Comunicación intercelular mediante moléculas señal

12/11/2009
Comunicación intercelular
mediante moléculas señal
Sintetizadas por células productoras de señales
Hacen su efecto sobre células diana que poseen
receptores para la señal.
Pasos en la comunicación mediante
señales extracelulares
1.
2.
3.
4.
Síntesis
Liberación
Transporte hasta la célula diana.
Detección de la señal por una proteína
receptora específica.
5. Cambio del metabolismo, la función o el
desarrollo de la célula diana
6. Eliminación de la señal.
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Moléculas señalizadoras
• Sistema endocrino: hormonas. Según su
naturaleza química: Peptídicas, derivadas de
aminoácidos, esteroideas
• Sistema nervioso: neurotransmisores. Según
su naturaleza química. Clásicos, peptídicos,
sifusibles
La comunicación celular mediante
moléculas señalizadoras se puede
clasificar según la distancia a la que
se encuentran la célula productora de
señal y la célula receptora de la señal
en :
Endocrina, paracrina, autocrina y de
contacto.
Señala: Célula productora de señal,
célula diana, molécula señalizadora
y clasifica los diferentes tipos de
comunicación
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Síntesis y almacenamiento
Las hormonas y los neurotransmisores difusibles (esteroides, gases…) se sintetizan e inmediatamente se liberan. Los no
difusibles, generalmente se almacenan en vesículas hasta el momento de su liberación.
Las hormonas y nerurotransmisores peptídicos se sintetizan en varias etapas y lugo se almacenan en vesículas sinápticas.
En la figura se muestran las etapas de síntesis de un neurotransmisor peptídico.
Señala:
1. Soma, axón y terminal axónicos.
2. El Núcleo, el aparato de Golgi, las
vesículas.
2. Describe lo que está ocurriendo
en las distintas etapas que se
señalan en la figura.
Los neurotransmisores de pequeño tamaño se pueden sintetizar en el mismo botón terminal a partir de sustancias precursoras
sintetizadas por las células neurales o importadas desde la sangre.
Sustancias precursoras
Ex
X
Ey
Y
Ez
Neurotransmisor
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Formación de vesículas para neurotransmisores no peptídicos.
1. Señala: Hendidura sináptica y citosol.
2. Describe lo que ocurre en cada paso
Sinápsis: Lugar en el que se comunica una neurona con otra célula
Señala:
1. Célula presináptica y postsináptica.
1. Terminal axónico.
2. Vesículas sinápticas
3. Hendidura sináptica
4. Neurotransmisores
5. Receptores de neurotransmisores
6. Exocitosis del neutrotransmisor
7. Dirección de las señales.
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Liberación
La calmodulina es una enzima que se activa al unirse al calcio.
La calmodulina activa, a su vez, activa a una proteinkinasa (proteín
kinasa calcio-calmodulina dependiente) que fosforila a otras
proteínas.
Proteinkinasas = proteínas (enzimas) que fosforilan a otras proteínas
Proteína +Pi
Cambia su forma y por lo tanto, su
función
Nadando en el citoplasma hay una
proteína llamada CALMODULINA
Ca++
Ca++
Ca++
Ca++
Ca++
Ca++
Ca++
Ca++
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Ca++
Ca++
Ca++
Ca++
Complejo
Calcio-calmodulina
+
Proteinkinasa dependiente de calcio/calmodulina
Fosforila proteínas
Cambia su forma y por lo tanto, su función
El DG
+
Proteinkinasa C
Fosforila proteínas
Cambia su forma y por lo tanto, su función
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Exocitosis calcio dependiente:
1. Llega un potencial de acción al
botón terminal.
2. En lugar de abrirse canales de sodio
voltaje dependientes, se abren
canales de calcio voltaje
dependientes.
3.Entra Ca2+.
4. El calcio se une a la calmodulina.
5. El complejo calcio calmodulina
activa a proteínkinasas que
fosforilan proteínas del botón
terminal (citoesqueleto,
superficie de la vesícula,
membrana presináptica) y
provocan
6. La exocitosis del neurotransmisor.
Señala:
1. Axón y dendrita
2. Botones terminales
3. Membrana presináptica y postsináptica
4. Hendidura sináptica.
5. Vesícula sináptica
6. Qué ocurre en
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Receptores intracelulares y extracelulares
Existen moléculas señalizadoras capaces de atravesar las membranas celulares por lo que, o ellas mismas catalizan alguna
reacción o lo hacen uniéndose a receptores intracelulares.
Otras moléculas señalizadoras son incapaces de atravesar la membrana plasmática por lo que tienen que unirse a
receptores de membrana.
Señalar:
1.Moléculas señalizadoras (capaces de
atravesar la membrana y externas)
2. Receptores intracelulares: citoplasmáticos y
nucleares
3. Receptores de membrana
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Tipos de receptores DE SUPERFICIE
•
•
•
Receptores ionotrópicos: Asociados a canal.
Receptores metabotrópicos: Asociados a proteína G.
Receptores asociados a enzimas.
La unión de un ligando (molécula señal) a su
receptor hace que éste cambie su conformación
y genera una respuesta.
El tipo de respuesta depende del receptor.
Una proteína receptora se caracteriza:
1.
2.
La especificidad por su ligando
El complejo receptor-ligando
desencadena respuestas
específicas.
Señalar bicapa lipídica .
Extraceluar-intracelular.
Lugar de unión para el ligando.
¿qué tipo de biomolécula son los receptores?
Los efectos pueden ser:
1. Cambios en la actividad de una enzima. Efecto rápido y de poca duración.
2. Cambios en la expresión de algunos genes. Efecos duraderos.
3. Cambios permanentes irreversibles.
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Los efectos de muchas moléculas señalizadoras están mediados por Segundos mensajeros.
Moléculas de pequeño tamaño: AMPc, GMPc, Diacilglicerol, Inositol trifosfato, Ca++
Efectos: Captación y utilización de glucosa
Almacenamiento y movilización de lípidos.
Secreción de productos celulares
Proliferación, diferenciación y supervivencia de las células mediante la
regulación génica
Otras proteínas implicadas en la transducción de señales:
-Proteínas GTPasas interruptoras: Cuando se activan se unen a GTP y cuando se inactivan
se unen a GDP. Dos tipos:
-Proteína G trimérica.
-Proteínas Ras.
-Proteína Kinasa (cinasa). Fosforilan a otras proteínas. Pueden estar acopladas al receptor,
en el citosol o asociadas a membrana.
2 tipos de proteIn kinasas:
-Dirigidas contra tirosina
-Dirigidas contra serotonina o treonina.
Las proteínas diana suelen ser: Enzimas, microtúbulos, histonas y factores de
transcripción.
Las proteínas fosfatasas hacen lo contrario.
Proteínas adaptadoras: contienen dominios que actúan como sitios de acoplamiento para otras proteínas
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1. En el interior de la membrana celular hay unas proteínas moviéndose
continuamente llamadas proteínas G
2. Las proteínas G están formadas por tres subunidades, α, β y γ.
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Describe la secuencia de pasos que se detallan en la foto:
1. En membrana celular, en la cara interna, hay una
proteína, llamada proteína G que se está moviendo
continuamente hasta que
2
2
3
3
4
4
5
5
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6
7. Las tres subunidades vuelven a unirse. La molécula
señal ya ha sido desactivada.
8.La proteína G comienza de nuevo a moverse
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Amplificación de la señal: Por la acción de un solo receptor se han
sintetizado nuchos segundos mensajeros
6. El GTP de α se convierte otra vez en GDP + Pi por lo que las tres subunidades
tienden a unirse otra vez.
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Según cual sea la proteína efectora
activada se sintetizará uno u otro segundo
mensajero
ADENILATO CICLASA
AMPc
GMPc
GUANILATO CICLASA
FOSFOLIPASA C
DIACILGLICEROL (DG)
e
INOSITOLTRIFOSFATO
(IP3)
Cuando la proteína efectora es un canal…
Describe lo que ocurre:
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Cuando la proteína efectora es la Adenilatociclasa
ATP
Adenilato ciclasa
+
Proteinkinasa A
AMPc
Fosforila proteínas
Cambia su forma y por lo tanto, su función
Para una misma molécula señal existen diferentes receptores asociados a diferentes proteínas G.
1. ¿Cuántos tipos de receptores para la NA y cuáles ves en la imagen?.
2. ¿Cómo se llama la proteína efectora?
3. ¿Cual es el resultado en (a) y en (b)?
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Fosfolipasa C
IP3
Diacilglicerol
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Señala:
1. Fosfolípidos de la cara interna de la membrana.
1. PIP2 ( fosfatidil inositol4,5-bifosfato).
2. La fodfolipasa C
3. El DAG (diacilglicerol) y el IP3 (Inosito trifosfato)
4. Protein kinasa C
El IP3 se une a membranas de retículos y activa la salida de calcio al citoplasma
Señala: PIP2, DAG , IP3
Di lo que ocurre en cada paso
Una vez que el calcio está en el citoplasma ¿qué ocurrirá?
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