BQ Comunicación y Señales

1. IUCS, Fundación H. A. Barceló
Facultad de Medicina
Bioquímica – Inmunología – Nutrición
CUESTIONARIO GUÍA
COMUNICACIÓN CELULAR Y MECANISMOS DE TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
PRIMERA PARTE
1- Describa las características principales que presentan los siguientes tipos de comunicación celular
utilizados por células eucariontes: autocrino, paracrino, endocrino, yuxtacrino. Mencione ejemplos
representativos de cada caso.
2- Establezca las diferencias fundamentales entre la vía endocrina y la vía sináptica.
3- Explique la/s razón/es de diferentes respuestas en distintos tipos celulares al mismo tipo de señal
química.
4- ¿Qué características bioquímicas presentan los receptores?
5- Indique de modo general, las características, funcionalidad y diferencias que existen entre un receptor
ionotrópico, un receptor metabolotrópico y un receptor intracelular.
6- En relación con la vía de señalización celular mediada por receptores intracelulares:
A. ¿Qué características fisicoquímicas deben reunir las moléculas señal de esta vía? ¿Cuál es la
importancia de las proteínas de transporte plasmático para estas moléculas?
B. Menciones ejemplos de estos ligandos.
C. ¿Qué características estructurales presentan los receptores intracelulares?
D. ¿Qué función cumplen las HSP-90 (proteínas de choque térmico-90)?
E. Esquematice y compare los mecanismos de acción de: (i) receptores a glucocorticoides, (ii)
receptores a estrógenos, (iii) receptores a hormonas tiroideas, (iv) receptores para activadores de
la proliferación de peroxisomas (PPAR).
F. Concluya: ¿qué procesos celulares se encuentran controlados a través de la vía de señalización
intracelular?
SEGUNDA PARTE
7- En relación con la vía de señalización celular mediada por receptores de membrana: Genere modelos
esquemáticos que resuman las características principales de los siguientes tipos de receptores
involucrados en vías de señalización por moléculas hidrófilas:
A. Receptores ionotrópicos
B. Receptores metabolotrópicos
i. receptores acoplados a proteína G
ii. receptores con actividad enzimática propia
iii. receptores asociados a enzimas itinerantes: JAK-STAT
8- Establezca las diferencias entre canales iónicos operados por voltaje y canales iónicos operados por
ligandos. Mencione ejemplos.
9- En relación con los receptores acoplados a proteínas G:
A. Describa las características de las proteínas G heteroriméricas y su mecanismo de acción asociado a
los receptores acoplados a proteína G. ¿Por qué se dice que la subunidad α de las prote ínas G es
una GTPasa y que consecuencias funcionales se derivan de este hecho?
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B. Explique el mecanismo de activación de la enzima adenilato ciclasa por receptores de membrana
acoplados a proteínas Gs.
i. Describa el modo de acción del AMPc como un mensajero intracelular. Discuta el proceso de
fosforilación/desfosforilaci ón de prote ínas como mecanismo activador/desactivador enzimático.
ii. Investigue sobre la familia de enzimas fosfodiesterasas (PDE), qué reacción catalizan, su función y
sus mecanismos de regulación. Conoce algún otro mecanismo que permita llevar la vía de
señalización de AMPc de un estado activo a su situación basal. (Sugerencia: tenga presente que
siendo una cascada de amplificación de una señal, deberán existir mecanismos de “vuelta al
estado basal” en cada escalón de la cascada.)
iii. ¿Cuáles serán los efectos celulares cuando se active un receptor acoplado a proteína Gi?
iv. ¿Cómo afecta la toxina colérica a este sistema de transducción de señales?
v. ¿Puede la vía de señalización del AMPc regular la actividad enzimática a nivel genético? Explique.
vi. Mencione ejemplos de moléculas que señalizan a través de vías asociadas al AMPc por Gs y por
Gi.
C. Conoce otras enzimas (además de la adenilato ciclasa) que puedan ser moduladas por proteínas G.
D. Describa la cadena de eventos de respuestas celulares mediadas por la vía de los fosfolípidos de
inositol (PI).
i. Indique el tipo de proteína G involucrada, enzima acoplada, sustrato y productos asociados a la
activación de esta vía.
ii. ¿Qué son los canales operados por IP3? ¿Dónde se encuentran?
iii. ¿Por qué el Ca2+ puede actuar como un segundo mensajero intracelular? ¿Cómo es su
distribución entre el extracelular, citoplasma y orgánulos de almacenamiento?
iv. ¿Cuál es la participación de la calmodulina en esta vía de señalización?
v. Discuta el proceso de fosforilación de prote ínas como mecanismo de control enzimático que
ocurre a través de esta vía.
vi. Describa los mecanismos bioquímicos que lleven la vía de señalización de PI de un estado activo a
su situación basal. (Sugerencia: tenga presente que siendo una cascada de amplificación de una
señal, deberán existir mecanismos de “vuelta al estado basal” en cada escalón de la cascada.)
vii. Mencione ejemplos de moléculas que señalizan a través de esta vía.
viii. Integre estos conceptos al proce so de contracción muscular.
10- Explique el concepto de amplificación biológica de señales extracelulares mediante el uso de cascadas
enzimáticas y mensajeros intracelulares.
11- Integre los conceptos descriptos en las preguntas anteriores en las siguientes situaciones, definiendo el
tipo de cascada de señalización involucrada y la respuesta celular probable al estimulo hormonal:
i. Glucagón sobre hepatocitos
ii. Adrenalina sobre receptores α1 en hepatocitos
iii. Adrenalina sobre receptores α2 en célula beta del páncreas
iv. Adrenalina sobre receptores β1 en cardiocitos
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TERCERA PARTE
12- En relación con los receptores con actividad enzimática propia:
A. Describa el mecanismo general de acción de receptores con actividad tirosina quinasa indicando los
puntos intermedios principales de la cascada ( o es necesario el detalle completo) y los puntos
n
finales de control celular. Mencione ejemplos de moléculas que señalizan a través de esta vía.
Organice esta información en las siguientes tres cascadas:
i. Activación de PI3K
ii. Activación de PLCγ
iii. Formación de un complejo multiproteicos (Grb-Sos-Ras) y activación de quinasas activadas por
mitógenos (MAPK)
B. Describa el mecanismo de acción de receptores con actividad guanilato ciclasa. Mencione ejemplos
de moléculas que señalizan a través de esta vía.
13- A partir de un ejemplo concreto, indique cuales serían cada uno de los eventos bioquímicos celulares
que participan en estas 3 etapas de una cascada de señalización:
- Recepción de la señal e inicio de la señalización
- Transmisión y propagación de la señal
- Ejecución de la señal
14- Integre los mecanismos de acción de dos hormonas contrarreguladoras del metabolismo intermedio:
glucagón e insulina.
15- Esquematice y describa el mecanismo de acción de ligandos que actúan a través de receptores JAK-
STAT. Siga los lineamientos definidos para las vías de señalización antes mencionadas.
16- Investigue sobre mecanismos de señalización en la comunicación yuxtacrina. De ejemplos.
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