CELULAS

1. Tema: Señalización celular (tipos de
señalización celular, tipos de receptores,
tipos de ligando, neurotransmisores y
opioides endógenos).
Docente: Carem Francelys Prieto Fuenmayor
Doctora en Ciencias de la Salud
MgSc. en Metabolismo Humano
Lcda. En Bioanálisis

2. Docente: Carem Francelys Prieto Fuenmayor
Doctora en Ciencias de la Salud
MgSc. en Metabolismo Humano
Lcda. En Bioanálisis
E-mail: carem.prieto@ucuenca.edu.ec
ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Carem-Prieto
Orcid: https://orcid.org/0000-0002-7752-932X
Web of Science Researcher ID
is: AAZ-2029-2020.
Google Scholar: https://scholar.google.es/citations?user=0QNk4McAAAAJ&hl=es
¡Bienvenid@s!

3. Comunicación mediante
compuestos (señales)
que generan respuestas
determinadas en células
diana
Señalización celular
La supervivencia celular depende de la
comunicación entre células vecinas, de vigilar las
condiciones del ambiente y de responder
adecuadamente a diversos estímulos.

4. Señalización celular
• Permite la transmisión de
señales a través de la
membrana plasmática al
interior de la célula, a
proteínas citoplasmáticas
y al núcleo celular.
• Esencial para entender
procesos biológicos
básicos

5. Señalización celular

6. Los sistemas de señalización celular cumplen
en general las siguientes condiciones:
1. El reconocimiento del estímulo en la superficie externa
de la membrana plasmática mediante un receptor
específico integrado a la membrana.
No siempre se requiere un receptor

7. 2. Transferencia de una señal a través de la
membrana plasmática hacia el interior de
la célula.
Los sistemas de señalización celular cumplen
en general las siguientes condiciones:

8. 3. La señal es transmitida a
moléculas efectoras
específicas que se
encuentran sobre la
superficie de la membrana o
dentro del citoplasma,
desencadenando la
respuesta celular.
Los sistemas de señalización celular cumplen
en general las siguientes condiciones:

9. 4. La respuesta celular puede ser:
– Cambios en la expresión de genes
– Alteración de la actividad de algunas enzimas
requeridas para la respuesta.
– Cambios en la permeabilidad de la membrana
– Reconfiguración o rearreglos del citoesqueleto
– Activación de la síntesis de ADN
– Muerte celular (apoptosis)
Los sistemas de señalización celular cumplen
en general las siguientes condiciones:

10. 5. Una vez que la célula ha respondido adecuadamente al
estímulo, la respuesta debe cesar como resultado de la
inactivación de la molécula señalizadora.
Los sistemas de señalización celular cumplen
en general las siguientes condiciones:

11. Señalización celular

12. Cascada de señalización
Secuencia de reacciones de
proteínas que actúan en
cadena para transmitir una
señal en la célula
El mensaje es recibido a través
del receptor, se activan
determinadas enzimas, se
expresa determinado gen o
se producen cambios en el
citoesqueleto.

13. • RECEPTOR:
Proteínas transmembrana
que se unen y reconocen
ligandos específicos
• TRANSDUCTOR:
Proteína G (Elevada
afinidad por nucleótidos
de guanina)
• EFECTOR
Enzimas:
Adenilato ciclasa.
Sistema Fosfoinositoles.
• Reconocimiento.
• Transmisión.
• Modulación del
efector.
• Amplificación.
• Respuesta.
• Terminación.
Sistema de traducción de señales

14. 1.1. En cuanto a estructura: pueden ser desde gases
hasta proteínas.
1.2. Blanco de acción: pueden actuar sobre células
distantes o vecinas.
1.3. Modo de acción.
1.3.1.Algunas atraviesan la membrana plasmática y se unen
a receptores intracelulares en citoplasma o núcleo.
1.3.2.Otras, la gran mayoría, se unen a receptores que son
expresados en la superficie de las células blanco.
Moléculas señalizadoras
Clasificación

15. • Hormonas
•Neutrotransmisores
• Citoquinas (factores de crecimiento que regulan
la formación de células sanguíneas)
• Factores de crecimiento
• Moléculas de adhesión
• Componentes de la matriz extracelular
Moléculas señalizadoras o mensajeras

16. - Metabolismo celular
- Crecimiento o proliferación celular
- Supervivencia
- Diferenciación celular
- Motilidad
Moléculas señalizadoras
FUNCIONES

17. Las moléculas señalizadoras pueden estar en la
superficie (a) o pueden ser secretadas (b).
a. Señalización
célula : célula b. Señalización
célula : molécula secretada

18. Ocurre entre moléculas expresadas en la superficie de una
célula y receptores que se localizan en la superficie otra célula
o en la matriz extracelular.
Ejemplo las integrinas y caderinas que funcionan como
moléculas de adhesión celular y contribuyen a la estructura y
organización de los tejidos.
Receptor
Molécula
señalizadora unida a
la membrana

19. La molécula señalizadora es sintetizada y
secretada por una célula y se desplaza
hacia la superficie de otras células (o
puede actuar sobre la misma célula)

21. Las moléculas señalizadoras
son sintetizadas y secretadas
por la célula y se unen a
receptores que se localizan
en la superficie de la misma
célula.
Ej. Señales de proliferación
celular, LINFOCITOS T,
MOLÉCULA: CITOQUINAS

22. La molécula señalizadora es
sintetizada y secretada por
una célula y se une a la
superficie de células vecinas
muy próximas.
Ejm. Los neurotransmisores,
óxido nítrico

23. Acetil colina, dopamina, epinefrina (adrenalina), ácido amino butírico
(GABA) glutamato, histamina entre otros

24. Óxido nítrico: el gas óxido nítrico (ON) es una molécula
señalizadora fundamental en los sistemas nervioso,
inmune y circulatorio. El ON difunde rápidamente a través
de la membrana plasmática, pero no se une a receptores,
sino que modifica la actividad de enzimas intracelulares
en las células blanco.

25. MOLECULA DE SEÑALIZACION PARA LA DILATACION DE LOS VASOS
SANGUÍNEOS
Las células endoteliales liberan ON en respuesta a la estimulación

26. Cuando no llega suficiente sangre al corazón, se liberan neurotransmisores que
actúan sobre la pared de los vasos sanguíneos.
Las células endoteliales liberan óxido nítrico, el cual actúa sobre las células
vecinas del músculo liso, incrementando la actividad de una enzima (guanilato
ciclasa) que da lugar a la síntesis del segundo mensajero GMP cíclico, el cual
induce la relajación de los vasos sanguíneos coronarios incrementando el flujo
de sangre al corazón

27. Oxido nítrico sintetasa

28. (Fosfodiesterasa) convierte el GMPc en
5’GMP y cesa la activación
La MLCK o
Quinasa de
cadenas ligeras
de la miosina
se activa
cuando
incrementa
niveles de Ca+2
La MLCK fosforila
las cadenas ligeras
de la miosina, ésta
interactúa con
filamentos de
actina y se produce
la contracción
muscular
(NO ERECCIÓN)
PKG y PKA activan
la MLCP (fosfatasa):
que desfosforila las
cadenas ligeras de la
miosina, la cual no
podrá interactuar con
filamentos de
actina y se produce
RELAJACIÓN
muscular
(ERECCIÓN)
Estas quinasas fosforilan canales de
calcio y se reducen niveles de Ca+2,
inhibiendo la contracción muscular y
facilitando la RELAJACIÓN
MUSCULAR (ERECCIÓN)
El óxido nítrico
activa la Guanilato
ciclasa (sGC), La
cual cataliza la
producción del
segundo mensajero
GMPc
El GMPc activa la
proteína quinasa
PKG dependiente
de GMPc.
GC: Guanilato ciclasa
AC: Adenilato ciclasa
MLCK: Quinasa de cadenas ligeras de la miosina
MLCP: Fosfatasa de cadenas ligeras de la miosina

29. El sildenafil es un inhibidor relativamente selectivo de una
de las isoformas de la fosfodiesterasa (PDE5) que degrada
al GMP cíclico.
Por esto, el sildenafil permite que se acumule el GMP
cíclico intracelular en el músculo liso del cuerpo
cavernoso.

30. (Fosfodiesterasa)
convierte el GMPc
en 5’GMP y cesa la
activación

31. La célula endocrina
sintetiza una molécula
señalizadora y la secreta
directamente a los vasos
sanguíneos.
La molécula señalizadora
viaja a través del torrente
sanguíneo hacia otras
células que pueden estar
en regiones distantes,
sobre las cuales ejercerá
su efecto.

32. -Hormonas esteroideas: Por ejemplo, el estrógeno es una
hormona esteroidea producida por el ovario y es capaz de
estimular el sistema reproductor femenino y los caracteres
sexuales secundarios.
Como ejemplo de otras células endocrinas secretoras de
hormonas podemos citar: pituitaria, tiroides, paratiroides,
páncreas, glándulas suprarrenales y gónadas

33. -Hormonas peptídicas: insulina, glucagon, hormona de
crecimiento, hormona folículo estimulante, prolactina, etc.
-Neuropéptidos: encefalinas y endorfinas que funcionan como
neurotransmisores y neurohormonas ya que actúan sobre
células distantes.
-Factores de crecimiento: polipéptidos que funcionan como
moléculas señalizadoras en el control del crecimiento y la
diferenciación de las células animales. Ej . EGF, PDGF
-Citoquinas: regulan el desarrollo y diferenciación de las
células sanguíneas y controlan la actividad de los linfocitos
durante la respuesta inmune.

35. Las hormonas peptídicas, los
neuropéptidos y los factores de
crecimiento no pueden atravesar la
membrana plasmática de las células
blanco. Actúan por unión a
receptores de superficie celular.

36. 1.RECEPTORES INTRACELULARES
Superfamilia de receptores de esteroides
2. RECEPTORES DE SUPERFICIE
CELULAR
2.1. Canales iónicos
2.2. Receptores acoplados a proteínas G
2.3. Receptores Proteínas Tirosin-quinasas
2.4. Receptores de citoquinas
2.5. Receptores asociados a otras actividades
enzimáticas

38. 1. Receptores Intracelulares:
Representado por la superfamilia de receptores de esteroides
Ejemplo: hormonas esteroideas (testosterona, estrógeno y
progesterona), corticosteroides (glándula suprarrenal), glucorticoides
mineralocorticoides que actúan regulando el equilibrio hídrico y salino
en el riñón.
No esteroideas: hormonas tiroideas, la vitamina D2 y el ácido retinoico,
Aunque NO son hormonas esteroideas, utilizan receptores intracelulares
Hormona
esteroidea
Hormona
Receptor
Transcripción
Citoplasma
Núcleo
Vaso
sanguíneo
Membrana
plasmática

40. 1. Receptores Intracelulares:
Representado por la superfamilia de receptores de esteroides
Video 1
Estos receptores son capaces de regular la transcripción de los genes

41. 1-RECEPTORES INTRACELULARES
Superfamilia de receptores de esteroides
2. RECEPTORES DE SUPERFICIE
CELULAR
2.1. Canales iónicos
2.2. Receptores acoplados a proteínas G
2.3. Receptores Proteínas Tirosin-quinasas
2.4. Receptores de citoquinas
2.5. Receptores asociados a otras actividades
enzimáticas

43. Mensajeros hidrosolubles que unen receptores
de superficie celular
I.- Péptidos y proteínas:
•Insulina
•Glucagón
•Hormona antidiurética
•Oxitocina
•Angiotensina
•Neuropéptidos. Endorfinas
•Factores de crecimiento
•Neurotrasmisores
Factor de crecimiento epidérmico (EGF)

44. Transmisión rápida a través de sinapsis (SNC)
Señal química (neurotransmisor) señal eléctrica
Flujo de iones a través de la membrana (Na+, K+,
Ca+2, Cl-)
Gradiente electroquímico potencial de membrana
2. Receptores de superficie celular
2.1 CANALES IÓNICOS
Video 2

45. • Se abren en
respuesta a la
unión de un
ligando, por
ejemplo,
neurotransmisores
como acetilcolina,
serotonina y
dopamina
2. Receptores de superficie celular
2.1 CANALES IÓNICOS

46. Receptores con actividad de tirosina cinasa Receptores acoplados a
Proteinas G
2. Receptores de superficie celular

47. Todos los receptores ligados a
Proteína G constan de una porción
extracelular que tiene el grupo amino-
terminal, una porción proteínica que
atraviesa la membrana 7 veces y una
porción intracelular que posee la
terminación caboxilo
2. Receptores de superficie celular
2.2. Receptores acoplados a proteínas G

48. Membrana
plasmática
Receptor
Adenilato ciclasa
EFECTOR
Hormona


A
B



Proteína G
GDP
Proteína G activada
Activación de otras proteínas
intracelulares
ATP
AMPc

GTP
AMPc
Quinasa
Quinasa
activa
Fosforila otras
proteínas
efectoras
2. Receptores de superficie celular
2.2. Receptores acoplados a proteínas G

49. En su estado inactivo, la subunidad  de la proteína G, une GDP y se
asocia al complejo , la unión de la hormona estimula el intercambio de
GDP por GTP, lo cual produce disociación del complejo y activación de la
proteína. La inactivación de la proteína G ocurre por hidrólisis de GTP.



GDP
C
Proteína G en
estado inactivo



GTP
Proteína G activada

GTP
GDP
Intercambio de
nucleótidos



GDP
Inactivación de
la proteína G
Video 3
2. Receptores de superficie celular
2.2. Receptores acoplados a proteínas G

50. Receptor acoplado a proteinas G: 7 helices transmembrana

51. Ciclo de Actividad de Receptores
Asociados a Proteínas G
Canal Iónico
O Enzima que sintetiza
Segundos Mensajeros
como:
cAMP
cGMP

52. 2. Receptores de superficie celular
2.2. Receptores acoplados a proteínas G

53. • Un número elevado de sustancias activan su célula
diana, estimulando la producción de AMPc.
• Para que los mensajeros extracelulares, incrementen la
concentración intracelular de AMPc se requieren:
– El receptor específico una proteína reguladora y la
adenilatociclasa propiamente dicha.
• El AMPc ejerce su efecto por activación de proteínas
quinasas (PKA)
• El curso de los acontecimientos en una célula dada en
respuesta a AMPc dependerá de las proteínas
específicas fosforiladas por las quinasas dependientes
de AMPc

54. Tejido Hormona Respuesta
Hígado Epinefrina y
glucagon
Hidrólisis de glucógeno, síntesis de glucosa
(gluconeogénesis); inhibición de la síntesis de glucógeno
Músculo
esquelético
Epinefrina Hidrólisis de glucógeno, inhibición de la síntesis de
glucógeno
Músculo
cardíaco
Epinefrina Incremento de la contractilidad
Adiposo Epinefrina, ACTH y
glucagon
Lipólisis
Tiroideo TSH Secreción de hormona tiroidea
Hueso Hormona
paratiroidea
Incremento en la resorción del calcio
Ovario LH Incremento en la secreción de hormonas esteroides
Corteza
suprarrenal
ACTH Incremento en la secreción de glucocorticoides

56. Receptores con actividad de tirosina cinasa
Receptores acoplados a
Proteinas G
2. Receptores de superficie celular

57. 2. Receptores de superficie celular
2.3. Receptores Proteínas Tirosin-quinasas
También tienen estos dominios: EGF, PDGF.

58. La autofosforilación del dominio catalítico cumple 2
funciones:
-Incrementa la actividad proteína quinasa del receptor.
- La fosforilación de otros residuos de tirosina generan
sitios de unión específicos para otras proteínas. Las
proteínas que se unen al receptor también tienen otros
dominios que se unen a péptidos específicos del
receptor que contengan fosfotirosinas.
2. Receptores de superficie celular
2.3. Receptores Proteínas Tirosin-quinasas

59. El receptor de insulina es un tetrámero que consta de dos subunidades  y dos . Cuando la insulina
se enlaza a las subunidades , se produce un cambio conformacional en las subunidades , activando
su actividad catalítica que produce su autofosforilación en el dominio citoplasmático del receptor y
luego, la fosforilación de varios sustratos del receptor de insulina (SRI). Estos sustratos del receptor
fosforilados activarán varias vías de señalización por interacción con otras proteínas.
 
 
Sitios de unión de insulina
Membrana
Dominios
tirosin
quinasas
 
 
Insulina unida
Autofosforilación
P
P
P
P P
P
P
P
P
P P
P
SRI
Activación de varias vías de
señalización
P
P P
P
SRI
2. Receptores de superficie celular
2.3. Receptores Proteínas Tirosin-quinasas
Video 4

60. 2. Receptores de superficie celular
2.3. Receptores Proteínas Tirosin-quinasas

61. -Son receptores que no tienen actividad proteína tirosina
quinasa propias
-Actúan estimulando proteínas tirosina-quinasas a las que no
están unidas covalentemente.
-Esta familia de receptores, denominada SUPERFAMILIA DE
RECEPTORES DE CITOQUINAS, incluye a los receptores de la
mayoría de citoquinas. Por ejemplo de Interleucina 2 y de la
eritropoyetina y a los receptores de algunas hormonas
polipeptídicas, tal como hormona de crecimiento.
2. Receptores de superficie celular
2.4. Receptores de citoquinas

62. -Proteínas-tirosina fosfatasas: eliminan grupos
fosfatos de los residuos de tirosina actuando en forma
opuesta a la proteínas tirosinas quinasas.
-Proteínas-serina/treonina quinasas: como su nombre
lo indica, fosforilan residuos de serina y treonina en las
proteínas.
-Guanilato ciclasas: estos receptores tienen en su
dominio citosólico actividad guanilato ciclasa, que
cataliza la formación de GMPc, el cual es un segundo
mensajero muy importante.
2. Receptores de superficie celular
2.5 Receptores asociados a otras actividades enzimáticas