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Se alizaci n celular. Mol culas se alizadoras y sus receptores Amplio repertorio de mol culas se alizadoras, que pueden ser: Secretadas por las c lulas – PowerPoint PPT presentation

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Title: Se


1
Señalización celular.Moléculas señalizadoras y
sus receptores
  • Amplio repertorio de moléculas señalizadoras, que
    pueden ser
  • Secretadas por las células
  • O bien se expresan en la superficie celular
  • Se unen a receptores expresados en otras células
  • Integran y coordinan las funciones de las
    distintas células de los organismos complejos.

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Desencadenan una cascada de reacciones al unirse
a sus receptores, regulando
  • Los diferentes aspectos del comportamiento
    celular
  • Incluídos Motilidad, proliferación,
    supervivencia y diferenciación.
  • Las llamadas Vías de señalización celular es
    una prioridad 1 en la investigación.
  • muchos tipos de cáncer surgen debido a una
    alteración en las vías de señalización celular
    (control de la proliferación y supervivencia de
    las células sanas)
  • Del estudio de células cancerosas se derivan
    muchos de los conocimientos actuales de
    señalización
  • Note la beneficiosa relación entre medicina e
    investigación básica de biología molecular y
    celular

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Moléculas señalizadoras y sus receptores
  • Muchos tipos
  • Todas actúan como ligandos que se unen a
    receptores expresados por las células diana
  • Sin embargo la variabilidad es inmensa en la
    estrucutra y función de sus distintos tipos
  • En plantas y animales varían desde gases
    sencillos- hasta proteínas.
  • El modo de acción es muy distinto. Algunas se
    unen a receptores en el citoplasma o el núcleo
    pero la mayoría a receptores expresados en la
    superficie de las células diana.

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TIPOS DE SEÑALIZACION CELULA-CELULA
  • Tipo 1. interacción entre una célula y la célula
    vecina
  • Comprende interacción entre célula y célula ó
    célula y matriz extracelular.
  • Papel fundamental en la regulación de las
    múltiples interacciones que tienen lugar entre
    los distintos tipos celulares durante el
    desarrollo embrionario y en el mantenimiento de
    los tejidos adultos. Papel crítico en los
    tejidos animales.
  • Ejemplo el trabajo de las integrinas y
    cadherinas

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TIPOS DE SEÑALIZACION CELULA-CELULA
  • TIPO 2 .
  • MEDIANTE LA ACCION DE MOLECULAS SEÑALIZADORAS
    SECRETADAS
  • 3 grandes clases en función de la distancia
    recorrida por la molécula señalizadora, a saber
  • I. Señalización endócrina ( ej. Estrógenos y 50
    hormonas mas)
  • II. Señalización paracrina ( actúan en células
    vecinas, Sinapsis)
  • III. Señalización Autocrina. ( actúan en la misma
    célula, ej. El sistema inmune, Linfocitos induce
    su propia proliferación. La señalización
    autocrina anormal contribuye al crecimiento
    descontrolado de células cancerosas.)

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Hormonas esteroides y receptores
  • Cuando los receptores de una molécula
    señalizadora no están en la superficie celular ,
    sino, en el citosol ó el núcleo
  • Hay moléculas señalizadoras pequeñas e
    hidrofóbicas que difunden a través de la membrana
    plasmática, de las cuáles las HORMONAS
    ESTEROIDEAS son el típico ejemplo.
  • Igual la hormona Tiroidea, la Vitamina D y el
    ácido retinoico
  • Son REGULADORES DIRECTOS DE LA EXPRESION GENICA
  • Es decir al unirse a sus receptores la
    superfamilia de los receptores de esteroides,
    funcionan como activadores o represores de la
    transcripción de sus genes diana.

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Óxido nítrico y CO
  • NO (óxido nítrico) mólecula señalizadora
    paracrina fundamental -en el sistema nervioso,
    inmune y circulatorio.
  • Difunde directamente a través de la membrana
    celular
  • Su misión Alterar enzimas diana intracelulares
  • Se sintetiza a partir de Arginina
  • Es extremadamente inestable, por lo que su efecto
    es local o en las vecindades mas próximas (vida
    media de pocos segundos)
  • La guanilil ciclasa es su diana más importante
  • Un ejemplo bien caracterizado de su función es la
    señalización de la dilatación de los vasos
    sanguíneos.
  • El CO( monóxido de carbono), está intimamente
    relacionado con el N0, y parece que actúa de
    igual manera como neurotrasmisor que como
    mediador de la vasodilatación

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NEUROTRANSMISORES
  • grupo diverso de moléculas pequeñas, hidrofílicas
  • Incluye Acetilcolina, dopamina,
    epinefrina(adrenalina), serotonina, histamina,
    glutamato, glicina y ácido gama aminobutírico
    (GABA)
  • Llevan señales de neurona a neurona ó desde las
    neuronas a algún otro tipo de célula diana, como
    las sarcómeras
  • Su mecanismo de actuación es mediante la unión a
    receptores celulares de superficie
  • Algunos actúan como hormonas por ej. La
    epinefrina
  • No son capaces de difundir por la membrana
    plasmática por ser hidrofílicos
  • Muchos de sus receptores son canales iónicos
    regulados por ligando

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Hormonas peptídicas y factores de crecimiento
  • Conteniendo entre unos pocos hasta más de 100
    aminoácidos, las moléculas señalizadoras mas
    diversas, -en los animales- son los PEPTIDOS
  • Incluyen las hormonas peptídicas, (insulina,
    glucagón y hormonas producidas por la hipófisis
    o glándula pituitaria)
  • Neuropéptidos secretados por neuronas (
    encefalinas, endorfinas que destacan como
    analgésicos naturales)
  • Los factores de crecimiento polipéptidicos una
    amplia gama de moléculas señalizadoras que
    controlan el crecimiento y la diferenciación de
    las células animales.
  • NGF, EGF,PGDF, citoquinas, factores de
    crecimiento anclados a la membrana son sus
    principales miembros.
  • Alteraciones en la señalización mediada por
    factores de crecimiento son la fuente de multitud
    de enfermedades.( cáncer)

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EICOSANOIDES
  • Son lípidos- que sirven como moléculas
    señalizadoras
  • A diferencia de las hormonas esteroideas, que
    también son lípidos y actúan intracelularmente,
    los eicosanoides actúan en la superficie celular
  • Incluyen las Prostaglandinas, la Prostaciclina,
    los tromboxanos y los leucotrienos.
  • De importancia máxima en los estudios de medicina
  • Se hidrolizan rápidamente por lo que actúan
    localmente en vias de señalización autocrinas o
    paracrinas.
  • Estimulan gran diversidad de respuestas en las
    células diana, ejemplos Agregación plaquetaria,
    inflamación, contracción del músculo liso.
  • Son sintetizados a partir del Acido
    Araquidónico,cuyo metabolismo puede ser alterado
    por fármacos antiinflamatorios, analgésicos ó
    antiagregantes plaquetarios que funcionan
    inhibiendo la producción de eicosanoides

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Funciones de los receptores de superficie
TIPOSRECEPTORES ASOCIADOS A PROTEINAS G
  • La unión a un receptor en la superficie de la
    célula genera una cascada de reacciones
    intracelulares, que acaban alcanzando al núcleo
    celular y dan lugar a alteraciones programadas de
    la expresión génica.
  • Principales clases de receptores de superficie
  • Mas de mil tipos de receptores unidos a
    -Proteínas G -, la familia mas numerosa,( incluye
    receptores de vista, olfato y gusto)
  • Su diana intracelular puede ser una enzima o
    canal iónico
  • Distintas proteínas G se asocian con receptores
    distintos, es tal su variedad que acoplan los
    receptores a diferentes dianas intracelulares..-es
    timulando ó inhibiendo- enzimas ó canales
    iónicos mediando por tanto distintas respuestas
    fisiológicas

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PRINCIPALES TIPOS DE RECEPTORES DE SUPERFICIE.
RECEPTORES PROTEINA-TIROSINA QUINASA
  • Receptores proteína-tirosina quinasa
    directamente acoplados a enzimas intracelulares
    fosforilan las proteínas sustrato(enzimas) en los
    residuos de tirosina, mecanismo esencial en la
    respuesta celular a la estimulación por factores
    de crecimiento
  • Sumamente estudiados por la relación entre la
    fosforilación de las proteína-tirosina quinasas y
    la proliferación anormal de las células
    cancerosas.
  • El receptor de EGF( factor de crecimiento
    epidérmico) es una proteína-tirosina quinasa, lo
    que implica la relación de ésta fosforilación en
    el control de la proliferación de células
    normales
  • Las proteínas-tirosina quinasas, codificadas por
    Oncogenes han proporcionado las dianas mas
    prometedoras hasta la fecha para el desarrollo de
    principios activos frente al cáncer..

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PRINCIPALES RECEPTORES DE SUPERFICIERECEPTORES
DE CITOQUINAS
  • Muchos receptores, en vez de tener ellos mismos
    la actividad proteina-tirosina quinasa, actúan
    estimulando a proteínastirosina quinasas a las
    que no están unidos covalentemente
  • Es la superfamilia de Receptores de Citoquinas
  • De importancia máxima en medicina, incluye por
    ej. La interleuquina -2 y la eritropoyetina(
    receptores de la mayoría de las citoquinas) y, a
    los receptores de algunas hormonas
    polipeptídicas, ej. La hormona de crecimiento.
  • Actúan en asociación con proteína-tirosina
    quinasas no receptoras activadas por la unión del
    ligando al receptor.

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VIAS DE TRANSDUCCION INTRACELULAR DE SEÑALES
  • Vía del AMPc. AMP cíclico.
  • La señalización intracelular se puso de
    manifiesto al estudiar la acción de hormonas
    tales como la epinefrina (adrenalina)
  • La acción de la epinefrina es mediada por un
    aumento en la concentración intracelular de AMPc.
  • La mayoría de los efectos del AMPc en la célula
    animal sonmediados por la acción de la proteína
    quinasa dependiente de AMPc (proteína quinasa A)
    constituida en su forma inactiva por dos
    subunidades reguladores y dos subunidades
    catalíticas
  • El AMPc se une a las subunidades reguladoras,
    dejando libres a las catalíticas que son capaces
    de fosforilar residuos de serina de sus proteínas
    diana
  • El AMPc es capaz de regular la expresión génica
    controlando la proliferación celular, la
    supervivencia y la diferenciación de células
    animales , además de estar implicada en el
    aprendizaje y la memoria.

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Vías de señalización
  • GMP ciclico (señales visuales)
  • Fosfolípidos y Calcio
  • Ca y AMPc coordinadas
  • Vías PI 3-quinasa/Akt y Mtor
  • Vía de las quinasas MAP
  • Vía Jak/Stat y TGF-b/Smad
  • Vía NF-kB
  • Vías Hedgehog, Wnt y Notch
  • La hormona de crecimiento funciona activando la
    via Jak/Stat
  • La acción de los oncogenes ras- relaciona
    claramente el desarrollo del cáncer en el hombre
    con las alteraciones en las vías de señalización
    que regulan la proliferación celular

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Transducción de señales y Citoesqueleto
  • los componentes del citoesqueleto actúan
    igualmente como receptores y como dianas en las
    vías de señalización celular
  • Las funciones de la mayoria de las células
    también están influidas directamente por la
    adhesión celular y por la organización del
    citoesqueleto.
  • Los receptores responsables de la ADHESION
    celular, inician vías de señalización
    intracelular que regulan otros aspectos del
    comportamiento celular incluyendo la expresión
    génica
  • Los factores de crecimiento inducen alteraciones
    en el citoesqueleto que causan el movimiento de
    la célula o cambio de forma
  • Las integrinas sirven como receptores que activan
    vías de señalización intracelular, por lo que
    controlan la expresión génica y otros aspectos
    del comportamiento celular en respuesta a la
    adhesión celular

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Finalmente
  • Visualizar la señalización celular como un
    sistema integrado, regulado mediante lazos de
    retroalimentación que controla la extensión y
    duración de la actividad señalizadora
  • Múltiples vías se relacionan e interaccionan
    entre sí
  • Se necesitan modelos matemáticos y simulaciones
    informáticas para gestionar en ésta complejidad
  • El genoma humano codifica 1,500 receptores
    diferentes 700 quinasas y fosfatasas, 2,000
    factores de transcripción, deduzca usted si el
    potencial de las relaciones cruzadas entre vías
    formadas por la combinación de estos elementos es
    enorme!!!!!!!!!!

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Gracias !!!!!
  • Dr. Daniel
    Muñoz M.
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