Transducción de señales a través de receptores
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Curso : bioquimica ii
DOCENTE cesar leal
Ciclo : vi
ALUMNO : Valera campos Luis Alberto
Trujillo – Perú 2015
TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES A TRAVÉS DE RECEPTORES
La transducción de señales a nivel celular se refiere al movimiento de señales desde fuera de
la célula a su interior. El movimiento de señales puede ser simple, como el asociado a las
moléculas del receptor de la acetilcolina: receptores que se constituyen en canales los cuales,
luego de su interacción con el ligando, permiten que las señales pasen bajo la forma
movimiento de iones al interior de la célula. Este movimiento de iones da lugar a cambios en
el potencial eléctrico de las células que, a su vez, propaga la señal a lo largo de ésta. Una
transducción de señal más compleja involucra el acoplamiento del ligando y su receptor a
muchos eventos intracelulares. Estos eventos incluyen fosforilaciones por cinasas de tirosina
y/o cinasas de serina/ treonina. Las fosforilaciones de las proteínas cambian sus actividades
enzimáticas y las conformaciones de las proteínas. El resultado eventual es una alteración en
actividad celular y cambia en el programa de los genes que se expresan dentro de las células.
Tipos de señales celulares
Señales extracelulares
En las señales de transducción normalmente están involucrados la unión de moléculas de
señalización extracelulares o ligandos con los receptores celularessituados en la superficie
externa de la membrana plasmática y que desencadena los eventos hacia el interior de la
célula. Estas sustancias de señalización externa se sitúan en un lugar del receptor y provocan
un cambio en la superficie o conformación espacial del mismo que ocurre cuando la molécula
de señalización se une al receptor. Los receptores celulares responden típicamente a una sola
molécula específica o ligando con la que tiene afinidad y las moléculas que son incluso sólo
escasamente diferentes a los ligandos, no suelen tener efecto o actúan a lo más como
inhibidores.
Existen muchas moléculas que pueden funcionar como portadoras extracelulares de
información. Entre ellas se incluyen:
Aminoácidos y derivados de aminoácidos. Los ejemplos
incluyenglutamato, glicina, acetilcolina (Ach), adrenalina, dopamina, y hormona
tiroidea. Estas moléculas actúan como neurotransmisores y hormonas.
Gases, como NO y CO.
Los esteroides, que se derivan de colesterol. Las hormonas esteroideas regulan la
diferenciación sexual, el embarazo, el metabolismo de los carbohidratos y la excreción de
iones sodio y potasio.
Eicosanoides, son moléculas no polares que contienen 20 carbonos derivados de un ácido
graso llamado ácido araquidónico. Los eicosanoides regulan diversos procesos, como
el dolor, la inflamación, lapresión sanguínea y la coagulación de la sangre. Existen varios
fármacos que están disponibles sin prescripción y son empleados para tratar cefaleas e
inflamación, éstos inhiben la síntesis de eicosanoides.
Una gran variedad de polipéptidos y proteínas. Algunos de éstos se encuentran como
proteína transmembranosas en la superficie de una célula que interactúa. Otros son parte
de la matriz extracelular o se relacionan con ella. Por último, una gran cantidad de
proteínas se excreta hacia el ambiente extracelular, donde participan en la regulación de
procesos como la división celular, la diferenciación, la reacción inmunitaria o la muerte y
supervivencia de las células.
Aunque no siempre, la mayoría de las veces las moléculas de señalización extracelular se
reconocen por receptores específicos que se hallan en la superficie de la célula que
responde. Los receptores se unen con gran afinidad con sus moléculas de señalización y
traducen esta interacción en la superficie externa de la célula en cambios que ocurren
dentro de ella. A continuación se describen los receptores que evolucionaron para mediar
la transducción de señales.
Receptor acoplado a proteínas G (GPCR) son una enorme familia de receptores que
contienen siete hélices alfa transmembranosas. Éstos traducen la unión de moléculas
extracelulares de señalización en la activación de proteínas de unión con GTP (trifosfato
de guanosin o proteínas G).
Las proteintirosincinasas receptoras (RTK) representan una segunda clase de receptores
que evolucionaron para traducir la presencia de moléculas mensajeras extracelulares en
cambios dentro de la célula. La mayoría de las cinasas de proteína transfieren grupos
fosfato a residuos de serina o treonina de sus sustratos proteicos, pero como su nombre lo
sugiere, las RTK fosforilan residuos de tirosina.
Los cambios activados por un ligando representan la tercera clase de receptores en la
superficie celular que se unen con ligandos extracelulares. La unión con el ligando regula
de manera directa la capacidad de estas proteínas de membrana, lo cual afecta la actividad
de otras proteínas de membrana, por ejemplo, los canales activados por voltaje. Esta
secuencia de fenómenos es la base para la formación de un impulso nervioso. Además, la
entrada de ciertos iones, como Ca2++, puede cambiar la actividad de enzimas citoplásmicas
particulares.
Los receptores para hormonas esteroideas funcionan como factores de
transcripción regulados por un ligando. Las hormonas esteroideas se difunden a través de
la membrana plasmática y se unen con receptores, los cuales están en el citoplasma. La
unión con la hormona induce un cambio en la conformación, esto provoca que el complejo
hormona-receptor se mueva hacia el núcleo y se una con elementos presentes en los
promotores o intensificadores de los genes de respuesta hormonal. Esta interacción da
origen a un aumento o descenso del ritmo detranscripción genética.
Por último, hay varios tipos de receptores que actúan por mecanismos únicos. Algunos de
estos receptores, como los receptores de las células By células T que participan en la
reacción a los antígenos extraños, se relacionen con moléculas de señalización conocidos
como cinasascitoplásmicas de proteína-tirosina. Para otros aún se desconoce el
mecanismo de transducción de señal.
Señales intracelulares
por las señales externas son considerados desde el punto de vista de transducción en sí
mismo, el cual en sentido estricto se refiere sólo al paso que convierte la señal extracelular
en señal intracelular.
Las moléculas de señalización intracelular en células eucariotas incluyen proteínas
G heterotriméricas, pequeñas GTP-asas, nucleótidos cíclicos como AMP cíclico(AMPc)
y GMP cíclico (GMPc), ion calcio, derivados fosfoinositoles
comofosfatidilinosiltoltrifosfato (PIP3), diacilglicerol (DAG) e inositoltrifosfato (IP3) y
varias proteínas quinasas y fosfatasas. Algunas de estas sustancias también se llaman
segundos mensajeros.
La comunicación intercelular está unida a señales extracelulares y esto ocurre en
organismos complejos que están formados por muchas células. En el campo de la
endocrinología que estudia la señalización intercelular en animales, la señalización
intercelular está subdividida en los siguientes tipos:
Señales endocrinas: Las hormonas son producidas por células del sistma endocrino y
circulan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar todos los lugares del cuerpo. Es de
respuesta lenta, inespecífica, larga duración y actúa a distancia.
Señales paracrinas: Sólo actúan sobre células diana que se encuentran en la vecindad de
las células emisoras, como por ejemplo los neurotransmisores. respuesta local
Señales autocrinas: Afectan sólo a las células que son del mismo tipo celular como las
células emisoras. Un ejemplo de señales autocrinas se encuentra en las células del sistema
inmune.
Señales yuxtacrinas: Son transmitidas a lo largo de la membrana celular a través de
proteínas o lípidos que integran la membrana celular y son capaces de afectar tanto a la
célula emisora como a las células inmediatamente adyacentes.
Receptores que atraviesan la membrana de plasmática y tienen actividad enzimática
intrínseca.
Los receptores que tienen actividad enzimática intrínseca incluyen a aquellos que son cinasas
de tirosina (ge. PDGF, insulina, los receptores de EGF y de FGF), fosfatasas de tirosina (ge.
proteína CD45 de las células de T y de los macrófagos), guanilato ciclasas (ge. receptores
del péptido natriurético) y cinasas de serina/ treonina (ge. activina y los receptores de TGF-
β). Los receptores con actividad intrínseca de cinasa de tirosina son capaces del auto
fosforilación así como de fosforilar a otros substratos. Además, varias familias de receptores
carecen actividad enzimática intrínseca, sin embargo están asociados con cinasas de tirosina
intracelulares mediante interacciones directas proteína-proteína (véase abajo).
Receptores que están asociados, dentro de la célula, a las proteínas G (que se unen e
hidrolizan al GTP). Los receptores que interactúan con las proteínas-G tienen una estructura
que se característica porque atraviesa la membrana celular 7 veces, por o que estos receptores
tienen 7 dominios transmembrana. Estos receptores se llaman receptores serpentina.
Ejemplos de esta clase son los receptores adrenérgicos, receptores del olor, y ciertos
receptores hormonas (ge. glucagón, angiotensina, vasopresina y bradicinina).
fig. 5 Receptores asociados a proteinas G
Receptores que están dentro de la célula y que luego de su unión con respectivo
ligando migran al núcleo en donde el complejo ligante-receptor afecta directamente la
trascripción de genes.Respuestas celular.
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