Comunicacin Intercelular Bases Moleculares de la Sealizacin Celular
Comunicación Intercelular: Bases Moleculares de la Señalización Celular Dr. Ricardo Curcó
Conceptos Clave • Comunicación Celular: Paso de señales de una célula a otra. • Las señales pueden ser de dos tipos: – Eléctricas. – Químicas. • Hormonas: – Mensajeros químicos (MQ) producidos y secretados por glándulas endocrinas, que son liberados al torrente sanguíneo, y ejercen su función en un sitio distante al de su producción. • Neurotransmisores: – MQs producidos y secretados por neuronas, que son liberados en una estructura especializada en comunicación intercelular (sinapsis). 2
Tipos de Comunicación Intercelular Yuxtacrina Señal: eléctrica o química. 3
Conceptos Clave • Transducción: paso/transformación de una forma de energía o señal a otra de distinta naturaleza. – Transducción de señal. La unión de un agonista a su receptor en la superficie celular da inicio a una secuencia de acontecimientos que conduce a un cambio en la concentración intracelular de un segundo mensajero. – Vías de señalización. 4
Elementos de las Vías de Señalización: 5. Respuesta 5
Receptores Proteína en la membrana celular o dentro de la célula, que de forma específica y afín se une a un MQ. RESPUESTA • Existen varios tipos de receptores para un determinado mensajero químico. • Diferentes tipos de células poseen el mismo receptor para un determinado mensajero químico. – La respuesta es distinta según el tipo celular. 6
Mensajeros químicos Los MQ son moléculas que unen al receptor con elevada afinidad y especificidad. RESPUESTA Aminas • Epinefrina • Norepinefrina • Dopamina • Serotonina Péptidos y proteínas • Insulina • Angiotensina II • TSH Esteroides • Aldosterona • Estrógenos • Ácido retinoico Otras moléculas • Aminoácidos • Nucleótidos • Iones • Gases 7
Conceptos Clave • Especificidad. Capacidad que tiene un receptor de unirse a sólo un número limitado de ligandos, los cuales están estructuralmente relacionados. • Afinidad: es la fuerza con la cual un ligando se une a su receptor. 8
Conceptos Clave • Saturación: porcentaje de receptores ocupados por un ligando. • Competitividad: capacidad de ciertos ligandos, estructuralmente semejantes, de combinarse con el mismo receptor. • Agonista: ligando que se une al receptor y desencadena la respuesta celular. • Antagonista: sustancia que compite con el mensajero químico endógeno por su receptor. No desencadena la respuesta del ligando endógeno. – Ag. RP. 9
Conceptos Clave • Gen: secuencia de ADN que codifica una secuencia de aminoácidos de una proteína. • Expresión genética: grado de transcripción genética que presentan diferentes genes. 10
Receptores • Una célula puede poseer diferentes receptores para el mismo mensajero químico. – La respuesta dependerá del subtipo de receptor con el cual interaccionó el MQ. • Existen 4 tipos: – Canales activados por ligando (receptores ionotrópicos). – Acoplados a proteínas G heterotriméricas. – Con actividad enzimática (intrínseca o asociada). – Intracelulares (nucleares). 11
Receptores Ionotrópicos • Receptores con canal iónico o canales operados por ligandos. • Se presentan a nivel de sinapsis químicas. • MQs: ACh (receptor nicotínico), glutamato y aspartato (NMDA y AMPA), glicina y GABA (receptor GABAA), serotonina (receptores 5 HT 3) y ATP (receptores P 2 X). 12
Receptores Ionotrópicos 13
Receptores Ionotrópicos Corriente: Na+, K+ y Ca 2+ 14
Receptores Ionotrópicos 15
Receptores Acoplados a Proteínas G • Más grande familia de receptores. • Tienen 7 TM (α hélices), y están acoplados a proteínas G heterotriméricas. • Incluye los receptores α y β adrenérgicos, muscarínicos de ACh, serotonina, adenosina, olfatorios, rodopsina y la mayoría de hormonas peptídicas. 16
Calcio como segundo mensajero • La [Ca 2+]i es muy controlada, y altamente inferior en comparación con la [Ca 2+]o. • Puede tener efectos sobre el Vm o bien unirse a proteínas. • Destaca su efecto sobre la calmodulina. – Proteína presente en todas las células. – Une cuatro iones de calcio. – El complejo Ca 2+-calmodulina regula proteínas intracelulares (p. ej. Ca. MK). 17
Calcio como segundo mensajero 18
Calcio como segundo mensajero • La [Ca 2+]i regresa a valores basales gracias a sistemas de transporte presentes en la membrana plasmática (PMCA, NCX) y la recaptación en los almacenes intracelulares (SERCA). 19
Receptores con actividad enzimática • Son receptores que al unirse el MQ muestran activación enzimática de forma directa o indirecta. Estructuralmente, tienen 1 TM. • Tipos de actividad enzimática: – Tirosina kinasa. – Serina - treonina kinasa. – Guanilato ciclasa. – Tirosina fosfatasa. 20
21
Receptores Intranucleares • Clásicamente, sus funciones se han descrito a nivel de transcripción génica (intranucleares). • Pueden estar asociados a membranas (no como proteínas integrales), acoplados a hsp (56, 70 y 90) en el citosol o disueltas en el núcleo. • Se dividen en tres familias: – Familia I: hormonas esteroideas. Homodimerizan. – Familia II: hormonas tiroideas, vitamina D y retinoides. Heterodimerizan. – Familia III: receptores huérfanos. 22
Receptores Intracelulares (Nucleares) Receptor Nombre Dimerización GR Receptor glucocorticoides GR/GR MR Receptor mineralocorticoides MR/MR PR Receptor progesterona PR/PR ER Receptor estrógenos ER/ER AR Receptor andrógenos AR/AR VDR Receptor vitamina D VDR/RXR TR Receptor hormona tiroidea TR/RXR RAR Receptor ácido retinoico RAR/RXR SXR Receptor esteroides y xenobióticos SXR/RXR CAR Receptor androstano constitutivo CAR/RXR Familia II 23
Receptores Intracelulares 24
25
- Slides: 25