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SEÑALIZACION EXTRACELULAR Y COMUNICACION CELULAR

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by

andres enriquez

on 19 March 2014

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Transcript of SEÑALIZACION EXTRACELULAR Y COMUNICACION CELULAR

CRUCES GAP PERMITEN QUE LA INFORMACION DE LA SEÑALIZACION SEA COMPARTIDA POR LAS CELULAS VECINAS.
LAS TRES CLASES MAS
GRANDES DE PROTEINAS RECEPTORAS EN LA SUPERFICIE CELULAR SON CANALES IONICOS LIGADOS, LIGANDOS A PROTEINAS G Y RECEPTORES LIGADOS A ENZIMAS
CELULAS PUEDEN AJUSTAR SU SENSIBILIDAD A UNA SEÑAL
MUCHOS TIPOS DE CELULAS EN ANIMALES NECESITAN UN SUSTRATO PARA CRECER Y PROLIFERAR.
COMUNICACION CELULAR
CONTROL EXTRACELULAR DE LA DIVISION CELULAR, EL CRECIMIENTO CELULAR Y LA APOPTOSIS
SEÑALIZACION EXTRACELULAR Y COMUNICACION CELULAR
ALGUNAS PROTEINAS INHIBIDORAS DE SEÑALIZACION EXTRACELULAR EN EL CRECIMENTO CELULAR, LA DIVISION CEULAR Y LA SUPERVIVENCIA
PRINCIPIOS GENERALES DE LA COMUNICACIÓN CELULAR.
El tamaño de un órgano u organismo depende de su masa total de células, que a su vez depende del número y tamaño de las células. Esto va a estar dado por las cantidades de división celular y muerte celular, es por ello que son tres los procesos fundamentales: crecimiento celular, división celular y muerte celular. Cada uno de estos procesos va a estar regulado por los programas intracelulares y por las moléculas señalizadoras extracelulares que los controlan.
LOS MITOGENOS ESTIMULAN LA DIVISION CELULAR
Uno de los primeros mitogenos identificados fue el PDGF o plaquetas derivadas del factor de crecimiento. Este fue descubierto en los coágulos de sangre y se pudo demostrar mediante experimentos que confirmaron que los extractos de plaquetas servían para estimular a proliferación de los fibroblastos y probablemente tenga un papel importante en la estimulación de la división celular durante la cicatrización de heridas.
LAS CELULAS PUEDEN RETRASAR SU DIVISION AL ENTRAN EN UN ESTADO DONDE NO SE DIVIDEN
En ausencia de señal mitogenica para proliferar, la inibicion de CDK en g1 se mantiene y se detiene el ciclo celular. En algunos casos la célula se sale en parte de su sistema de control del ciclo celular hacia un estado de no división conocido con G0.
LOS MITOGENOS ESTIMULAN G1-CDK Y
G1/S-CDK
Existen varios mecanismos que suprimen la actividad del CDK durante G1 y con ello impedir la entrada a la fase S. Lo que hacen los mitogenos es liberar al CDK de esos frenos y permitir que se inicie la fase S. esto mediante la unión a receptores de superficie celular para iniciar una compleja serie de señales intracelulares que penetran profundamente en el citoplasma y el nucleo; con lo que se activara G1-CDK y G1/S-CDK.
SEÑALES DE PROLIFERACION ANORMAL CAUSAN LA DETENCION DEL CICLO CELULAR O LA MUERTE CELULAR
Aquellos componentes de la señalización intracelular son codificados por genes que en un inicio se pensaba que promovían el cáncer, ya que una mutación en estos contribuiría al desarrollo del cáncer. Como las mutaciones en Ras o en Myc que aumentan de forma excesiva la proliferación.
LAS CELULAS HUMANAS POSEEN UN SISTEMA INCORPORADO PARA LA LIMITACION DE LA DIVISION
FACTORES DE CRECIMIENTO EXTRACELULARES ESTIMULAN EL CRECIMIENTO CELULAR
La división celular no puede aumentar la masa total de células sin crecimiento celular. En los organismos unicelulares tales como levaduras, el crecimiento celular requiere sólo nutrientes. En los animales, por el contrario, el crecimiento celular y la división celular dependen de señales de otras células.
Algunas proteínas de señales extracelulares pueden actuar como factores de crecimiento y mitogenos. . La señalización de la proteína Ras, por ejemplo, se activa tanto por factores de crecimiento y mitógenos. Se puede estimular la vía de la PI3-quinasa para promover el crecimiento celular y la MAP -quinasa vía para desencadenar la progresión del ciclo celular.
FACTORES EXTRACELULARES DE SUPERVIVENCIA PARA SUPRIMIR LA APOPTOSIS
CELULAS VECINAS COMPITEN POR LAS SEÑALES EXTRACELULARES DE LAS PROTEINAS
La densidad de poblacion de células en las que la proliferación celular cesa en la monocapa confluente cuando aumenta la concentración de suero. Por otra parte cuando pasa una corriente por el medio se reduce la limitación para el suministro de mitogenos y se induce las células bajo el chorro para dividirse a densidades que normalmente deberían ser inhibidas. Es por ello que la inhibición depende de la capacidad de una célula para agotar el medio local de mitogenos extracelulares, privando a sus vecinos.
Las mas estudiadas son TGF-beta y sus familiares. TGF-beta inhibe la proliferación de varios tipos de células ya sea mediante el bloqueo del ciclo celular en G1 o mediante la estimulación de la apoptosis. Este TGF-beta se une a los receptores de la superficie celular e inicia una via de señalización intracelular que conduce a cambios en las actividades de los genes de proteínas llamadas Smads. Esto dara lugar a cambio complejos en la transcripción de genes que codifican reguladores de la división celuar y la muerte celular.
PATRONES REGULADOS DE DIVISION CELULAR PARA GENERAR Y MANTENER LA FORMA DEL CUERPO.
Los mecanismos de comunicación dependen en gran medida de moléculas de señalizaciones extracelulares. También depende de complejos sistemas de proteínas que cada célula contiene para poder responder a estas señales. Estas proteínas incluyen aquellas receptoras de la superficie celular y provocan la señalización intracelular activando proteínas como quinasas, fosfatasas, proteínas de unión a GTP y muchas mas que tendrán como objetivo las proteínas diana como genes de proteínas reguladoras, canales de iones,componentes de rutas metabólicas. Etc.
MOLECULAS DE SEÑALIZACION EXTRACELULAR SE UNEN A RECEPTORES ESPECIFICOS
LAS MOLECULAS DE SEÑALIZACION EXTRACELULAR ACTUAN EN CUALQUIER DISTANCIA
LA SEÑALIZACION
AUTOCRINA PUEDE
COORDINAR LAS DECISIONES
POR GRUPOS DE CELULAS IDENTICAS
En la señalización autocrina una célula segrega moléculas señal que se pueden unir de nuevo a sus propios receptores. Esta señalización es mucho mas efectiva cuando se lleva a cabo, de forma simultanea, por las células vecinas del mismo tipo y es probable que se utilice para motivar a los grupos de células idénticas a las mismas decisiones de desarrollo.
Una forma de coordinar las actividades de células vecinas es a través de los cruces GAP. Lo que producen son uniones entre las membranas plasmáticas y conectar los citoplasmas de as células a través de canales llenos de agua.
CADA CÉLULA ESTA PROGRAMADA
PARA RESPODER A LAS
COMBINACIONES
ESPECIFICAS DE LAS MOLECULAS DE SEÑALIZACION EXTRACELULAR.
Las células en un organismo multicelular se exponen a cientos de señales diferentes y estas pueden actuar en muchas combinaciones, es por ello que la célula debe de responder de forma selectiva, de acuerdo con su propio carácter especifico que ha adquirido en el proceso de especialización.
DISTINTAS CELULAS
RESPONDEN DE MANERA DIFERENTE A LA MISMA MOLECULA DE SEÑAL EXTRACELULAR.
La reacción de una célula varia deacuerdo al conjunto de receptores que posee y esto hace que varie la función de la maquina intracelular que integra e interpreta la señal.Pero en muchos casos la molecula se puede unir a receptores idénticos en distintas celulas y su respuesta será diferente lo que indica que hay diferencias entre los mecanismos internos.
LA CONCENTRACION DE
UNA MOLECULA SOLO SE PUEDE AJUSTAR RAPIDAMENTE SI EL CURSO DE LA VIDA DE LA MOLECULA ES CORTA.
En la mayoría de los casos en tejidos adultos, la respuesta se desvanece cuando una señal cesa. Este efecto es transitorio porque la señal ejerce sus efecto mediante la alteración de un conjunto de moléculas que son inestables,sometidas a continua rotación. Por lo tanto una vez que la señal se corta la sustitución de viejas moléculas por otras nuevas, borra todos los rastros de su acción.
LAS SEÑALES DE
OXIDO NITRICO SE UNEN DIRECTAMENTE A UNA ENZIMA DENTRO
DE LA CÉLULA
Algunas moléculas de señales son lo suficientemente pequeñas e hidrófobas para pasar fácilmente a través de la membrana plasmática de la célula diana. Una vez dentro regulara la actividad de proteínas intracelulares especificas. Un ejemplo de ello es el gas de oxido nítrico que actua como una molecula de señal en animales y plantas.
RECEPTORES NUCLEARES SON LIGANDO ACTIVADORES DE GENES DE PROTEINAS REGULADORES.
Cuando estas moléculas se unen a sus receptores de proteínas, activan los receptores que se unen al ADN para regular la transcripción de genes específicos. Estos receptores hacen arte de la superfamilia de receptores nucleares. Muchos miembros de esta famila han sido solo identificados por su secuenciación de ADN y su ligando no se conoce por lo que estas proteínas se denominan receptores nucleares huérfanos.
LA MAYORIA DE
CÉLULA-RECEPTOR ACTIVADO
LEE SEÑALES A TRAVES DE
PEQUEÑAS MOLECULAS Y UNA
RED DE PROTEINAS
DE SEÑALIZACION INTRACELULAR.
Las señales recibidas en la superficie de una célula, ya sea por la proteína G o receptores ligados a enzimas, se retrasmiten en el interior de la célula por una combinación de pequeñas y grandes moléculas de señalización intracelular.
Las grandes moléculas de señalización intracelular son proteínas, muchos de estos transmiten la señal por cualquiera de las vías de señalización. Estas proteínas se pueden clasificar según su función particular aunque muchos caen en mas de una categoría.
Proteinas de relé
Proteinas mensajes
Proteinas adaptadoras
Proteinas amplificadoras
Proteinas transductoras
Proteias de bifurcacion
Proteinas integrales
Genes de proteinas reguladoras
ALGUNAS PROTEINAS
DE SEÑALIZACION INTRACELULAR ACTUAN
COMO INTERRUPTORES MOLECULARES.
Muchas proteínas de señalización intracelular se comportan como interruptores moleculares cuando la recepción de una señal cambia un estado inactivo a uno activo. Si una via de señalización se recupera despues de transmitir una señal de manera que puede estar listo para transmitir otra. Cada molecula activada en la via debe ser devuelta a su estado original de inactivada. Existen dos clases de interruptores moleculares en ambos casos se da la ganancia o perdida de grupos de fosfatos lo que determina si la proteína esta activa o inactiva.
COMPLEJOS DE
SEÑALIZACION INTRACELULAR AUMENTAN LA VELOCIDAD,
EFICIENCIA Y ESPECIFICIDAD DE LA RESPUESTA.
Una de las estrategias es la utilización de proteínas de andamiaje que organizan grupos de interaccion de proteinas de señalización en complejos de señalización. Debido a que el andamio guía las interacciones sucesivas entre los componentes del complejo, la señal se puede transmitir con precisión, velocidad y eficiencia.
INTERACCIONES ENTRE PROTEINAS DE SEÑALIZACION INTRACELULAR MEDIADOS POR DOMINIOS DE UNION.
La SH2 y PTB son dominios de unión afosfotirosina. laSH3 se une a dominios ricos en prolina de un corto aminoácido. Domino PH se une a las cabezas de fosfolípidos de inositol que se producen en la membrana plasmática en rspuesta a una señal extracelular. Algunas proteínas de señalización funcionas solo como adaptadores para vincular otras dos proteínas juntas en una via de señalización y que consisten de dos o masdominios de unión.
LAS CÉLULAS PUEDEN RESPONDER BRUSCAMENTE
A UN AUMENTO GRADUAL DE LA CONCENTRACIÓN DE UNA SEÑAL EXTRACELULAR
Un mecanismo de la respuesta es exigir que mas de una molecula efectora intracelular o complejo se una a algún objetivo de la macromolecula para inducir una respuesta. Es por ello que a medida que aumenta la concentración de la hormona, la activación del gen comienza de manera mas abrupta de lo que seria si solo un complejo es unido siendo insuficiente para la activacion.
UNA CÉLULA
PUEDE RECORDAR EL
EFECTO DE ALGUNAS SEÑALES.
El efecto de una señal extracelular en un objetivo de células puede, en algunos casos, persisten mucho después de que la señal ha desaparecido. El sistema de retroalimentación positiva enzimática representa un tipo de mecanismo que muestra este tipo de persistencia. Si tal sistema ha sido activado por el aumento de la concentración intracelular de activación ligando por encima del umbral, por lo general, permanecerá encendido, incluso cuando la señal extracelular desaparece, en lugar de reflejar fielmente el nivel actual de la señal, el sistema de respuesta muestra una memoria.
En respuesta a muchos tipos de estímulos, células y organismos son capaces de detectar el mismo porcentaje de cambio en una señal a través de una muy amplia gama de intensidades de estímulo. Esto requiere que las células diana se someten a un proceso reversible de la adaptación , o la desensibilización , por el que una exposición prolongada a un estímulo reduce la respuesta de las células para que el nivel de exposición.
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