La comunicación celular permite que las células intercambien información. Las células envían y reciben señales químicas a través de moléculas mensajeras como las hormonas. Estas se unen a receptores específicos en las células blanco para activar respuestas como la diferenciación, supervivencia o proliferación celular. Los organismos multicelulares dependen de varios sistemas de comunicación celular como la comunicación endocrina, paracrina y autocrina.

1. Comunicación celularAnahíEsquivias SiqueirosAna Sofía Estrella SatoBiología Celular11 de Octubre de 2011

2. IntroducciónTodas las células reciben señales desde su medio y responden a estas señales.Esto se consigue a través de un amplio repertorio de moléculas señalizadorasque, bien son secretadas, o bien se expresan en la superficie celular, las cuales se unen a receptores expresados en otras células.Provocan…Reacciones intracelularesMoléculas señalizadorasReceptoresDiferenciaciónSupervivenciaMetabolismoProliferación

3. Organismos multicelulares continua comunicación celular.Las células liberan moléculas que transmiten señales químicas = “moléculas mensajeras” Esta comunicación se dirige hacia células “blanco” específicas y no a otras. Ejemplo: uniones abiertas en tejido de músculo cardiaco.

4. La célula cuenta con…¿Cómo saber si el mensaje químico llega a los blancos apropiados?ReceptoresSon moléculas proteicas especializadas que se unen sólo con mensajeros químicos específicos. Los receptores pueden estar localizados ya sea en la membrana plasmática o en el interior de las células blanco. Al unirse con su receptor, la sustancia química activa un tipo de cambio dentro de la célula blanco.

6. ¿Qué es la comunicación celular?Es la capacidad que tienen todas las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células. Función principaladaptarse a los cambios que existen en el medio que les rodea para sobrevivir homeostasis.

7. En los organismos pluricelulares…Las diversas funciones celulares se distribuyen entre distintas poblaciones de células , tejidos y órganos. Cada célula depende de otras y las influye. Actividad celular = las células involucradas son alcanzadas por estímulos. Por lo tanto…Deben existir mecanismos de comunicación intercelular.

8. Inducción: Acción de estimular a las células desde el exterior. Se realiza a través de sustancias producidas por células inductoras. Célula blanco: Es la célula que es sensible al inductor y presenta receptores específicos. Citoplasma o núcleoPequeño e hidrófoboReceptoresComplejos proteicos o proteínasMembranaCualquier tipo

9. Conceptos claveReceptor: Proteínas que se unen específicamente con moléculas señales para iniciar el proceso de transmisión del mensaje.Hormona: Sustancias fabricadas por las glándulas endocrinas, que activan diversos mecanismos y ponen en funcionamientos diversos órganos del cuerpo.

10. Neurona: Célula nerviosa que recibe/transmite señales por todo el cuerpo. Tiene dos funciones principales: La propagación del impulso a través del axón.Su transmisión a otras neuronas para inducir una respuesta. Neurotransmisor: Pequeña molécula hidrofílica que transporta una señal desde una neurona estimulada a una célula diana.

11. Sinapsis: Unión donde la terminal sináptica de una neurona se encuentra con la dendrita de otra. Lugar de transmisión del Impulso nervioso de una célula a otra e incluye:Terminales del Axón de la neurona Transmisora (Pre sináptica) Receptores de la segunda neurona o célula (Post Sináptica) Espacio entre ambas

12. Moléculas señalizadoras y sus receptores:Ligandos que se unen a receptores.Varían desde gases sencillos hasta proteínas. Algunas transmiten señales a través de grandes distancias.Otras actúan localmente. Difieren en su modo de acción.

13. Algunos ejemplos de moléculas señalizadoras:Moléculaseñalizadora | Lugar de origen | Naturaleza química | Algunas acciones

14. Moléculaseñalizadora | Lugar de origen | Naturaleza química | Algunas acciones

15. Etapas de la comunicación celular1) Síntesis celular del mensajero químico.2) Secreción del mensajero por la célula emisora.3) Transporte del mensajero hasta la célula blanco.4) Detección / recepción del mensajero (señal) por un receptor celular (proteína)5) Transmisión intracelular de la señal (transducción de señal) y cambio en el status celular (metabolismo, expresión génica, etc.)6) Eliminación (degradación) de la señal (interrupción del proceso).

16. Tipos de comunicación celularLa señalización celular = interacción directa entre célula-célula, o bien mediante la acción de moléculas señalizadoras secretadas. Papel fundamental durante el desarrollo embrionario y el mantenimiento.

17. Viven en un medio acuoso del que reciben múltiples estímulos fisicoquímicos.Las células poseen en su membrana receptores.Contacto celular con ligando solubleContacto celular con ligando fijoContacto celular con ligando en la matriz.

18. Sistemas de comunicación celularComunicación endocrina

19. Comunicación paracrina

20. Comunicación autocrina

21. Comunicación yuxtacrina

22. Comunicación por contacto directo

23. Comunicación sinápticaComunicación endocrinaHipotálamoLas moléculas señalizadoras (hormonas) son secretadas por glándulas. Se transportan a través de la circulación, actuando sobre células diana.Las células inductoras e inducidas se encuentran distantes. Hipófisis (Lóbulo posterior)Hipófisis (Lóbulo anterior)Flujo de sangre

26. Las células o tejidos blanco poseen receptores que reconocen exclusivamente los diferentes tipos de moléculas hormonales. Una célula puede tener distintos tipos de receptores, y así reconocer diferentes hormonas. Así un receptor reconoce exclusivamente una hormona. Líquido intersticialLa hormona NO afectaCapilarLa hormona SÍ afecta

27. Las hormonas locales se difunden hacia las células blanco adyacentesLa mayoría de las células secretan hormonas locales hacia sus inmediaciones.Ejemplo: PROSTAGLANDINASAlgunas contribuyen a las inflamaciones yestimulan a los receptores del dolor. Comunicación paracrina

28. Comunicación paracrina: El uso de hormonas locales como las prostaglandinas para comunicarse con células circunvecinas .

29. Comunicación endocrina: utiliza químicos que viajan por el torrente sanguíneo, a menudo a considerables distancias. Prefijo “para” = “junto”Prefijo “endo” = “interno”

30. El torrente sanguíneo transporta las hormonas del sistema endocrinoLas hormonas endocrinas son mensajes químicos producidos por células especializadas.

34. Las hormonas se unen a receptores específicos en las células blancoUna hormona que se ha excretado al torrente sanguíneo llegará a casi todas las células del cuerpo. Una hormona determinada podría tener varios efectos distintos, dependiendo de la naturaleza del receptor en la célula blanco.Los receptores están:En la membrana plasmáticaEn el interior de la célula.

35. Muchas hormonas derivadas de péptidos y aminoácidos son solubles en agua, pero no en lípidos= no pueden penetrar la bicapa fosfolipídica.En vez de ello se unen a los receptores en la membrana

36. En contraste, las hormonas esteroides son solubles en lípidos.

38. Mecanismos de retroalimentación regulan la liberación de hormonasPara que una hormona sirva como control fisiológico, debe haber alguna forma de activar y apagar su mensaje. El “interruptor” implica una retroalimentación negativa: Casi todas las hormonas ejercen efectos tan potentes sobre el cuerpo que serían perjudiciales si actuaran durante demasiado tiempo.Secreción de una hormona estimula una respuesta en las células blanco la cual inhibe la secreción ulterior de la hormona.

39. Ejemplo:

40. Ejemplo:

41. Conceptos claveFunciones de los receptores de la superficie celularLa mayoría de los ligandosse unen a receptores de la superficie de las células diana.Algunos receptores son canales iónicos regulados por ligando que controlan de manera directa el flujo de iones a través de la membrana plasmática. Algunos otros actúan regulando la actividad de proteínas intracelulares, las cuales transmiten señales desde el receptor a un conjunto de dianas intracelulares adicionales.Se genera una CASCADA DE REACCIONES.

42. La célula animal depende de múltiples señales extracelulares. Estas moléculas señalizadoras trabajan juntas para regular el comportamiento de la célula.

43. Cascadas de señalización

44. Hay tres clases de receptores de superficie celular:El receptor asociado a canales iónicos se abre o se cierra en respuesta a la unión de su molécula señalizadorala señal se transmite en primer lugar a una proteína G asociada con el receptor. La proteína G activada abandona el receptor y activa una enzima diana en la membrana plasmática.

45. Un receptor asociado con una enzima se une a su molécula señalizadora extracelular y activa a la enzima en el otro extremo del receptor, dentro de la célula.

46. Receptoresasociados a proteínas GTransmite las señales al interior de la célula a través de proteínas que unen nucleótidos de guaninaHay más de mil de estos receptores

47. Receptoresasociados a proteínas GEstos receptores median las respuestas a una enorme diversidad de moléculas señalizadorasextracelulares.Todos los receptores asociados con proteínas G analizados tienen una estructura similar: cada uno de ellos está compuesto por una cadena de polipéptidos que atraviesa siete veces la bicapa lipídica en una y otra dirección.

48. La estimulación de los receptores asociados con proteínas G activa las subunidades de estas proteínasCuando una molécula de señalización extracelular es une a un receptor éste sufre un cambio en su conformación que le permite activar a una proteína G.Estructura de las proteínas G:Tres subunidades de proteínas – α, β y ϒ, dos de las cuales se unen a la membrana plasmática por medio de colas lipídicas cortas.

49. Formación de 2 moléculas separadasTiempo de unión entre la subunidad y las proteínas dianaFuerza y prolongación de la transmisión de la señal

50. Receptor y proteína G inactivosLa unión de una señal extracelular modifica la conformación del receptorDicha alteración de la subunidad alfa de la proteína G le permite intercambiar su GDP por GTP. Se degrada en dos componentes activos.

51. Características del complejo inductor- receptorLa hormona puede alcanzar todos los tejidos del cuerpo, sin embargo, por lo general su acción sólo se evidencia en un limitado número de células. Inductor y receptor forman un complejo con las siguientes características:Encaje inducido: El complejo tiene una adaptación estructural entre ambas moléculas, similar al complejo enzima-sustrato.Saturabilidad: Debido a que el número de células es limitado, un aumento en las concentraciones del inductor, pondría en evidencia la saturabilidad del sistema.Reversibilidad: El complejo inductor-receptor se disocia después de su formación.

52. Transducción intracelular de señalesEs el conjunto de procesos o etapas que ocurren de forma concatenada por el que una célula convierte una determinada señal o estímulo exterior, en otra señal o respuesta específica.

53. Señal al interior de la célulaEstímulo o señalEnzimas de células dianaCascada de reaccionesTransducción de señales

54. ComunicaciónParacrina

56. Un ejemplo:

57. Comunicación AutocrinaTambién conocida como autocomunicación es la que establece una célula consigo misma. Una célula libera una hormona que actúa sobre la misma célula.

59. Un ejemplo:

60. Comunicación Yuxtacrina

61. Moléculas de adhesióncelularSon glicoproteínas que se encuentran en la superficie de la mayoría de las células.Median la adhesión célula a célula o la adhesión de la célula con la matriz extracelular.Producen un cambio conformacional en el dominio extracelular que afecta la función de las células.Cambios intercelulares en el citoesqueletoCambios en su composición química.

62. Uniones celulares

65. Un ejemplo:

66. Comunicación por contacto directo

68. Un ejemploLa comunicación de este tipo tiene lugar en algunas respuestas inmunológicas.

69. Comunicación nerviosa (sináptica)

70. Clasificación de comunicación Nerviosa

71. Sinapsis

73. Sinapsis

74. Comunicación por moléculas gaseosas

75. Resumiendo

76. Reconocimiento de señalesCiertas moléculas pequeñas atraviesan la membrana celular y se unen a receptores internos, suelen unirse al DNA y actuar como factores de transcripción.