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by Susan Julieth Flórez Rubio 3 years ago

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Fundamentos de la comunicación celular

La comunicación celular es esencial para coordinar las funciones y el desarrollo de organismos pluricelulares. Diferentes vías de señalización, como las mediadas por Notch, Hedgehog y Wnt, juegan papeles cruciales en la regulación de la proliferación, supervivencia y diferenciación celular.

Fundamentos de la comunicación celular

El receptor de la epinefrina está asociado a la adenilato ciclasa vía una proteína G que estimula su actividad enzimática, dando lugar al aumento de AMPc

Fundamentos de la comunicación celular

Señalización con los procesos de desarrollo y diferenciación celular

Tanto la diferenciación celular como el desarrollo de las estructuras corporales, han de ser reguladas por complejas vías de señalización
Estas coordinan la actividad de las células individulaes y dan lugar a la creación de organismos complejos

Señalización por Notch

La vía de Notch es otra vía de señalización altamente conservada que controla el destino celular durante el desarrollo animal.

Funciona en todos los estadios del desarrollo para regular la proliferación, supervivencia y diferenciación celular en organismos pluricelulares

La estimulación de Notch inicia una vía de activación de la transcripción

Hedgehog y Wnt

Son sistemas de señalización que desempeñan un papel fundamental en la determinación del destino celular durante el desarrollo embrionario

Regulan procesos en el desarrollo de extremidades, sistema nerioso, esqueleto, pulmones, pelo, dientes y gonadas

Relación del citoesqueleto con la transducción de señales

Las funciones de la mayoría de las células también están por la adhesión celular y por la organización del citoesqueleto
Así

Los receptores responsables de la adhesión celular inician vías de señalización intracelular que regulan otros aspectos del comportamiento celular

Igualmente

Los factores de crecimiento inducen con frecuencia alteraciones en el citoesqueleto, que causan el movimiento de la célula o cambios en su forma

Los componentes del citoesqueleto actúan igualmente como receptores y como dianas en las vías de señalización celular

Regulación del citoesqueleto de actina

Las respuestas de la célula a las señales extracelulares suponen alteraciones en la motilidad y en la forma celular

Las alteraciones en la motilidad celular inducidas por los factores de crecimiento desempeñan un papel determinante en procesos como la cicatrización de heridas o el desarrollo embrionario

Los miembros de la subfamiloa Rho de proteínas pequeñas de unión a GTP desempeñan un papel en la organización del citoesqueleto

Integrinas y transducción de señales

Las integrinas son los principales receptores responsables del anclaje de las células a la matriz extracelular.

Estas también sirven cmo receptores que activan vías de señalización intracelular, por lo que controlan la expresión génica y otros aspectos del comportamiento estrucutral

Las integrinas tienen segmentos cortos que carecen de actividad enzimática

Sin embargo

La fosforilación de las proteína-tirosinas es una respuesta inmediata a la interacción de las integrinas con los componentes de la matriz extracelular

Estan asociadas a proteína-tirosina quinasas no receptoras. Una vía de señalización a partir de integrinas implica la activación de la FAK

Esta se localiza en las adhesiones focales y se fosforila tras la unión de la integrina con la matriz

Esto permite la adición de dominios SH2 que permiten la respuesta de la célula diana

Vías de la transducción de señales

La mayoría de los receptores de superficie celular activan enzimas diana intracelulares
Estas

Sirven como elemento que transmiten la señal hacia otros lugares en el interior de la célula

Esto propaga y amplifica la señal iniciada por la unión del ligando. Se genera una cascada de reacciones que transmite la señal

Este proceso se conoce como

Transducción intracelular de señales. Las dianas de estas vías de señalización suelen ser factores de transcripción cuya función es regular la transcripción genético

Principales vías

Vías JAK/STAT

Es una vía alterna que proporciona una conexión más inmediata entre las proteína-tirosina quinasas y los factores de transcripción

En esta vía, la fosforilación de las proteínas-tirosinas afecta directamente la localización y la función de los factores de transcripción

Los elementos claves de esta vía son la STAT, que contienen dominios que perimten que se una un complejo de señalización específico que permite la respuesta de la célula diana

Esta vía regula la expresión génica en el núcleo

Ras, Raf y vía de las MAP quinasas

Se refiere a una cascada de proteína quinasas que desempeña un papel central en la transducción de señales

Los elementos centrales de esta vía son las quinasas MAP que se activan en respuesta a diversos factores de crecimiento y a otras moléculas de señal

Algunas MAP pertenecen a la familia de las ERK (quinasas reguladas por señales extracelulares

La activación de las ERK desempeña un papel en la señalización de la proliferación celular inducida por factores de crecimiento que actúan a través de la proteína g

La activación de ERK requiere proteínas asociadas Ras, Raf y MEK, esto genera la fosforilación de dianas

Fosfolipasas C

Es una familia de enzimas que escinden los fosfolípidos de membrana.

Produce

diacilglicerol (DAG)

inositol-1,4,5-trifosfato (IP3)

actúan como segundos mensajeros y se describen con más detalle más adelante.

La IP3 se une a un receptor específico del retículo sarcoplasmático, lo que induce a la liberación del calcio secuestrado (calsecuestrina).

El calcio y el DAG activan la proteincinasa dependiente de calcio (PKC), enzima que, en presencia de calcio, fosforila ciertas proteínas celulares que median las respuestas de la célula.

Vía del GMP cíclico

Esta molécula también sirve como segundo mensajero

Se sintetiza

A partir del GTP por la guanilato ciclasa y es degradado a GMP por una fosfodiesterasa

El GMPc ejerce su función a través de una proteína quinasa dependiente de GMPc, aunque también puede actuar sobre otras dianas, como los canales iónicos

En el ojo de los vertebrados es donde más se utiliza esta vía

El GMPc actúa como segundo mensajero responsable de convertir las señales visuales en impulsos nerviosos

Vía del AMPc: segundos mensajeros

Como la acción de la epinefrina era mediada por un aumento en la concentración intracelular de AMPc

Se concluyó

Que este es un SEGUNDO MENSAJERO de la señalización hormonal

El AMPc se forma a partir de la acción de la adenilato ciclasa y es degradado a AMP por la AMPc fosfodiesterasa

Esta molécula activa la proteína quinasa A, encargada de la rotura del glucógeno y la posterior glucolisis (durante periodos de ayuno)

Por lo tanto

La activación de la proteína quinasa A bloquea la síntesis de glucógeno y activa su hidrólisis

Cada molécula de epinefrina activa un único receptor. Sin embargo, cada receptor activa hasta 100 moléculas de proteína G

Cada una activa la adenilato ciclasa, que cataliza la síntesis de AMPc y aumenta la señal puesto que la proteína quinas fosforila moléculas que permiten la degradación de glucógeno

El aumento de AMPc puede

Activar los canales de Na+ y a la calmodulina para comenzar con el proceso de despolarización de la membrana

Esto permite tanto la contracción muscular como la generación de impulsos nerviosos

Activar la transcripción de unos genes diana específicos que contienen un secuencia regulatoria denominada elemento de respuesta a AMPc

Esto activa genes inducidos por AMPc que controla la proliferación, la supervivencia y la diferenciación celular