Señalización: Bases de la comunicación intercelular - PDF

Señalización Bases de la comunicación intercelular Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 1 ESQUEMA GENERAL FORMAS DE COMUNICACIÓN Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 2  Célula inducida, blanco o diana...

Señalización Bases de la comunicación intercelular Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 1 ESQUEMA GENERAL FORMAS DE COMUNICACIÓN Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 2  Célula inducida, blanco o diana Tiene el receptor y produce un cambio o respuesta Receptor citosólico Señal hidrofóbica Respuesta Receptor nuclear Señal hidrofílica Receptor de Célula inductora membrana Sintetiza la señal y la exhibe en su membrana o la Formas de comunicación secreta Por contacto directo Yuxtácrina Autócrina Parácrina ESQUEMA GENERAL DE LA Endócrina COMUNICACIÓN Sináptica Neuroendócrina INTERCELULAR Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 3 Esquema general de la comunicación intercelular Las células se comunican mediante señales o mensajeros químicos. La célula que produce el mensajero se denomina inductora; la que lo recibe, inducida. La célula inducida debe tener un receptor específico para la señal. Siempre es una proteína. Las señales hidrofílicas se unen a receptores de membrana, que se clasifican en varios tipos. Las señales hidrofóbicas se unen a receptores intracelulares. Cuando la señal se une al receptor, se produce la transducción de la señal: una cadena de eventos en la célula inducida, que conduce a una respuesta. Una señal puede actuar sobre distintos receptores. Esto hace que provoque distintas respuestas, dependiendo de la cadena de transducción conectada al receptor. Desde el punto de vista químico, las señales son heterogéneas (proteínas, péptidos, esteroides, derivadas de ácidos grasos, de aminoácidos, etc.) Desde el punto de vista del recorrido que realiza la señal para llegar a la célula blanco, la comunicación puede ser endócrina, parácrina, sináptica, etc. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 4  Formas de comunicación Por contacto directo Yuxtácrina La señal está en la membrana de la La señal pasa por uniones tipo gap (nexus). célula inductora. Ej.: entre células del miocardio Ej.: entre células inmunológicas Autócrina Parácrina La señal actúa sobre la célula La señal , mediador local, actúa inductora. sobre células vecinas. Ej.: interleuquinas , factores de crecimiento, prostaglandinas Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 5  Formas de comunicación Sináptica Endócrina La señal, el neurotransmisor, es La señal, la hormona, es liberada liberada por una neurona y recorre por una célula endócrina hacia la un breve espacio hasta la célula circulación. inducida. Neuroendócrina La señal, neurohormona, es liberada por una neurona hacia la sangre. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 6  Gándulas endócrinas Sistema endócrino Glándulas endócrinas Sistema endócrino difuso: Células endócrinas ubicadas en otros órganos. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 7 Señales hidrofóbicas e hidrofílicas Ejemplo: Receptor de hormona esteroide Tipos de receptores Receptor canal Receptor acoplado a proteína G Gs Gi Gq RTK Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 8  Señales hidrofóbicas e hidrofílicas Hidrofóbicas Hidrofílicas La señal atraviesa la membrana La señal no atraviesa la membrana Receptor intracelular (citosólico o Receptor de membrana nuclear) Ejemplos: Ejemplos: Hormonas esteroides Hormonas proteicas, glucoproteicas y Vit D (esteroide) peptídicas Hormona tiroxina (derivado de aa) Neurohormonas (péptidos, derivados de aa) Factores de crecimiento (proteínas) Neurotransmisores (derivados de aa) Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 9 HORMONAS ESTEROIDES SEÑALES HIDROFÓBICAS CON RECEPTOR INTRACELULAR Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 10  ¿Cuáles son las Hormonas esteroides? Glucocorticoides Corteza suprarrenal Mineralocorticoides (corticoesteroides) Adrenalina (epinefrina) y Andrógenos noradrenalina (norepinefrina) Estrógenos Hormonas Ovario Progesterona esteroides Testículo Testosterona Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 11  Mecanismo de acción de una señal hidrofóbica: Hormona Esteroide Receptor citosólico NÚCLEO 1) La hormona atraviesa la membrana 2) Se forma el complejo Hormona-Receptor Hormona 3) El complejo ingresa al esteroide núcleo 4) El complejo se une a un ADN regulador en el ADN 5) El gen se transcribe RESPUESTA 6) El ARNm se traduce ARN 7) La proteína nueva genera Proteína la rta. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 12  Receptor de hormona Hormona esteroide esteroide Sitio de unión al ADN libre Chaperona CITOSOL CITOSOL Complejo Receptor inactivo hormona-receptor Unido a la chaperona En el núcleo, el complejo hormona-receptor se une NÚCLEO al ADN (regulador) y se comporta como factor de transcripción específico Chaperona: proteína que modifica el plegamiento de otra proteína Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 13  Señales hidrofílicas Receptores de membrana Receptor canal (ionotrópico) Receptor acoplado a proteína G  Gs  Gi  Gq Receptor enzimático o con actividad catalítica, también llamado RTK Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 14 SINAPSIS QUÍMICA RECEPTORES CANAL Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 15  Sinapsis química (entre células pre y postsináptica) Comunicación entre: señal: NT Célula presináptica Célula postsináptica (inductora) NT (inducida) NT: Recorre hendidura sináptica Neurona Neurona Célula muscular Célula glandular Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 16  Neurona Dendritas Núcleo Teledendrón Axón Soma o cuerpo Botón terminal Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 17  Sinapsis Célula presináptica Impulso nervioso Neurotransmisor (potencial de acción) Receptor Célula postsináptica SINAPSIS Impulso nervioso (potencial de acción) Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 18  Sinapsis química (etapas) Vesículas sinápticas con NT en teledendrón Potencial de acción llega a teledendrón Apertura de canales de Ca regulados por voltaje Exocitosis del NT Unión de NT a receptores de membrana postsináptica Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 19  Receptores de canal Ej: receptores de acetil colina en unión neuromuscular Membrana presináptica NT Acetil colina Receptor canal iónico Membrana postsináptica Iones El receptor canal está regulado por el NT Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 20  Receptor canal o Ionotrópico (canal iónico regulado por ligando) Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 21  Señales hidrofílicas Receptores de membrana Receptor canal Receptor acoplado a proteína G  Gs  Gi  Gq Receptor enzimático o con actividad catalítica, también llamado RTK Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 22 RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA G Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 23  Receptores acoplados a Proteína G EXTERIOR SEÑAL: 1º MENSAJERO Receptor MEMBRANA Enzima Proteína G SUSTRATO 2º MENSAJERO TRANSDUCTOR DE LA SEÑAL CITOSOL Transducción: mecanismo por el cual la llegada de la señal dispara una cadena de eventos en el interior de la célula generando una respuesta. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 24  Proteína G: Proteína trimérica () S R  E  1) El 1º mensajero se une al receptor 2) El receptor activa a G. Alfa intercambia GDP por GTP 3) Alfa se separa y actúa sobre la 4) Alfa hidroliza GTP a GDP y se una a enzima Beta-Gamma Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 25  Gs, Gi, Adenil ciclasa y AMPc fosfodiesterasa ATP AMP AMPc Separación de subunidades Unión de AMPc PKA= proteín kinasa A Subunidades R: Subunidades reguladoras catalíticas C: subunidades catalíticas Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC activas 26  Fórmula AMPc ATP AMPc Adenilato ciclasa Fosfodiesterasa AMP Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 27  Las Kinasas* INACTIVA ACTIVA KINASA:cataliza la fosforilación PROTEÍNA PROTEÍNA P desfosforilación KINASA:cataliza la PROTEÍNA fosforilación PROTEÍNA P desfosforilación ACTIVA INACTIVA La fosforilación /desfosforilación es mecanismo para activar/inhibir proteínas y producir cambios rápidos en respuesta a señales. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 28  Hígado: adrenalina-Gs-AMPc-PKA Glucógeno FOSFORILACIÓN Glucógeno fosforilasa sintasa P P Degradación de Síntesis de glucógeno glucógeno Si una vía se activa por fosforilación, la vía inversa se inhibe.  Adrenalina en Corazón e hígado Adrenalina Receptor beta adrenérgico Gs AC AMPc Glucogenólisis Aumento de la frecuencia PKA Glucosa a sangre Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 30 Receptor acoplado a Gs Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 31  Receptor acoplado a proteína Gq RESPUESTA CELULAR PLC=FOSFOLIPASA C – PIP2= FOSFATIDIL INOSITOL DIFOSFATO – IP3=INOSITOL TRIFOSFATO – PKC=PROTEÍNProf. KINASA C VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 32  Calmodulina Calmodulina El calcio se une a la calmodulina y el Complejo calcio- complejo calcio- calmodulina calmodulina modula la actividad de proteínas-diana. Proteína diana Sitios de unión a la Calmodulina Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 33  Proteínas G – vías de transducción de la señal PROTEÍNA G ACCIÓN ENZIMA SUSTRATO PRODUCTO PK 2° MENSAJERO proteín kinasa Gs Estimula (Stimulant) Adenilciclasa ATP AMPc PKA Gi Inhibe (inhibidora) Gq Estimula Fosfolipasa C Fosfatidil Diacilglicerol PKC inositol (DAG) bifosfato (PIP2) Inositol trifosfato (IP3) Calcio Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 34 Amplificación de la señal En cada paso de la transducción de la señal, las moléculas afectadas son más numerosas. Un solo 1º mensajero (ligando) provoca una respuesta de gran amplitud. Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 35  Señales hidrofílicas Receptores de membrana Receptor canal Receptor acoplado a proteína G  Gs  Gi  Gq Receptor enzimático o con actividad catalítica, también llamado RTK Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 36 RECEPTORES CON ACTIVIDAD ENZIMÁTICA RTK (RECEPTORES TIROSÍN KINASA) EJEMPLOS: RECEPTORES DE INSULINA Y DE FACTORES DE CRECIMIENTO Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 37  RTK: receptor tirosín quinasa Es un receptor con actividad enzimática, que se activa al unirse a la señal. La actividad enzimática es de quinasa, es decir que cataliza la unión de grupos fosfato. Los grupos fosfato se unen a los aa tirosina de la proteína que se va a fosforilar, por eso se llaman tirosín quinasas Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 38  Señal RTK: receptor tirosín quinasa Sitio de unión de la señal Región transmembrana Tirosina RTK 1) RTK inactivo 2) Unión de la señal – Dimerización del receptor Proteínas fosforiladas RESPUESTA RESPUESTA Proteínas diana 3) Autofosforilación del receptor en tirosina 4) Fosforilación de proteínas diana Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 39  Resumen HIDROFÍLICAS SEÑALES HIDROFÍLICAS Receptor-canal + + NEUROTRANSMISOR Prof. VIVIANA SABBATINO- BIOLOGÍA-CBC 40 Actividad: