TRANSDUCCIÓN Y PROPAGACIÓN DE SEÑALES

TRANSDUCCIÓN Y PROPAGACIÓN
DE SEÑALES
ALGUNAS DEFINICIONES…
SEÑAL, LIGANDO o MOLÉCULA INFORMACIONAL: molécula capaz de
desencadenar una respuesta específica en una célula. Ejemplos: hormonas,
feromonas, factores de crecimiento y neurotransmisores.
CÉLULA SECRETORA: célula que emite una señal o ligando.
CÉLULA DIANA: célula que recibe la señal emitida por la célula secretora.
RECEPTOR: proteína presente en la célula diana (en el citosol o la
membrana) y que reconoce específicamente a la señal.
TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS
célula secretora y célula diana)
Secreción autócrina: el ligando
producido por la célula secretora se
constituye en señal para esa misma
célula
Secreción parácrina: el ligando
producido por la célula secretora tiene
como diana a las células vecinas, las
de sus cercanías.
Secreción endócrina (hormonas): el
ligando recorre siempre muy largas
distancias desde la célula secretora
hasta la célula diana.
(según distancia entre
Sinapsis: se da en las células nerviosas. Es un espacio muy reducido que
separa una neurona de otra y esa mínima distancia deberá ser recorrida por
el ligando (en este caso un neurotransmisor)
TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS
(según las
características químicas de la señal)
Señales hidrofóbicas: hormonas tiroideas,
hormonas esteroideas, etc. Son capaces de
atravesar libremente la membrana
plasmática. El receptor está en el
citoplasma. Una vez que se produce la unión
receptor-ligando, se unen a secuencias
específicas del ADN y activan o suprimen la
expresión de ciertos genes.
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Señales hidrofílicas: neurotransmisores, factores de crecimiento, péptidos. No
pueden atravesar la membrana y por lo tanto debe producirse una transducción
de esa señal. El receptor está en la membrana. Hay distintos tipos de receptores
de membrana:
 receptor acoplado a canal o ionotrópico
 receptor – enzima o receptor acoplado a una enzima (la función enzimática
es quinasa, o sea enzimas que fosforilan sustratos específicos)
 RECEPTOR ASOCIADO A PROTEÍNA G (Gs, Gi, Gq, Gk+): las proteínas G tienen
3 subunidades (a, b, g) y tienen unido un GTP.
señalización y receptores asociados a proteína G
El receptor está inactivo (no unido aún a su ligando
específico). La proteína G acoplada está inactiva (tiene
unido GDP). La enzima de membrana está inactiva
El ligando se une al receptor, que pasa a estar activado.
El receptor activado se une la proteína G que expulsa el
GDP se lo reemplaza por GTP. La proteína G ahora está
activada. La enzima de membrana permanece inactiva.
La proteína G activa se desplaza por la bicapa hasta
chocar con la enzima que así pasa a la forma activa. La
enzima activa cataliza una reacción cuyo producto se
denomina segundo mensajero, que desencadenará en la
célula el camino hacia la respuesta celular específica (el
“primer mensajero” fue el ligando).
EJEMPLO: ADRENALINA
La adrenalina es una hormona que se secreta especialmente en situaciones de stress.
La respuesta final ante esta señal es la obtención de grandes cantidades de glucosa
para luego obtener ATP.
La transducción de esta señal sigue los mismos pasos descriptos para receptores
asociados a proteína G. Puntualmente en este caso tenemos:
 Ligando: adrenalina
 Receptor: receptor de adrenalina ( o beta – adrenérgico)
 Proteína G acoplada: Gs
 Enzima de membrana: adenilato ciclasa
 Segundo mensajero: AMPc
De este modo se logra transducir la señal al medio intracelular. Ahora, a partir del
AMPc deberá desencadenarse la respuesta celular. ¿Cómo ocurre?...
http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_second_messengers.swf
EJEMPLO: ADRENALINA, LA RESPUESTA CELULAR
AMPc
PROTEINA
KINASA A
(PKA)
Como consecuencia de la
fosforilación de distintos
sustratos se produce:
CASCADA DE
FOSFORILACIONES QUE
ACTIVAN DISTINTAS
ENZIMAS
DEGRADACIÓN DE
GLUCÓGENO
INACTIVACIÓN DE LA
ENZIMA QUE
SINTETIZA
GLUCÓGENO
EJEMPLO: ACETILCOLINA
La acetilcolina es un neurotransmisor y por lo tanto es un mediador de muchas
sinapsis del sistema nervioso. Influye en la estimulación del sistema gastro-intestinal
y del sistema muscular.
La transducción de esta señal sigue los pasos descriptos para receptores asociados a
proteína G. Puntualmente en este caso tenemos:
 Ligando: acetilcolina
 Receptor: receptor nicotínico de acetilcolina.
 Proteína G acoplada: Gq
 Enzima de membrana: proteína kinasa C (PKC)
 Segundo mensajero: IP3 (inositol tri fosfato) y DAG (diacilglicerol)
Se logró transducir la señal, ahora falta ver cómo se llega a la respuesta celular…
EJEMPLO: ACETILCOLINA, LA RESPUESTA CELULAR
IP3
LIBERACION DE
CALCIO AL
CITOSOL
DAG
ACTIVA A
PKC
SE DEGRADA A
ACIDO
ARAQUIDÓNICO
AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL
Una señal que activa a una
molécula de receptor que se
acopla a una proteína G,
activará a su vez a muchas
de estas proteínas G que a
su vez activarán a enzimas
de la membrana.
Además, la proteína G
permanece activa mientras
no se hidrolice el GTP.
Durante ese tiempo la
enzima a la que se unió
seguirá activa y produciendo
el segundo mensajero.