COMUCOMUNICANICACIÓNCIÓN CELULARCELULAR

Evidencias de aprendizajeEvidencias de aprendizaje::

Al finalizar la actividad el estudiante podrá:Al finalizar la actividad el estudiante podrá: Identificar los mecanismos que permiten que Identificar los mecanismos que permiten que

ocurra la comunicación celular.ocurra la comunicación celular. Explicar la importancia de la comunicación Explicar la importancia de la comunicación

celular en el metabolismo.celular en el metabolismo.

En el laboratorio:En el laboratorio: Resuelve crucigrama, guía de estudio y una Resuelve crucigrama, guía de estudio y una

hoja de trabajo, elabora mapas conceptualeshoja de trabajo, elabora mapas conceptuales

COMUNICACIÓN CELULARCOMUNICACIÓN CELULAR

RECEPTOR

Células secretoras

Liberadoras de señales

quimicas o ligandos

Célula receptora(blanco, diana

u objetivo)

Mensaje

R

R

R

R

R

R

R

R

Ligando: molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica

Ligando, señal química

Tipos de comunicación Tipos de comunicación celularcelular

EndócrinaEndócrinaParácrinaParácrinaAutócrinaAutócrinaYuxtácrina (contacto célula a Yuxtácrina (contacto célula a

célula o a MEC) célula o a MEC) Gaseosa: NO y COGaseosa: NO y CO

COMUNICACIÓN ENDOCRINACOMUNICACIÓN ENDOCRINA

Ocurre entre células a distancia , por medio Ocurre entre células a distancia , por medio de señales químicas llamadas hormonasde señales químicas llamadas hormonas

Glándula

secretora

Producto secretorio (hormona)

Molécula química se transporta en la sangre desde la célula secretora a la

célula efectora

La señal recorre cierta distanciaa través de la sangre

COMUNICACIÓN PARACRINACOMUNICACIÓN PARACRINA Ocurre entre células cercanas o adyacentes Ocurre entre células cercanas o adyacentes Neirotransmisores

Célula presináptica

Célula postsinaptica

Ejemplo de comunicación parácrinaEjemplo de comunicación parácrina

Sinapsis entre Sinapsis entre neuronas: neuronas:

a.a. NEURONA NEURONA presináptica presináptica libera un neuro libera un neuro transmisor y transmisor y

b.b. postsináptica que postsináptica que recibe el recibe el estímulo.estímulo.

c.c. Entre neurona y Entre neurona y fibra muscular.fibra muscular.

COMUNICACIÓN AUTÓCRINACOMUNICACIÓN AUTÓCRINAAutoestimulación, la célula responde a sus mismas señales: cascada de la coagulación, células inmunitarias

a. El receptor a. El receptor ßß11

postsináptico, postsináptico, responde a la acción responde a la acción biológica de la biológica de la noradrenalina.noradrenalina.

b. El receptor b. El receptor αα22

presináptico, actúa presináptico, actúa como un autocomo un autoreceptor, para regular receptor, para regular la secreción del la secreción del neurotransmisorneurotransmisor

Ejemplo de comunicación autócrina

Comunicación yuxtácrinaComunicación yuxtácrina Por contacto con otras células o con la Por contacto con otras células o con la

matriz extracelular, mediante moléculas de , mediante moléculas de adhesión celular..

Entre células homólogas es esencial para Entre células homólogas es esencial para control del crecimiento celular y control del crecimiento celular y formación de los formación de los tejidos, ,

Entre células heterólogas es muy Entre células heterólogas es muy importante para el reconocimiento que importante para el reconocimiento que realiza el realiza el sistema inmune, ,

Ocurre mediante uniones tipo Ocurre mediante uniones tipo GGapap..

SECUENCIA DE EVENTOS EN LA SECUENCIA DE EVENTOS EN LA COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULASCOMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS

Síntesis de la señal química por la célula Síntesis de la señal química por la célula secretora (emisora),secretora (emisora),

Exocitosis de la señal,Exocitosis de la señal, Transporte de la señal hacia la célula blanco o Transporte de la señal hacia la célula blanco o

diana (célula receptora),diana (célula receptora), Recepción del mensaje por Recepción del mensaje por proteínas proteínas

receptoras específicas en las células objetivo,receptoras específicas en las células objetivo, Cambios del metabolismo en célula receptora,Cambios del metabolismo en célula receptora, Finalmente eliminación de la señal.Finalmente eliminación de la señal.

Respuestas celulares a actividad Respuestas celulares a actividad de las señales químicasde las señales químicas

Modificación de la actividad enzimática: Modificación de la actividad enzimática: activándo o inhibiéndo procesosactivándo o inhibiéndo procesos

Cambios de la organización del Cambios de la organización del citoesqueleto: según necesidadescitoesqueleto: según necesidades

••Cambios en la permeabilidad al paso de Cambios en la permeabilidad al paso de iones por acción de neurotransmisores,iones por acción de neurotransmisores,

Activación de la síntesis de ADN y ARNActivación de la síntesis de ADN y ARN Activación o represión de los genesActivación o represión de los genes

Ligandos y ReceptoresLigandos y Receptores Los ligandos:Los ligandos: (1ros. mensajeros o señales (1ros. mensajeros o señales

químicas), son moléculas de naturaleza químicas), son moléculas de naturaleza proteica o lípidos, ponen en contacto células proteica o lípidos, ponen en contacto células vecinas o distantes. vecinas o distantes.

Los receptores:Los receptores: Casi todos son proteicos, se Casi todos son proteicos, se localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo. localizan, en la membrana, citosol, ó núcleo.

Las células de mamíferos poseen diversos Las células de mamíferos poseen diversos tipos de tipos de receptoresreceptores, por ejemplo:, por ejemplo:

a. de factores de crecimiento , hormonas, a. de factores de crecimiento , hormonas,

b. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa Cb. acoplados a proteínas "G" o fosfolipasa C

Las señales químicas pueden ser:Las señales químicas pueden ser: HIDROFÍLICAS: de naturaleza protéicaHIDROFÍLICAS: de naturaleza protéica Son moléculas pequeñas de acción rápida, con Son moléculas pequeñas de acción rápida, con receptores de superficie (en la membrana)receptores de superficie (en la membrana)

a.a. Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) Péptidos (insulina, glucagón= hormonas) b.b. Derivadas de aminoácidos: adrenalina, histaminaDerivadas de aminoácidos: adrenalina, histamina

acetil colina, serotonina (neurotransmisores).acetil colina, serotonina (neurotransmisores).

HIDROFOBICAS:HIDROFOBICAS: lípidos o sustancias lipofílicas lípidos o sustancias lipofílicas Son moléculas grandes de acción lenta,Son moléculas grandes de acción lenta,

a.a. Con receptores intracelulares: Con receptores intracelulares: Esteroideas, acido retinoico, tiroxinaEsteroideas, acido retinoico, tiroxina..b. b. Con receptores de superficie:Con receptores de superficie: Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.Prostaglandinas, leucotrienos,tromboxanos, etc.

Complejo ligando-receptorComplejo ligando-receptor

Señal lipofilica

Receptor intracelular

Señal hidrofílica

Receptor extra celular

Activación de segundos mensajeros

Citoplasma

El reconocimiento de la El reconocimiento de la señalseñal

Los ligandos variados, forman complejos Los ligandos variados, forman complejos con receptores específicos extra o con receptores específicos extra o intracelularesintracelulares

Cada célula responde a un conjunto de Cada célula responde a un conjunto de señales y es llamada célula objetivo, blanco, señales y es llamada célula objetivo, blanco, diana o receptora de la señal.diana o receptora de la señal.

El complejo ligando-receptor transmite el El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula para obtener mensaje al interior de la célula para obtener una respuesta biológica específica una respuesta biológica específica (transducción de la señal). (transducción de la señal).

LIGANDOS HIDROFÓBICOSLIGANDOS HIDROFÓBICOS Transporte por Transporte por

proteínas proteínas específicas,específicas,

Atraviesan Atraviesan fácilmente la fácilmente la membrana,membrana,

Receptores intra-Receptores intra-

celulares,celulares, No requieren 2dos. No requieren 2dos.

Mensajeros,Mensajeros, Actúan en el nucleoActúan en el nucleo

Proteína transportadora en la sangre

Receptor citosólico

Complejo Hormona receptor

Alteración de la transcripción

de genes específicos

Receptornuclear

Núcleo

Hormona

LIGANDOS HIDROFILICOSLIGANDOS HIDROFILICOS Interactúan con Interactúan con

receptores de receptores de superficie,superficie,

La señal no La señal no

entra a la célula,entra a la célula, Utilizan 2dos. Utilizan 2dos.

mensajeros:mensajeros:

(AMPc, GMPc, Ca(AMPc, GMPc, Ca++

++,IP,IP3, 3, Diacil glicerolDiacil glicerol

Señal protéicaReceptor de superficie

Complejo ligando receptor membralal

Baja concentración de 2dos. mensajeros

Alta concentración de 2dos. mensajeros

Variedad de Receptores Variedad de Receptores a. a. ExtracelularesExtracelulares (ransductores de (ransductores de

señales hidrofílicas) son 3 grupos:señales hidrofílicas) son 3 grupos: Los que abren canales iónicos por efecto del Los que abren canales iónicos por efecto del

ligando (ionotrópicos)ligando (ionotrópicos) Acoplados a proteína GAcoplados a proteína G Receptores con actividad enzimática (de Receptores con actividad enzimática (de

tirosina cinasa)tirosina cinasa)

bb.. Intracelulares: para señales Intracelulares: para señales

hidrofóbicas hidrofóbicas (citosólicos o (citosólicos o

nucleares) nucleares)

LLos receptores son moléculas protéicasos receptores son moléculas protéicas

Receptores acoplados a proteína GReceptores acoplados a proteína G Llamados de superficie ó membranalesLlamados de superficie ó membranales Pueden estar apagados o encendidosPueden estar apagados o encendidos Comunican con el citoplasma estimulando Comunican con el citoplasma estimulando

proteínas proteínas G,G, Proteínas G por efecto del ligando unido al Proteínas G por efecto del ligando unido al

receptor, se auto activan o desactivan. receptor, se auto activan o desactivan. Proteína Proteína GG, activada envía señales a , activada envía señales a

enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan sobre ATP ó GTP AMPsobre ATP ó GTP AMPcc ó GMP ó GMPc c (2do. (2do. mensajero o mensajero intracelular)mensajero o mensajero intracelular)

RECEPTORES DE MEMBRANARECEPTORES DE MEMBRANA (extracelulares o de superficie)(extracelulares o de superficie)

Son proteínas queSon proteínas que recocen moléculas recocen moléculas

con señales, Ej:con señales, Ej: hormonas protéicas, hormonas protéicas,

o péptidos.o péptidos. La unión La unión receptor-receptor- señalseñal, produce , produce

respuestasrespuestas específicasespecíficas intra intra celulares: señales celulares: señales

de transducción.de transducción.

Señales químicas

Receptores

Transdución de señal hidrofílicaTransdución de señal hidrofílica

Núcleo

R

R

R

R

R

R

Receptores

MembranalesProteína

G Citosol

αα

ββ γγ

GD

P

GTP

Ligando

Adenil

ciclasa

P-G

ATP AMPc

AMPc

AMPc

Kinasas

GlucogenólisisFosforilación

de glucosa

Medio

extracelular

Membrana

Receptores hidrofílicosReceptores hidrofílicos Forman canales iónicosForman canales iónicos

LigandoReceptor de

membrana

Señal de transducción

Guanilil ciclasa

GTP

GMPc = 2do. mensajero

(1er. Mensajero)

Transducción de la señal para ligandos Transducción de la señal para ligandos acoplados a protéina Gacoplados a protéina G

El efecto cascada que es disparado por la El efecto cascada que es disparado por la proteína G activa, proteína G activa,

La proteína G posee 3 subunidades La proteína G posee 3 subunidades proteicas alfa, beta y gamma. proteicas alfa, beta y gamma.

En su forma inactiva las 3 subunidades se En su forma inactiva las 3 subunidades se encuentran unidas, la alfa tiene el GDP. encuentran unidas, la alfa tiene el GDP.

El receptor activa la proteína G, la El receptor activa la proteína G, la subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y se separa de las subunidades beta y se separa de las subunidades beta y gamma gamma

Ejemplos de acción de la proteína GEjemplos de acción de la proteína G

Apertura de canal de K

Prot. GAd. C

Canal de potasio dependiente de proteina G

Receptores acoplados a proteína GReceptores acoplados a proteína GReceptores acoplados a proteína G (para adrenalina, glucagón, serotonina))

2. Receptores de canal iónico2. Receptores de canal iónico

Na+

Na+

Receptores que abren canales (acetil colina)

Exterior

Citosol

LIGANDO

Respuesta: Apertura de canal

Receptores asociados a tirosina cinasa(eritropoyetina, interferones)

Los receptores asociados a Los receptores asociados a tirosina cinasas:tirosina cinasas:

Son activados por factores de crecimiento Son activados por factores de crecimiento (ligandos, estímulos, señales químicas )(ligandos, estímulos, señales químicas )

Desencadenan cascadas de señalización Desencadenan cascadas de señalización intracelular, similares a la proteína G intracelular, similares a la proteína G (fosforilaciones de treonina y serina)(fosforilaciones de treonina y serina)

Regulan eventos transcripcionales Regulan eventos transcripcionales esenciales para la proliferación y esenciales para la proliferación y diferenciación celular (en primeras fases del diferenciación celular (en primeras fases del desarrollo embrionario)desarrollo embrionario)

Tirosina cinasas y RasTirosina cinasas y Ras

Ras son familias de proteínas adaptadoras Ras son familias de proteínas adaptadoras para la transducción de señales de la para la transducción de señales de la membrana al citosol, para control de la membrana al citosol, para control de la proliferación y diferenciación celular,proliferación y diferenciación celular,

Interactúan con proteínas G y desencadenan Interactúan con proteínas G y desencadenan la activación de segundos mensajeros que la activación de segundos mensajeros que pueden ser AMP, GMP, IPpueden ser AMP, GMP, IP3 3 o DAG.o DAG.

Receptores de actividad intrínseca

Receptores de ligandos Receptores de ligandos hidrofóbicoshidrofóbicos

Son protéicosSon protéicos Su localizaciónSu localización es citosólicaes citosólica o intranuclear,o intranuclear, La interacciónLa interacción hormona-receptorhormona-receptor desencadena desencadena eventos de acción Receptoreseventos de acción Receptores lenta. intracelulareslenta. intracelulares

R

RR

R

R

R

R

Ligando esteroideo

Segundos mensajerosSegundos mensajeros Son moléculas que transmiten señales desde Son moléculas que transmiten señales desde

ligandos extracelulares, al interior de la celula.ligandos extracelulares, al interior de la celula.

Variedad de segundos mensajeros Variedad de segundos mensajeros

(o mensajeros intracelulares(o mensajeros intracelulares):):

AMPAMPC C activa variedad de kinasasactiva variedad de kinasas

IONES CALCIOIONES CALCIO Necesario para la Necesario para la

actividad del múscularactividad del múscular

Inositol fosfatoInositol fosfato (IP (IP33) ) Libera calcio

Diacil glecerolDiacil glecerol Activa proteinas kinasasActiva proteinas kinasascc

Fosfolipasa CFosfolipasa C

familia de enzimas intracelulares y de membrana en organismos eucariotas que participa en los procesos de transducción de señales Las fosfolipasas C participan en el metabolismo de los fosfatidilinositol bifosfato (PIP2) y las vías calcio-dependientes de la señalización celular relacionados con lípidosCataliza la reacción hidrolizando al fosfatidil inositos en IP3 y DAGproductos de la reacción son el inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG). Tanto el IP3 como el DAG tienen funciones individuales, participando en el movimiento de calcio dentro del citosol y estimulando la fosforilación de las cadenas ligeras de miosina, respectivamente.

Función de la fosfolipasa CFunción de la fosfolipasa C La PLC participa en mecanismos catalíticos que La PLC participa en mecanismos catalíticos que

generan inositol trifosfatos (IPgeneran inositol trifosfatos (IP33) )

y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan y diacilglicerol (DAG). Estas moléculas modulan la actividad de proteínas hacia abajo en la la actividad de proteínas hacia abajo en la cascada de señalización celular. el IPcascada de señalización celular. el IP33 es  es

soluble y difunde a través del citoplasma e soluble y difunde a través del citoplasma e interactúa con receptores específicos interactúa con receptores específicos IPIP33 del retículo endoplásmico, causando la  del retículo endoplásmico, causando la

liberación de calcio, elevando así las liberación de calcio, elevando así las concentraciones de calcio intracelular.concentraciones de calcio intracelular.

Síntesis de 2dos. mensajerosSíntesis de 2dos. mensajeros

AMPc:AMPc: por acción de la adenil ciclasa, a partir por acción de la adenil ciclasa, a partir de ATP. de ATP.

GMPc:GMPc: por la guanil ciclasa a partir de GTP. por la guanil ciclasa a partir de GTP.

CA++:CA++: liberado del retículo endoplásmico o liberado del retículo endoplásmico o entra al citosol del espacio extra celular entra al citosol del espacio extra celular al abrirse canales específicos.al abrirse canales específicos.

IPIP3 3 y Diacil glicerol:y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil por hidrólisis del fosfatidil inositol, por acción de la fosfolipasa C.inositol, por acción de la fosfolipasa C.

Algunas proteinas G usan como segundos Algunas proteinas G usan como segundos mensajerosmensajeros

Trifosfato de inositol (IP3)Trifosfato de inositol (IP3) Diacil glicerol (DAG)sDiacil glicerol (DAG)s

Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C Síntesis a partir del fosfatidil inositol por la fosfolipasa C (fosfolípido de la membrana)(fosfolípido de la membrana)

Fosfolipasa Cb

Fosfato de inositol

Proteína Gp

El óxido nítricoEl óxido nítrico (NO): (NO): Gas hidrofóbico sintetizado en distintas Gas hidrofóbico sintetizado en distintas

células del organismo por la oxido nitrico células del organismo por la oxido nitrico sintetasa a partir del aminoácido arginina,sintetasa a partir del aminoácido arginina,

Esencial como molécula de señalización Esencial como molécula de señalización celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero, celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero,

Tiene un papel relevante en el cerebro y en el Tiene un papel relevante en el cerebro y en el sistema cardiovascular. sistema cardiovascular.

Implicado en varias enfermedades debido a Implicado en varias enfermedades debido a déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil e insuficiencia cardiacae insuficiencia cardiaca

Actividad de los antidepresivos (señales) Actividad de los antidepresivos (señales) para estimular la actividad neuronalpara estimular la actividad neuronal

Síntesis de NO

Destino final de la señalDestino final de la señal

Eliminación:Eliminación: Por difusión hacia el espacio extracelualrPor difusión hacia el espacio extracelualr Por inactivación enzimática: Por inactivación enzimática:

colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) entre otras.entre otras.

Por recaptación y degradación lisosómica.Por recaptación y degradación lisosómica.

TAREATAREA Elabore un esquema de la interacción ligando-receptorElabore un esquema de la interacción ligando-receptor Cuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Cuál es la diferencia entre 1ros. Y 2dos. Mensajeros? Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y Qué relación existe entre proteínas G, adenil ciclasa y

segundos mensajeros?segundos mensajeros? A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan A qué se debe que las señales hidrofóbicas no necesitan

segundos mensajeros?segundos mensajeros? Los receptores de ligandos lipofílicos se localizan sólo Los receptores de ligandos lipofílicos se localizan sólo

intracelularmente?intracelularmente? Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de Elabore un mapa conceptual que resuma la cascada de

eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o eventos en respuesta a la acción de la adrenalina o insulina,insulina,

Existen enfermedades asociadas a interrupción de Existen enfermedades asociadas a interrupción de señalización por proteínas G en humanos?señalización por proteínas G en humanos?

Cuáles son y que función tienen los mensajeros Cuáles son y que función tienen los mensajeros intracelulares?intracelulares?

Próxima semanaPróxima semana Ciclo celular completo: interfase y mitosisCiclo celular completo: interfase y mitosis

Hay laboratorio práctico: observación de Hay laboratorio práctico: observación de células en proceso mitótico y células en proceso mitótico y citocinesiscitocinesis

D

Gracias por su atenciónGracias por su atención

udauda

s???s???

Gracias por su atenciónGracias por su atención

udauda

s???s???