FACULTAD DE QUMICA DEPARTAMENTO DE BIOQUMICA U.N.A.M.Conjunto E,
Paseo de la Investigacin Cientfica, Circuito Institutos Ciudad
Universitaria 04510, Mxico D.F. Telfonos (55) 5622-5335 Fax (55)
5622-5329
SEM. 2009-I
CURSO DE BIOQUMICA Carreras de QFB y QA Prof. Marina Gavilanes
RuzCOMUNICACIN CELULAR31 IMGENES
The protein dove was designed by Louis Tielens and Co Eijndhoven
from the Laboratory of Veterinary Biochemistry, Utrecht University,
The Netherlands.
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Este material es exclusivamente para uso educativo y no de
lucro
MEMBRANAS CELULARESOTRA FUNCIN:
COMUNICACIN CELULAR, TRANSDUCCIN DE SEALES
COMUNICACIN CELULARORGANISMOS UNICELULARES: CLULACOMUNICACIN
MEDIO AMBIENTE ORGANISMOS PLURICELULARES: CLULA
MEDIO EXTRACELULAR CLULAS CONTIGUAS
COMUNICACIN
MEDIO AMBIENTE
RESTO DEL ORGANISMO
LA COMUNICACIN ENTRE TODOS ESTOS ELEMENTOS ES MEDIANTE SEALES
QUMICASORGANISMOS PLURICELULARES: CLULA
MEDIO EXTRACELULAR CLULAS CONTIGUAS
SEALES QUMICASRESTO DEL ORGANISMO
MEDIO AMBIENTE
LAS SEALES QUMICAS SON MOLCULAS DE NATURALEZA DIVERSA
LA MEMBRANA PLASMTICA COMO FRONTERA DE LA CLULA CON EL MEDIO, SU
FUNCIN EN EL INTERCAMBIO DE INFORMACIN
RESPUESTA
SISTEMAS DE TRANSDUCCIN DE SEALES Son formas organizadas,
especficas, rpidas y efectivas que las clulas tienen para detectar
cambios en su medio y convertirlos y transmitirlos en trminos
moleculares para generar una respuesta que afronte los cambios
percibidos en su entorno.SEAL O ESTMULOPRIMER MENSAJERO
RECEPTOR CASCADA DE TRANSDUCCIN DE SEALES
SEGUNDOS MENSAJEROS
TRANSDUCTORES O MOLCULAS TRANSDUCTORAS
EFECTORES
ACTIVACIN DE ENZIMAS Y GENES RESPUESTA A LA SEAL
PROCESO DE TRANSDUCCIN DE UNA SEAL/ESTMULOFludo extracelular
Recepcin Citoplasma Transduccin Respuesta Activacin de respuestas
celulares Va o ruta de transduccin de la seal Molcula seal
Membrana plasmtica
TRANSDUCCIN DE UNA SEAL
1. RECEPCIN DE LA SEAL O ESTMULO.- Deteccin de la seal por la
clula.- Interaccin ligando-receptor
Fludo extracelular Recepcin
Citoplasma
SEAL O ESTMULO
Una seal es un ligando. Se le considera el PRIMERTransduccin
MENSAJERO. La seal puedeRespuesta ser un antgeno, una glicoprotena
de la superficie celular, Activacin olores, neurotransmisores,
sabores,de respuestas toque mecnico, luz, hormonas. celulares Hay
hormonas no polares e hidrofbicas, como los estrgenos y otras
hormonas esteroideas. Membrana plasmticahormonas son polares y La
mayora de las voluminosas, por lo que no pueden atravesar la
membrana, Por eso entregan su informacin a un receptor
membranal.
Va o ruta de transduccin de la seal Molcula seal
HAY DIFERENTES TIPOS DE HORMONAS Y DIFERENTES TIPOS DE
RECEPTORES
Las hormonas pueden ser: AUTCRINAS: se producen por la misma
clula a la que se unen PARCRINAS: se producen en una clula y actan
en las vecinas a donde difunden ENDCRINAS: se producen en una clula
y son llevadas a larga distancia hasta las clulas blanco
RECEPTORLos receptores son especficos para los ligandos. Su
afinidad por el ligando es muy alta. En general , son protenas
transmembranales que se localizan en la membrana plasmtica. Tiene
un dominio intracelular y otro extracelular Fludo Citoplasma Son
muy poco abundantes en la clula extracelular La unin de la seal
produce cambios Recepcin Transduccin Respuesta conformacionales en
el receptor Los cambios en el receptor no son suficientes Activacin
de respuestas para desatar todos los cambios intracelulares
celulares necesarios para producir la respuestaVa o ruta de
transduccin de la seal Molcula seal
Membrana plasmtica
2. TRANSDUCCIN DE LA SEAL.- Conversin, amplificacin y transmisin
de la informacin que trae consigo la seal.Fludo Citoplasma
extracelular Recepcin Transduccin
Respuesta Activacin de respuestas celulares
Va o ruta de transduccin de la seal Molcula seal
Membrana plasmtica
Participan en el relevo de informacin cinasas de protenas y
segundos mensajeros. O sea que hay reacciones de
fosforilacin/defosforilacin de protenas. En este proceso se
amplifica la seal
Segundos mensajeros Son molculas pequeas Estn en bajas
cantidades en la clula Cambian su concentracin de manera sbita pero
calculada Pueden moverse libremente en la clula Activan cinasas de
protenas
AMPcclico, GMPcclico
Son activadas por segundos mensajeros o por otras cinasas que
fueron a su vez activadas por segundos mensajeros Transfieren
grupos fosfato desde el ATP a otras protenas-sustrato Al
fosforilarse, las cinasas se activan o desactivan y as pueden
fosforilar a otras cinasas Las cinasas se fosforilan en residuos de
Serina, Treonina o Tirosina
CINASAS DE PROTENAS O PROTENAS CINASAS
AMPLIFICACIN DE LA SEAL A TRAVS DE LA ACCIN DE SEGUNDOS
MENSAJEROS Y PROTENAS CINASAS
3. FASE DE RESPUESTA. Se producen cambios metablicos en la clula
con el fin de responder al estmuloPara ello, a) se encienden genes
en el ncleo que codifican a protenas necesarias para contender con
el estmulo b) se fosforilan enzimas que se vuelven ms activas para
producir ms producto necesario en la situacin avisada por la
sealFludo extracelular Recepcin Citoplasma Transduccin Respuesta
Activacin de respuestas celulares Va o ruta de transduccin de la
seal Molcula seal
Membrana plasmtica
LOS SISTEMAS DE TRANSDUCCIN DE SEALES SON MUY EFECTIVOS PORQUE
PARA DAR UNA RESPUESTA RPIDA Y ABUNDANTE, AMPLIFICAN LA SEAL
REVERSIBILIDAD DEL PROCESO DE SEALIZACIN/TRANSDUCCIN Al
desaparecer el estmulo/seal debe terminar el proceso de sealizacin,
por lo que la clula debe apagar todo el proceso: desaparicin del
complejo seal-receptor, disminucin de los niveles altos de segundos
mensajeros, defosforilacin de cinasas por fosfatasas, etc.
EJEMPLOS DE SISTEMAS DE TRANSDUCCIN DE SEALES Muchas de las
hormonas que se unen a receptores de membranas transmiten sus
seales mediante: 1) aumento del AMPC y la activacin de la ruta de
la protena Cinasa A 2) el aumento del GMPC y la activacin de la
ruta de la protena G 3) activacin de la hidrlisis del
fosfatidilinositl 4,5 bifosfato y la estimulacin de la ruta de la
protena Cinasa C.
UN EJEMPLO DE SISTEMA TRANSDUCTOR DE SEALES La mayora de los
transductores de receptores en la membrana celular son protenas
G.
EstmulosFOTONES OLORES SABORESNEUROTRANSMISORES
Receptores de 7 hlices transmembranales
Activacin de la Protena G
HORMONAS
Estimulacin de la Adenilato CiclasaFormacin de AMPc
Activacin de cinasas
CAMBIOS METABLICOS
Hay protenas G monomricas (pequeas) y heterotrimricas
(grandes)
Protena G heterotrimrica
Cada subunidad puede tener varias isoformas
ACTIVACIN DE LA PROTENA GLas protenas G son trmeros: subunidades
alfa, beta y gamma
Edo. inactivo: alfa tiene GDP
Restauracin del estado inactivo por hidrlisis de GTP
Unin seal-receptor hace que GDP se sustituya por GTP
alfa se disocia
Un agonista es un ligando natural o sinttico que se une al
receptor, activndolo. Un antagonista es un ligando natural o
sinttico que se une al receptor, inactivndolo. Cada uno puede
encender o apagar la va. Las vas son muy complejas y pueden tener
cross- talk a nivel de segundos mensajeros o de cinasas
LAS HORMONAS SON SECRETADAS EN RGANOS ESPECFICOS Y TIENEN RGANOS
BLANCO ESPECFICOS