Mecanismos generales de señalización intracelular en Biología

Mecanismos generales de señalización intracelular

objetivo de la señalización es la regulación de la fisiología celular, que va a permitir el
funcionamiento coordinado de las células en los tejidos.

Estrategias de comunicación celular

Secreción de moléculas

celula diana: recibe la señal secretada por el medio exterior.

• paracrina: corta distancia, donde la molecula señal es reconocida por una célula diana de
  distinta estirpe que la célula que emite la señal.
• autocrina: molécula señal es reconocida por una célula diana de igual estirpe que la de la
  célula señalizadora, o incluso es ella misma la célula diana.
• hormonal o endocrina: Son células especializadas en la secreción hormonal que
  pertenecen a órganos endocrinos.
• neurotransmisores: caracterisada por tener neuronas.
  son moléculas pequeñas hidrófilas que, tras ser liberadas al espacio sináptico, se unen a
  los receptores de la célula diana (otra neurona u otro tipo celular especializado), para
  causar un determinado efecto

Contacto directo célula-célula o célula-sustrato

su comunicación es concelulas vecinas a traves de un contacto directo entre moleculas de
la membrana plasmatica, a traves de el mecanismo llave cerradura o por molculas de la
matriz extracelular.

Características de la señalización

senal por receptores especificos: estos pueden estan en la membrana plasmatica
(receptor de mebrana): reonoce a las hifofiilas.
receptor citoplasmatico: reconoce a moleculas hidrofobas.
señales intracelulares: se refiere a la transformacion de una señal extracelular.
esta se activa cuando la molecula señal se une a un receptor, y transmiten dicha señal al
nucleo para que active la transcripcion de genes (genes de respuesta).
. mecanismo de encendido y apago.

Cascada de señalización intracelular

cascada de señalizacion intracelular: es su transmicion de señales de receptores de
membrana.inactivacion: ejemplos.

• endocitosis de los receptores y su posterior degradación en los lisosomas,
  desapareciendo así de la membrana, lo cual detiene la señalización.
• receptores mediante proteínas bloqueantes; en este caso, es frecuente que el
  mismo producto de la señalización sirva para detenerla.

Proteínas en la cascada intracelular

quinasas: proteinas que intervienen en la cascada intracelular.
capacidad de fosforilar a otras proteínas en residuos de aminoácidos específicos.
fosfatasa: les quita a las proteinas fosforiladas su grupo fosfato, volviendolas al inicio.

Sistema de activación/inactivación GTP/GDP

GTP/GDP: sistema de activación/inactivación unidos a nucleotidos.
GDP: inactiva:
GTP: activa.
para que suceda eso ocupan una familia de proteinas: GEF
dato: cuando a finalizado la señalización, se produce una disociación del GTP hacia GDP + Pi,
quedándose la proteína unida a GDP. medida por la familia de GAP.

Integración de múltiples señales

integracion de multiples señales: se refiere a una respuesta celular

• El tipo de señales que recibe una célula viene determinado por el tejido del que
  forma parte y de su propia capacidad de respuesta, lo cual implica la presencia de
  receptores específicos que reconozcan la señal.
• Una misma molécula señalizadora puede causar respuestas distintas en
  diferentes tipos celulares.
  ejemplo: la acetilcolina, que actúa como neurotransmisor y como hormona.

A
B
Señal
Receptor
de membrana
Proteínas
de respuesta
Proteínas
de respuesta
1
Ribosoma
ARNm
Translocación
Translocación
Genes de respuesta
Genes de respuesta
Núcleo
Núcleo
RECEPTOR DE MEMBRANA
RECEPTOR INTRACELULAR
Estrategias básicas de transformación
de las señales extracelulares en
señales intracelulares: mediante
receptores de membrana, para el
caso de sustancias hidrófilas (A), y
mediante receptores citoplasmáticos,
para sustancias hidrófobas (B).
Señal
Ribosoma
Receptor
intracelular
ARNmSeñal
Receptor
Inactivo
Activo
Inactivo
Activo
Cascada de señalización intracelular
Mecanismos de transmisión de la señal en
el interior celular: cascada de señalización
intracelular
Inactivo
Activo
Translocación
Núcleo
Proteína
diana
ATP
· Pi
Quinasa
Fosfatasa
ADP
Proteína
fosforilada
La transmisión de la señal implica en
muchos casos el «encendido» y
«apagado» de interruptores
moleculares, como la
fosforilación/desfosforilación de
proteínas o su unión a GDP/GTP
Proteína
inactiva
GDP
Pi
GEF
GAP
GTP
Proteína
activaSeñal A
0
Respuesta
000
Señal B
Proliferación
Señal A ·
Respuesta
Diferenciación
Señal C
Señal A
Respuesta
Señal D
Apoptosis
Las respuestas celulares frente a un
conjunto de señales son el resultado de
la interacción de múltiples señales. La
combinación de varias señales puede
tener como consecuencia, por ejemplo,
la proliferación celular, o la
diferenciación o la apoptosis.

Señalización a través de mediadores locales

Características de los mediadores locales

caracteristicas:
gran potencial de estimulación y son secretados al medio externo a muy bajas
concentraciones.
intervienen:
factores de crecimiento, citoquinas, eicosanoides y algunos gases, como el óxido nítrico
(NO).

Señalización mediante factores de crecimiento

Función de los polipéptidos

son polipetidos:
funcion:
regular la proliferacion en las celulas de un tejido.
pueden promover o frenar la proliferacion celular.
por ejemplo:
el FGF y el TGF-B promueven la mitosis de los fibroblastos, el TGF-B inhibe además la
proliferación de las células epitelialesEGF
Epitelio
Estroma
TGF- ฿
VEGF
FGF
Vaso sanguíneo
Ejemplos de actuación de los factores de
crecimiento en la señalización celular. FGF,
factor de crecimiento de los fibroblastos; TGF-B,
factor de crecimiento transformante ; la señal
de «Stop» indica inhibición de la proliferación;
VEGF, factor de crecimiento del endotelio
vascular
patología: cáncer.
Durante la carcinogenesis de muchos
tumores epiteliales, las células
cancerosas aumentan su producción de
múltiples factores de crecimiento (como
el EGF),

Señalización por medio de gases: óxido nítrico

Función del óxido nítrico sintasa

oxido nitroso sintasa: se debe a la union al receptor produce una cascada de señales
intracelulares que dan lugar a la activación de la enzima.
funcion:
cataliza la producción de NO a partir del aminoácido arginina, O2 y el poder reductor del
NADPH.
para despues difundirse fuera de la célula endotelial y llega a células musculares vecinas
que recubren el endotelio.

• activa la guanilato ciclasa para producir GMP cíclico (GMPc) a partir del GTP. El
  GMPc actúa en el interior de la célula muscular, causando la relajación del músculo
  de la pared vascular y, por lo tanto, vasodilata
• vida media muy corta (5-10 s), ya que se transforma rápidamente en nitritos y
  nitratos al reaccionar con el O2 y el H2O, perdiendo así su actividad señalizado.
  gluanilato ciclasa: es roconocida por esta enzima cuando entra a la celula diana.
  como detenemos la señalizacion:
  as fosfodiesterasas eliminan el GMPc, volviendose así a la situación original inactiva.O
  Acetilcolina
  Receptor
  IP,
  Guanilato
  ciclasa
  GTP
  Ca*/calmodulina
  1
  Sintasa de NO
  Fostodiesterasa
  NO
  GMPc
  Arginina
  Citrulina
  RESPUESTA
  CELULAR
  Célula endotelial
  Célula muscular
  Señalización intracelular mediada por el
  NO en el sistema cardiovascular. La señal
  inicial de la acetilcolina en las células
  endoteliales provoca la liberación del NO,
  que difunde a las células musculares y las
  relaja, lo cual produce vasodilatación
  Relajación
  muscular
  Vasodilatación
  1
  Arteriola

Aplicaciones del óxido nítrico

nitroglicerina: para tratar el infarto de miocardio y la angina de pecho.

• ereccion del pene.

Señalización por medio de citocinas

Funciones de las citoquinas

citoquina: un grupo de factores de señalización producidas por células del sistema
inmunitario, que participan en la respuesta inflamatoria y en la quimiotaxis
funciones:

• Activación y proliferación de células del sistema inmunitario.
• Participación en los procesos inflamatorios, tanto agudos como crónicos.
• Control de la hematopoyesis (formacion de celulas sanguineas).
• Inducción de la curación de heridas.
• accion de modo autocrino o paracrino.
• moléculas pleiotrópicas: diferentes efectos cuando actúan en distintos tipos
  celulares) y redundantes (varias citoquinas distintas pueden ejercer el mismo
  efecto
  principales células productoras de citoquinas son los macrófagos y los linfocitos.

Señalización mediante eicosanoides

Características de los eicosanoides

eicosanoides: naturaleza lipídica, actuan en la señalización local.

• reconocidos por la célula diana mediante receptores asociados a proteínas G
• comprenden las prostaglandinas, los tromboxanos y los leucotrienos.
  funciones:
  regulación del tono vascular y bronquial, inflamación, dolor, agregación plaquetaria y
  contracción muscular.
  sintetizados: acido araquidonico.
• originado a partir de fosfolípidos de la membrana plasmática tras una reacción
  enzimática catalizada por las enzimas fosfolipasa A2 o fosfolipasa C.

Tipos de eicosanoides

tipos de ecosanoides:
prostaglandinas (PG): glándula prostática.
enzima ciclooxigenasa origina diferentes prostaglandinas a partir del ácido araquidónico.
Existen. tipos.
COX-1 es una enzima constitutiva; es decir, está presente siempre en las células.
COX-2 se produce en respuesta a determinados estímulos
tipos de PG: PGE2, PGF2a y PG12.
PGE2: causa vasodilatación, diuresis renal, broncodilatación y aumento de la producción de
mucosidad y bicarbonato por parte de las células epiteliales del estómago.
PGI2: función como antiagregante plaquetario.
PGF2a: favorece la ovulación y el parto
dato: mastocitos producen grandes cantidades de PGD2
papel determinante en las reacciones alérgicas, causando broncoconstricción y
vasodilatación.
tromboxanos (TX) .: plaquetas.

• función esencial en la agregación plaquetaria
• se originan por la actuación inicial de la enzima COX sobre el ácido araquidónico y
  la posterior actuación de la enzima tromboxano sintetasa:
• TXA2: favorece la coagulacion además de causar vasoconstricción.

Leucotrienos (LT)

LEUCOTRIENOS (LT): abundante en leucocitos.

• síntesis depende de la acción de enzimas lipooxigenasas (LOX).
• tiene un efecto similar a la histamina que actúa en los procesos alérgicos,
  favoreciendo el asma bronquial.
  LTB4: efecto quimiotactico y es vacodilatador.
  dato:
  ácido acetilsalicílico inhibe, por lo tanto, los efectos de las PG,reduciendo la inflamación y
  disminuyendo el dolor y la fiebre. Mediante el bloqueo de la síntesis de TX, el ácido
  acetilsalicílico reduce la coagulación y la agregación plaquetaria.
  pero puede generar efectos secundarios como: toxicidad gastrica.

Señalización por neurotransmisores

son moléculas pequeñas, hidrófilas, producidas por neuronas, que tras ser liberadas se
unen a receptores específicos de la célula diana.

• almacenan en vesículas secretoras de la neurona presináptica
  ejemplos:
  acetilcolina, la dopamina, la adrenalina o la serotonina.

Señalización hormonal

Hormonas peptídicas

hormonas peptidicas: naturaleza peptídica; son hidrofilas y, por lo tanto, reconocidas por
parte de la célula diana mediante un receptor de membrana.
ejemplo:

• insulina.
• hormona de crecimiento (GH)
• adrenalina.
• hormona foliculoestimulante (FSH)

Hormonas liposolubles

hormonas liposolubles: hidrofobas, muchas de ellas derivadas del colesterol.
Atraviesan la membrana plasmatica de la célula diana y son reconocidas por receptores
intracelulares.
ejemplo:
hormona sexual: testosterona, eestradiol y progesterona.
corticoides: cortisol y la aldosterona, vitamina D, hormona tiroidea y acido retinoico.