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Introducción a la Señalización y la regulación moleculares

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Eric Mohamed

on 28 September 2014

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Transcript of Introducción a la Señalización y la regulación moleculares

Los genes se encuentra en un complejo de ADN y proteínas llamado cromatina
Cada nucleosoma esta formado por un octámero de proteínas histonas y 140 pares de bases de ADN aprox.
Heterocromatina: Se le denomina así cuando el ADN está fuertemente enrollado.
Eucromatina: Cuando el ADN se encuentra totalmente desplegado.

TRANSCRIPCIÓN DE GENES
Introducción a la Señalización y la regulación Moleculares
Los genes residen en la cadena de ADN y contienen unas regiones llamadas exones, que se traducen en proteínas
Donde se une al ARN polimerasa, suele contener la secuencia TATA, para poder unirse a esa zona la polimerasa requiere unas proteínas llamadas factores de transcripción.Poseen un dominio especifico de unión al ADN , además de un dominio de transactivación que activa o inhibe la transcripción del gen
La metilación de la citosina, normalmente en los CpGs, es una característica común de la regulación epigenética de la expresión génica. La mayoría de los tipos celulares tienen patrones de metilación de dinucleótidos CpG relativamente estables, pero los conocimientos sobre qué CpGs participan en la regulación génica, aún son limitados.
Metilación del ADN
Eliminando distintos intrones los exones se pueden empalmar según diferentes patrones (empalme alternativo)

REGULADORES DELA EXPRESIÓN GÉNICA
Proteínas que derivan del mismo gen se llaman isoformas de empalme, y permiten que distintas células utilicen el mismo gen para fabricar su propio tipo celular.


En cada una de las interacciones entre células y tejidos llamado inductor produce una señal y otro inducido responde a ella.

Inducción y Formación de los Órganos
Vías de transducción de señales
*Señalización parácrina


Señalización Celular
La Embriología, además del desarrollo embrionario y fetal normal, estudia el anormal, por tanto, contribuye a explicar cómo se originan las anomalías congénitas, aspecto éste importante para la patología, perinatología y pediatría, ya que, la comprensión, prevención y tratamiento de casi todas las anomalías dependen del conocimiento del desarrollo normal y de las desviaciones que ocurrieron durante todo ese proceso.



Embriología: Importancia Clínica
La Epigénesis refiere al revelado del despliegue de un huevo o de un germen a través de la división celular y a la formación de órganos.
Con los adelantos en microscopia durante el siglo XIX, los números cada vez mayores de biólogos podrían examinar el embrión y considerarlo el cambiar mientras que se movió a través de los diversos escenarios del revelado. La teoría del preformation fue abandonada Eventual a favor del concepto de la epigénesis.
Un nuevo arriendo de la vida fue respirado en el campo de la embriología después de los años 50 en que la estructura helicoidal de la DNA fue descubierta.
BREVE HISTORIA
Además de exones e intrones un gen típico incluye: una región promotora donde se une la ARN polimerasa para que se inicie la transcripción.
Un punto de inicio de la transcripción , un punto de inicio de la traducción; un codón de parada de la traducción, y una región 3'no traducida y que incluye una secuencia que ayuda a estabilizar el ARNm y le permite salir del núcleo y traducirse en proteinas
Las regiones 3' y 5' de un gen se especifican en relación con el ARN transcrito a partir de este gen, así se transcribe de 5' a 3' y la región promotora se encuentra más arriba del punto de inicio de la transcripción.
Los potenciadores son elementos que regulan ADN activando la utilización de los promotores para controlar su eficiencia y velocidad de transcripción a partir del promotor en caso de que inhiban se les llama silenciadores.
A su vez la fosforilación induce la proteína a fosforilar mas proteínas y de esta manera, se establece una cascada de interacciones proteicas que acaba activando un factor de transcripción.

También se realiza a través de vías de transducción de señal pero sin que intervengan factores difusibles.

1)Una proteína de la superficie de una célula interactúa con el receptor de una célula adyacente mediante un proceso análogo a la señalización parácrina
La vía de Notch representa un ejemplo de este tipo de señalización. La proteína receptora de Notch se extiende a través de la membrana celular y se una a células que poseen proteínas Delta, Serrate o Jagged en sus membranas celulares

Señalización autocrina

La laminina y el colágeno tipo IV son componentes de la lamina basal donde se fijan las células epiteliales, mientras que las moléculas de fibronectina forman como un andamio para la migración de las células. Los receptores que unen las moléculas extracelulares, como la fibronectina y la laminina, a las células reciben el nombre de integrinas.
3) Las señales también se pueden transmitir directamente de una célula a otra a través de las uniones intercelulares comunicantes. Estas uniones son como canales entre células a través de los cuales pueden pasar iones y moléculas pequeñas. Este tipo de comunicación es importante en las células que se disponen muy juntas como Las del epitelio intestinal y las del tubo neural, ya que les permite actuar coordinadas. Las uniones mismas están formadas por proteínas de conexión que forman un canal y estos canales están conectados con los de las células vecinas.

Factor de crecimiento de fibroblastos
Factores De Señalización Paracrinos
En los mamíferos hay tres genes hedgehog: Desert, Indian, Sonic.
Proteínas Hedgehog
Las proteínas Wnt son un grupo de proteínas que forman parte del grupo de moléculas de señalización para procesos biológicos y del desarrollo. Se han estudiado particularmente por su relación con el desarrollo del mesencéfalo.
Proteinas WNT
Mesénquima: es el tejido del organismo embrionario, de conjuntivo laxo: con una abundante matriz extracelular, compuesta por fibras delgadas y relativamente pocas células (aunque la celularidad es muy variable).
Parácrina: se refiere a un tipo de comunicación celular por secreción química que afecta a una hormona en especial a la celula emisora vecina , como es el caso de muchas hormonas.
Transducción: es la transformación de un tipo de señal o energía en otra de distinta naturaleza.
Traducción: es el segundo proceso de la síntesis proteica (parte del proceso general de la expresión génica). La traducción ocurre tanto en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas, como también en el retículo endoplasmático rugoso (RER).
Fosforilación: es la adición de un grupo fosfato, o no fosfato molecular criogenizado inorgánico a cualquier otra molécula.
Autocrina: tipo de secreción química que afecta a la misma célula que secretó la sustancia, como una hormona
Citoplasmática: La membrana citoplasmática es una lámina delgada y deformable que envuelve a la célula.
Colágeno: es una molécula proteica o proteína que forma fibras, las fibras colágenas.
Somitas:son estructuras segmentadas, formadas a ambos lados del tubo neural durante el desarrollo embrionario a partir del mesodermo paraxial o mesodermo dorsal somítico.
Laminina: es una glicoproteína que forma parte de la lámina basal asociada a otras proteínas como el colágeno, entactina, proteoglucanos y fibronectinas.
Cromatina
:  conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentran en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el genoma de dichas células.
Nucleosoma
: es una estructura que constituye la unidad fundamental y esencial de cromatina, que es la forma de organización del ADN en las células eucariotas.
Exones
: región de un gen que no es separada durante el proceso de corte y empalme y, por tanto, se mantienen en el ARN mensajero maduro.
Intrón:
es una región del ADN que debe ser eliminada de la transcripción primaria de ARN, a diferencia de los exones que son regiones que codifican para una determinada proteína.
ARNn
:El ARN nucleolar (abreviado como ARNn) es una larga molécula de ácido ribonucleico, sintetizado y localizado en el nucléolo de las células eucariotas, a partir de la transcripción del ADN.
Gen:
Un gen es una unidad de información dentro del genoma, que contiene todos los elementos necesarios para su expresión de manera regulada.
Empalmosomas
:es un complejo formado por cinco ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNP, del inglés small nuclear ribonucleoproteins) capaz de eliminar los intrones (secuencias no codificantes) de los precursores del ARNm; este proceso se denomina splicing de ARN.
Epiteliales:
El epitelio es el tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí, que puestas recubren todas las superficies libres del organismo, y constituyen el revestimiento interno de las cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo, así como forman las mucosas y las glándulas.
Fibroblasto
: El fibroblasto es un tipo de célula residente del tejido conectivo propiamente dicho, ya que nace y muere allí.
Ectodermo
: El ectodermo es la primera hoja blastodérmica del embrión. Se forma enseguida en el desarrollo embrionario, durante la fase de blástula. De él surgirán el endodermo y el mesodermo durante la gastrulación.

GLOSARIO DE TÉRMINOS
Otro grupo de moléculas parácrinas de señalización que son importantes durante la embriogénesis son los neurotransmisores, incluidas en la serotonina y noradrenalina, que actúan como ligandos y se fijan a receptores igul que las proteinas
Otras Moléculas Paracrinas de Señalización
TGF beta ; pertenece a una superfamilia de factores de crecimiento que incluye tres isoformas para TGF-β (1,2,3)
La superfamilia del factor de transformación del crecimiento beta
Llevado a cabo por los empalmosomas, que son complejos formados por ARN nucleares pequeños y proteínas que reconocen lugares de cortes específicos en los extremos 3’ o 5’ del ARNn
Transcrito inicial de un gen es llamado ARN nuclear (ARNn); es más largo que el ARNm por que contiene intrones que será eliminados durante el traslado del ARNn desde el núcleo hasta el citoplasma.
Incluso una vez acabada una proteina puede tener modificaciones postraduccionales que alteran su función.
Esto demuestra que existen diversos niveles de regulación de la síntesis y la activación de las proteínas y aunque sólo existen 23000 genes el número potencial de que es posible sintetizar probablemente quintuplique el numero de genes existentes.
Interacción entre el endodermo intestinal y el mesénquima que lo rodea para producir los órganos derivados del intestino , incluidos el hígado y el páncreas.
Entre las células epiteliales y las células mesenquimatosas se dan varias interacciones inductivas que se conocen como interacciones epitelomesenquimatosas
La capacidad para responder a la señal se conoce como competencia y ésta requiere que un factor de competencia active el tejido inducido.
Los factores paracrinos actúan a través de vías de transducción de señales, ya sea activando directamente una vía, ya sea bloqueando la actividad de un inhibidor de una vía.

El receptor se extiende por la membrana celular y posee un dominio extracelular, un dominio transmembranario y un dominio citoplasmático.
Una vía de transducción de señal está formada por una molécula señalizadora y un receptor.
Cuando un ligando se une a su receptor, induce en este cambio de conformación que activa su dominio citoplasmático, generalmente el objetivo de esta activación consiste en conferir actividad enzimática al receptor y la mayoría de las veces, esta actividad es la de una cinasa que es capaz de fosforilar otras proteínas usando ATP como sustrato.
2) Los ligandos de la matiz extracelular secretados por la célula interactúan con sus receptores en las células vecinas. La matriz extracelular es el medio donde residen las células . Este medio está formado por grandes moléculas secretadas por las células como el colágeno, los proteoglucanos y glucoproteínas como la fibronectina y la laminina.
Es un factor de crecimiento que aumenta el índice de actividad mitótica y síntesis de ADN facilitando la proliferación de varias células precursoras, como el condroblasto, colagenoblasto, osteoblasto, etc... que forman el tejido fibroso, de unión y soporte del cuerpo.
Cuando se liberan los FGF, se asocian con el heparan sulfato de la matriz extracelular, que sirve como almacén de factores inactivos. Los FGF contribuyen a diferentes tipos de respuestas, como la cicatrización de heridas, la hematopoyesis, la angiogénesis o el desarrollo embrionario.
El homólogo Sonic hedgehog (SHH) es una de las tres proteínas de la familia hedgehog. SHH es el ligando mejor estudiado de la vía de señalización hedgehog. Juega un papel esencial en la regulación de la organogénesis de los vertebrados, como el crecimiento de las falanges de las extremidades y la organización del cerebro.
La molécula con una función más amplia es TGFbeta1 y es la que se utiliza como factor de referencia. Es una proteína homodimérica, producida por una gran variedad de células, como plaquetas, células endoteliales, linfocitos y macrofagos.
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