actividad enzimática intrínseca.Receptor del factor de crecimiento de fibroblástos (FGF), C -S-S- -S-S- -S-S- C N C N N C N C Receptor de insulina, Receptor del factor de crecimiento tipo insulínico 1 (IGF-1) Receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGF) C N C N Receptor del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), Receptor de factor estimulante de colonias 1 (CSF-1) N Cadenas  Cadena Membrana Citoplasma Espacio extracelular
  • 54.  
  • 55. Amplificación
  • 56. CASCADA DE SEÑALIZACIÓN
  • 57. TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
  • 58. EJEMPLOS DE PROCESOS FISIOLÓGICOS NEUROMUSCULAR CANAL DE POTASIO MUSCARÍNICO ACETILCOLINA EXCITACIÓN VISUAL FOSFODIESTERASA GMPc RODOPSINA LUZ SENSIBILIZACIÓN Y APRENDIZAJE ADENILIL-CICLASA R. SEROTONINA SEROTONINA DESDOBLA GLUCÓGENO ADENILIL-CICLASA  -ADRENÉRGICO EPINEFRINA RESPUESTA EFECTOR RECEPTOR ESTÍMULO
  • 59. Activación de la proteinaquinasa Adependiente de AMPc
  • 60. Efecto de la proteinquinasa Aen la gluconeogénesis
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