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RECEPTORES Y TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
COLEGIO AMANECER SAN CARLOS
CUARTO MEDIO CÉLULA GENOMA Y ORGANISMO UNIDAD 1
INTEGRACIÓN CÉLULA ORGANISMO PROFESORA MÓNICA
GONZÁLEZ V.
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RECEPTORES Y TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES

• Ninguna célula vive en el aislamiento.
• En un organismo multicelular existen mecanismos
  muy elaborados de transmisión e interpretación de
  señales que permiten una coordinación de la
  actividad celular en beneficio del organismo como
  un todo.

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• Las señales intercelulares son interpretadas por
  una maquinaria compleja en la célula que responde
  a ellas.
• Esto permite a cada célula comportarse de una
  manera particular y altamente regulada, que
  depende de su posición y especialización en el
  organismo.

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• La sobrevivencia del organismo depende
  crucialmente de una red de comunicación
  intercelular que coordina el crecimiento, la
  diferenciación y el metabolismo de la multitud de
  células que componen los diversos tejidos y
  órganos. Por ejemplo, cada célula se divide sólo
  en respuesta a señales que recibe de otras
  células.

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• La importancia de este comportamiento socialmente
  controlado se hace claramente aparente cuando al
  fallar se produce un crecimiento celular anormal
  que resulta en cáncer y muerte del organismo.

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• Sólo las células que poseen receptores para estas
  señales responden. Las señales pueden estar
  constituidas por diversos tipos de moléculas,
  tales como proteínas, pequeños péptidos,
  aminoácidos, nucleótidos, esteroides, retinoides,
  o derivados de ácidos grasos.

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Membrana Plasmática
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RECEPTORES Y TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES

• La célula que responde a una señal particular de
  otra célula lo hace a través de una proteína
  llamada receptor, que interacciona
  específicamente con la molécula señal e inicia
  una respuesta. En muchos casos los receptores de
  señales son proteínas que se encuentran
  insertadas en la membrana plasmática y la
  atraviesan (proteínas de transmembrana)

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• Las moléculas señales deben ser suficientemente
  pequeñas e hidrofóbicas como para difundir a
  través de la membrana plasmática.
• Las moléculas señales secretadas participan en
  diversas formas de señalización sináptica,
  endocrina, paracrina y autocrina.

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Sinapsis Química
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Secreción de Hormonas.
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Hormonas célula blanco
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Acción Exocrina y Endocrina
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• Es importante destacar en este momento que la
  interacción de un receptor con una hormona
  gatilla respuestas celulares que involucran la
  acción de muchas otras proteínas, por ejemplo
  para generar movimiento o secreción.

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• La respuesta celular a las señales puede
  involucrar cambios en la expresión génica, en la
  forma celular y en la movilidad celular. Es
  decir, cambia el comportamiento celular.

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Concepto de transducción de señales.

• Transducción de señales es el proceso por el cual
  una señal se convierte en una respuesta celular.
  La célula convierte un tipo de señal que le llega
  del exterior en otro que se transmite al
  intracelular, amplificándose el número de
  moléculas involucradas.

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Clasificación de receptores.

• Las proteínas receptoras en la superficie celular
  se pueden agrupar en tres grandes grupos según el
  sistema de transducción de señales que utilizan
  a) receptores-canales iónicos que se abren o
  cierran por unión del ligando b) receptores
  asociados a proteínas que unen e hidrolizan GTP
  (GTPasas) c) receptores-enzimas que fosforilan o
  desfosforilan otras proteínas.

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1) Receptores-canales iónicos que se abren o
cierran por unión del ligando.
Los receptores-canales iónicos unen un pequeño
número de neurotransmisores que
inducen transitoriamente su apertura o cierre y
están involucrados en procesos de rápida
señalización entre células excitables
eléctricamente. Pertenecen a una familia de
proteínas que atraviesan varias veces la membrana.
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1) Receptores-canales iónicos que se abren o
cierran por unión del ligando.
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2) Receptores asociados a proteínas que unen e
hidrolizan GTP(GTPasas)

• Los receptores asociados a proteínas-G regulan
  indirectamente la actividad de una enzima o un
  canal en la membrana plasmática. Entre el
  receptor y la enzima o el canal se interpone una
  proteína que une e hidroliza GTP
  (proteína-GTPasa). Todos los receptores asociados
  a proteínas- GTPasas pertenecen a una familia de
  proteínas que atraviesan siete veces la membrana,
  y son las más abundantes. Incluyen la rodopsina y
  los receptores olfatorios. La activación de este
  tipo de receptores resulta en aumentos en la
  concentración intracelular de AMPc o calcio, que
  cumplen un papel de mensajeros intracelulares o
  segundos mensajeros. El AMPc y el calcio activan
  quinasas intracelulares que finalmente llevan a
  cambios en el comportamiento celular.

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2) Receptores asociados a proteínas que unen e
hidrolizan GTP(GTPasas)
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2) Receptores asociados a proteínas que unen e
hidrolizan GTP(GTPasas)

• Cuando una hormona (primer mensajero) se secreta
  ante la aparición de un estímulo específico, ésta
  viaja hasta su célula blanco donde se combina con
  su "receptor de membrana". Éste sufre un cambio
  conformacional que es transmitido a proteinas G.
  Cuando los receptores se encuentran libres, las
  proteinas G están asociadas o ligadas a GDP, lo
  que las mantiene en estado inactivo. Pero cuando
  se conforma el complejo H-R, la proteina G se
  desprende de GDP y se une a GTP citoplasmático,
  por lo que la proteina G se halla en condiciones
  para activar a la enzima Adenil ciclasa presente
  en la cara interna de la  membrana celular. Ésta
  enzima en presencia de Mg 2 actúa sobre el ATP,
  catalizándolo y transformándolo en AMPcíclico
  (2do mensajero)

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GDP

• El guanosín difosfato (abreviado GDP) es un
  nucleótido difosfato.
• El GDP posee un grupo funcional pirofosfato, un
  azúcar pentosa, que es la ribosa, y la base
  púrica guanina.
• GDP es el producto de la defosforilación del GTP
  por parte de GTPasas, como, por ejemplo, las
  proteínas G implicadas en la transducción de la
  señal.

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GTP

• El GTP es un nucleótido cuya base nitrogenada es
  la purina guanina. Su función es similar a la del
  ATP, dado que también es utilizado como moneda
  energética. Además el GTP es el precursor de la
  base guanina en la síntesis de ADN (replicación)
  y en la de ARN (transcripción).
• Por otro lado el GTP es esencial en ciertas vías
  de señalización, en las que actúa como activador
  de sustratos en reacciones metabólicas, al igual
  que hace el ATP pero de una forma más específica.
  En estas reacciones, como por ejemplo cuando se
  asocia a proteínas G, el GTP actúa como segundo
  mensajero, activando a la proteína G al unirse a
  ésta. Cuando la célula requiere cambiar el estado
  de activación de esa proteína, entra en acción
  una proteína GTPasa, que convierte el GTP del
  complejo GTP-proteína G, a GDP, liberando un
  sustrato GDP-proteína G inactivo.

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Proteínas G

• Las proteínas G son un tipo de proteínas que
  realiza una importante función en la transmisión
  de señales de las células eucariotas, es decir,
  las células que tienen su información genética
  encerrada dentro de una doble membrana.

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Funciones de las proteínas G

• La función de las proteínas G es realizar la
  trasducción de señales en las células actuando
  como si se tratara de un interruptor. De esta
  forma, un elemento externo puede acceder a los
  receptores celulares asociados, estimulándolos
  para desencadenar reacciones por parte de la
  célula. Por ejemplo, un ligando puede de esta
  forma acceder a un receptor celular que esté
  asociado a una proteína G y esto provocaría que
  la célula comience una serie de actividades
  enzimáticas.

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AMPc

• Adenosín monofosfato cíclico (AMPc, cAMP, AMP
  cíclico es un nucleótido que funciona como
  segundo mensajero en varios procesos biológicos.
  Es un derivado del adenosín trifosfato (ATP), y
  se produce mediante la acción de la enzima
  adenilato ciclasa a partir del adenosín
  trifosfato.

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Funciones del AMPc

• El AMPc es un segundo mensajero, empleado en las
  rutas de transducción de la señal en las células
  como respuesta a un estímulo externo o interno,
  como puede ser una hormona como el glucagón o la
  adrenalina, o una respuesta de regulación
  postraduccional. Suele estar relacionado con la
  activación de proteína kinasas variadas. En
  bacterias, es un regulador catabólico que
  controla la expresión de genes relacionados con
  la degradación de azúcares en función de la
  concentración de glucosa.

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Funciones del AMPc

• El AMPc comienza a activar, entonces, a proteína
  quinasas quienes promueven la fosforilación de
  proteinas encargadas de diferentes acciones como
  síntesis de productos químicos intracelulares
  específicos, contracción o relajación muscular,
  secreción celular, alteración de la permeabilidad
  celular, etc. Mediante la acción de la GTPasa en
  la misma proteina G, el GTP es hidrolizado hasta
  GDP y Pi y el sistema es desactivado. 

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3) Receptores-enzimas que fosforilan o
desfosforilan otras proteínas.

• Receptores-enzima poseen actividad enzimática que
  es activada por el ligando. La mayoría son
  proteínas que atraviesan sólo una vez la membrana
  y poseen un sitio extracelular para la unión del
  ligando y un dominio catalítico intracelular, que
  generalmente fosforila proteínas. En general
  estos son receptores para factores de crecimiento.

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Receptores-enzimas que fosforilan o desfosforilan
otras proteínas.

• Los receptores celulares son componentes de la
  célula capaces de identificar mensajeros químicos
  como neurotransmisores y hormonas. Se diferencian
  de los receptores extracelulares, que se
  encuentran en la superficie celular, porque su
  ligando no es capaz de traspasar la bicapa
  lipídica, los receptores intracelulares se
  localizan en el citosol y sus ligandos son
  capaces de atravesar la bicapa lipídica. Tanto
  los receptores extracelulares como intracelulares
  desencadenan una cascada de reacciones que
  participan en la transcripción génica.