2. Introducción
El estudio de la transducción de señales es la
comunicación celular, la cual es necesaria para
regular y coordinar las distintas funciones
fisiológicas.
3. Las células se comunican por sustancias
químicas llamadas mensajeros primarios, los
cuales, de forma general, pueden agruparse
en cuatro tipos principales:
Neurotransmisores.
Hormonas.
Factores de Crecimiento.
Citoquinas.
4. Mensajeros primarios
Neurotransmisores. - Moléculas de
señalización utilizadas por el Sistema Nervioso
para comunicar entre sí, sus distintas
estructuras o comunicarse con los órganos
periféricos.
Hormonas. - Moléculas de señalización,
formadas por las glándulas endocrinas que
regulan la casi totalidad de las funciones
fisiológicas ejercidas por los distintos órganos.
5. Mensajeros primarios
Factores de Crecimiento. - Moléculas de
señalización por lo general asociadas al control
de la proliferación, diferenciación y la muerte
celular.
Citoquinas. - Moléculas de señalización
implicadas en el control de la inmunidad del
organismo frente a agentes extraños (virus,
bacterias, parásitos) o propios (cáncer).
6. Señalización
endocrina
Las moléculas mensajeras
llegan a sus células blanco
a través del torrente
sanguíneo. Un claro
ejemplo, son las hormonas,
que suelen actuar en
células blanco localizadas
en sitios distantes del
cuerpo.
8. Señalización
autocrina
La célula que produce el
mensajero
expres
a
receptores en su
superficie los cuales
pueden responder a ese
mensaje. En
consecuencia, las
células que liberan el
mensaje se estimularán
(o inhibirán) a sí
10. Señalización
Yuxtacrina o
comunicación
Célula-Célula. En general, están
mediados
por proteínas de
membrana plasmática de
una célula que
son reconocidas por
proteínas receptoras de otra
célula. La interacción de la
proteína ligando con la
proteína receptora dispara
ciertas vías de señalización
en la célula diana.
11. Comunicación
Célula-Matriz
Extracelular
Son mecanismos
de comunicación
que permiten la adhesión de
las células a las proteínas
extracelulares de la matriz
extracelular (fibronectina,
laminina, colágenos, etc.). Es
un mecanismo crucial para el
modelado (desarrollo) o
remodelado (tras algún tipo
de lesión) de los órganos.
12. Receptores intracelulares
Si la señal es de
naturaleza liposoluble
podrán
atravesar la membrana
plasmática sin mucha
dificultad e interaccionar
y desencadenar
una
cascada de reacciones
que participan en
la
15. Receptores Ionotrópicos
La unión del ligando cambia la conformación del
receptor de modo que permite el flujo de un
determinado ion a través del receptor.
17. Receptores asociados a tirosin-quinasas citosólicas
También conocidos como superfamilia de
receptores de citoquinas. Ej.: La prolactina y
hormona del crecimiento, la mayoría de
citoquinas e interferones y ciertos factores de
crecimiento (eritropoyetina).
18. Receptores con actividad enzimática intrínseca
La activación del receptor por el ligando propicia
que el receptor muestre una actividad
enzimática. Ej.: La activación de los receptores
de insulina y de factores de crecimiento provoca
la aparición de actividades tirosina quinasa
(insulina, factor de crecimiento epidérmico).
19. Receptores unidos con proteína G
Moderan las respuestas a una enorme diversidad de
moléculas señalizadoras extracelulares.
Los receptores unidos con proteína G (GPCR) se
llaman así porque interactúan con las proteínas G. Los
miembros de la familia de GPCR también se conocen
como receptores transmembranosos siete (7TM)
porque contienen siete hélices transmembranosos.
20. Estructura de las proteínas G
Tres subunidades de proteínas- alfa, beta y gamma, dos
de las cuales se unen a la membrana plasmática por
medio de colas lipídicas cortas.
23. Vía del AMPc
Es un segundo mensajero importante, la
mayoría de las acciones del AMPc están
mediadas por la proteína quinasa A, que
fosforila tanto a enzimas metabólicas como al
factor de transcripción CREB.
24. El AMPc regula la actividad de la proteinquinasa A
(PKA)
La activación de la AC (adenilato ciclasa) por
una proteína Gs aumenta la concentración de
AMPc en el citosol. Este AMPc puede unirse a
un sitio regulador de una proteinquinasa
especifica denominada proteinquinasa A
(PKA).
25. Sistema de fosfolípidos de la membrana celular
Algunas
sustancia
s activan la enzima
fosfolipasa C que
genera el IP3 y el DAG
a partir del fosfolípido
de membrana el
fosfatidil inositol
difosfasto (PIP2).
El IP3 provoca la
liberación del Ca2+
intracelular, de sus
reservorios, como por
27. El Ca2+ citosólico se une a la calmodulin
La calmodulina es una proteína pequeña que
une Ca2+
. La unión del Ca2+
a la calmodulina
provoca un cambio conformacional en esta
proteína. El complejo calcio-calmodulina se une
a otras proteínas, activándolas y actuando sobre
varias vías de señalización. Por ej., el complejo
Ca2+
-calmodulina puede unirse a una quinasa,
Ca2+
dependiente, para iniciar una cascada de
fosforilaciones o a la enzima fosfodiesterasa que
degrada el AMPc.
28. Ejemplos de respuestas inducidas por AMPc
Activación génica: La activación de la
proteinquinasa A (PKA) por el AMPc, provoca la
fosforilación de un factor de transcripción
denominado, CREB (por elemento relacionado a
proteínas que responden al AMPc) en las
células que secretan el péptido somatostatina
(hormona inhibidora de la hormona del
crecimiento). El CREB fosforilado (CREBP) se
une al ADN en sitios específicos denominados
amplificadores regulados por AMPc, activando
la transcripción de los genes que codifican esta
hormona.
29. Ejemplos de respuestas inducidas por AMPc
Sentido del olfato. Este sentido depende de
receptores que responden a moléculas
inductoras denominadas odorantes, que se
encuentran en el aire. Los receptores de los
odorantes se encuentran ubicados en neuronas
ciliadas, que forman el epitelio olfatorio.
La activación de las proteínas de la membrana
de los cilios originan distintas cascadas
metabólicas.
En resumen, una señal química deberá
convertirse en una señal eléctrica que va al
SNC.
30. Amplificación de señales
La unión del inductor al receptor de membrana
activa a varias proteínas G, cada proteína G
puede activar a su vez una AC por un período
prolongado, generándose muchas moléculas
de AMPc, cada molécula de AMPc activa una
proteinquinasa A, que a la vez pueden
fosforilar muchas moléculas de enzima,
activándolas. Cada enzima puede producir
muchas moléculas de producto.
32. Regulación de los niveles de glucosa
sanguínea
Es un ejemplo de una reacción inducida por
cAMP.
33. Inducciones en las que participan receptores de
membrana con actividad enzimática
Los receptores de membrana con
actividad enzimática, poseen en general
tres dominios:
Un dominio extracelular (extracitoplasmático),
que une al primer mensajero (ligando)
Un dominio transmembrana
Un dominio intracelular (citoplasmático),
con actividad enzimática.
34. Esta actividad enzimática es en general una quinasa. La quinasa
activada es una tirosinquinasa, es decir una enzima que fosforila
específicamente aminoácidos tirosina. La actividad tirosinquinasa del
receptor puede fosforilar tirosinas localizadas en el receptor
(autofosforilación), como aminoácidos tirosina de otras proteínas
citoplasmáticas.
36. Proteína Ras
La proteína Ras es una pequeña proteína G
citosólica. Es monomérica a diferencia de la
proteína G de membrana que es trimérica. Al
igual que otras proteínas G, tiene actividad
GTPasa y por lo tanto muestra ciclos activos
(unidos al GTP) e inactivos (unidos al GDP).
Estas proteínas participan en la transmisión de
señales desde receptores tirosina quinasa hasta
núcleo, estimulando la proliferación o la
diferenciación celular. cumple un rol fundamental
en varias vías de señalización internas. Una de las
más importantes vías en la que interviene Ras es
la cascada de proteína quinasas activadas por
mitógenos (MAP).
37. Diferentes vías de señalización
Las vías de señalización proporcionan un
mecanismo para dirigir la información a través
de una célula, algo similar a la manera en que el
sistema nervioso central dirige la información
hacia los diferentes órganos del cuerpo y de
regreso.
38. Convergencia
Los receptores unidos con proteína G y
tirosincinasas receptoras y las integrinas son
tipos distintos de receptores de la superficie
celular con capacidad para transducción de
señales. Aunque estos tres tipos de receptores
pueden unirse con ligandos muy distintos, todos
ellos pueden conducir a la formación de sitios de
acoplamiento con fosfotirosina para el dominio
SH2 de la proteína adaptadora Grb2 muy
próximos a la membrana plasmática.
39. Divergencia
La evidencia de divergencia de la señal existe
en todos los ejemplos de transducción de
señal. Cuando un solo estímulo (un ligando
que se une con un GPCR o un receptor para
insulina) emite señales por una gran variedad
de vías distintas.
40. Comunicación cruzada
Las vías de señalización, no son cadena de
fenómenos independiente y lineal. De hecho,
están interconectadas entre sí. Ya que la
señalización en las células tiene
comunicaciones cruzadas entre las vías de
señalización. Un claro ejemplo, se presenta en
el que interviene el cAMP e ilustra la
importancia de este tipo de comunicación
cruzada.
41. Óxido Nitrico (NO)
Es un compuesto es inusual porque actúa
como un mensajero extracelular, mediando la
comunicación intercelular, y como un segundo
mensajero, dentro de la célula en la cual se
genera.
42. Óxido Nitrico, como mensajero intercelular
El NO interviene en diversos procesos
biológicos incluidos anticoagulación,
neurotransmisión, relajación del músculo liso y
percepción visual. Un claro ejemplo, es la
dilatación de los vasos sanguíneos, en la
respuesta inducida por acetilcolina.
43. Apoptosis (muerte celular programada)
La apoptosis, o muerte celular programada, es
un hecho normal en el que una secuencia
organizada de fenómenos conduce a la muerte
de la célula.
Mecanismos de la apoptosis:
Vía intrínseca (mitocondrial).
Vía extrínseca (iniciada por receptores de muerte).
44. Vía extrínseca
Se inicia por estímulos internos, como
anormalidades en el DNA, y externos, como
determinadas citocinas (proteínas secretadas
por células del sistema inmunitario).
Esta vía comienza cuando los ligandos de
muerte se unen a un receptor de muerte. Estos
receptores pertenecen a la familia de receptores
TNF que contienen un dominio de muerte en su
parte interna a la membrana.
46. Vía intrínseca
Los estímulos internos, como el daño genético
irreparable, las concentraciones demasiado
elevadas de Ca2+
en el citosol o el estrés
oxidativo grave (esto es, la producción de
grandes cantidades de radicales libres
destructivos) y la falta de señales de
supervivencia (ausencia de factores de
crecimiento) desencadenan la apoptosis por la
vía intrínseca.
