by Sofia Sierra 2 years ago
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Otros receptores de superficie actúan regulando la actividad de proteínas intracelulares.
Receptores de las hormonas peptídicas y de los factores de crecimiento
Transmiten las señales desde el receptor a un conjunto de dianas intracelulares adicionales, que suelen ser factores de transcripción
Funciones de las principales clases de receptores en la superficie
Señalización mediada por canales iónicos
Se encuentran en la membrana post-sináptica de neuronas y en el sarcolema asociado a la placa neuromuscular del músculo esquelético.
Todas las células del organismo presentan una composición iónica diferente con respecto al líquido extracelular,
Los receptores de tipo canal iónico con compuerta operada por ligando tienen un rol fundamental
Convertir una señal química en una señal eléctrica.
Esta es
La presencia de moléculas de ligando en el espacio sináptico o en la unión neuromuscular que se unen a sus receptores
La unión ligando-receptor produce un cambio conformacional que abre el canal, con el consiguiente aumento de la permeabilidad al ion involucrado,
Produciendo
una respuesta inmediata, la difusiónr de iones a través de la membrana.
Tipos de receptores de los canales iónicos
Metabotropicos
Presentan una actuación relativamente lenta, ya que su activación no genera una apertura inmediata del canal si no que desencadena una serie de procesos que terminan llevando a ella.
Esto generará que se active la conocida como proteína G
elemento que puede o bien abrir el canal para que puedan entrar y/o salir determinados iones o bien activar segundos mensajeros
Ionotrópicos
El simple contacto con el ligando (neurotransmisor) genera la apertura inmediata del canal
Receptores asociados a otras actividades enzimáticas
Aunque la gran mayoría de los receptores asociados a enzimas estimulan la fosforilación de proteína-tirosinas, algunos receptores se encuentran asociados a otras actividades enzimáticas.
Incluyen
Guanilato cinasa
Estos receptores catalizan la formación de GMP cíclico
Estos tienen un dominio extracelular de unión al ligando, una hélice α transmembrana, y un dominio citosólico con actividad catalítica.
La unión al ligando estimula la actividad catalítica, dando lugar a la formación de GMP cíclico, un segundo mensajero.
Proteínas serina/treonina quinasas
fosforilan residuos de serina/treonina en vez de tirosina.
Esta fosforilación se da en factores de crecimiento específicos que luego permiten la expresión de genes diana.
Proteínas tirosina fosfatasas
Quitan grupos fosfato de los residuos de fosfotirosina, actuando de manera opuesta a las proteínas-tirosina quinasas.
actúan como reguladores negativos en las vías de señalización celular, ya que se encargan de interrumpir las señales que se activaron a partir de la fosforilación de las proteína-tirosinas.
Receptores catalíticos (receptores proteína citosina quinasa)
A diferencia de los receptores asociados a proteínas G, otros receptores de la superficie celular se encuentran directamente acoplados a enzimas intracelulares.
Los factores de crecimiento, citocinas (factores de crecimiento del sistema inmunitario) y algunas hormonas son moléculas de señalización que recurren a receptores catalíticos
Estructura del receptor
Cada cadena transmembrana única tiene tres dominios:
Una región efectora que se extiende hasta el interior del citoplasma y contiene el dominio catalítico con actividad de tirosincinasa, este es C-terminal
Un dominio en hélice α que atraviesa la bicapa lipídica.
Una porción de unión al ligando que incluye al segmento aminoterminal (NH2) de la proteína
Receptores de citoquinas y proteína-tirosina quinasas no receptoras
Muchos receptores, en vez de tener actividad proteína-tirosina quinasa, actúan estimulando a proteína-tirosina quinasa.
Al igual que los receptores proteína-tirosina quinasas, están constituidos por: un dominio extracelular, una hélice que atraviesa la membrana y un dominio intracelular SIN actividad
Este tipo de señalización sigue los mismos pasos, sin embargo, en el último paso se unen quinasas asociadas con los receptores
Estas quinasas activadas fosforilarán al receptor, lo que proporcionará sitios de unión de fosfotirosina para las moléculas señal intracelulares
Por lo tanto
la combinación de los receptores de quinasas más la proteína-tirosina quinasa no receptora asociada, funciona de la misma manera que lo hacen los receptores con actividad catalítica
Proteínas G
Receptores asociados a proteínas g
Las proteínas G son proteínas de señalización intracelular, y reciben su nombre por su capacidad para unirse al GTP.
También
poseen actividad de GTPasa, que les confiere capacidad para hidrolizar el GTP y obtener difosfato de guanosina (GDP).
Proteínas G de la superfamilia Ras
Se denominan “proteínas G pequeñas” debido a que son monómeros que se asemejan a una subunidad α de las proteínas G heterotriméricas
no regulan enzimas unidas a la membrana o inducen la síntesis de segundos mensajeros
En cambio
Son activadas por el GTP, lo que les permite iniciar una cascada citoplásmica de fosforilación cuya acción final es activar la transcripción genética.
Mecanismo de acción
Una cascada de fosforilación permite que ciertas proteínas se transloquen al núcleo, donde se fosforila a un factor de transcripción
La Ras unida al GTP promueve el enlace a la Raf, una proteincinasa de la serina (MAPKKK) y su fosforilación
El factor de intercambio de guanina específico de la Ras, denominado SOS, se une al complejo seguido por la Ras
El complejo SHC-SOS-Ras intercambia GTP por GDP en la Ras, de modo que la activa
Las fosfotirosinas del receptor son sitio de unión para proteínas adaptadoras intracelulares como SHC y Grb2, que contiene regiones conocidas SH2
La unión del ligando a los receptores catalíticos puede inducir la fosforilación de sus residuos de tirosina
Proteínas G heterotriméricas
Estructura
Están constituidas por tres subunidades: α, β y γ
Señalización con proteínas G
La señalización inicia por la unión de un ligando o una hormona a los receptores acoplados a las proteínas G ancladas a la lámina interna de la membrana.
Esto
permite regular a una enzima específica unida a la membrana.
Los productos de las reacciones catalizadas por las enzimas activadas incluyen segundos mensajeros que amplifican la señal transmitida a la célula
En el estado inactivo, α se une al GDP formando un complejo con β y γ.
La unión de la hormona induce un cambio conformacional en el receptor que provoca que la proteína G libere el GDP y se adhiera un GTP.
La subunidad α unida al GTP se disocia de β y γ
Estas últimas permanecen unidas formando un complejo βγ.
Estos complejos permiten que la célula interactúe con sus dianas
La subunidad α se inactiva (ahora unida al GDP) se reasocia con el complejo βγ. Quedando así listo para un nuevo ciclo.
La subunidad α se une a los nucleótidos de guanina, que regulan la actividad de la proteína G.
La unión de un receptor en la superficie de la célula genera una cascada de reacciones intracelulares, que alcanzan al núcleo y da lugar a alteraciones programadas de la expresión genética
Procesos activos
Requiere energía porque constituye movimiento contra un gradiente electroquímico
Atraviesan la membrana mediante este proceso los iones de Na+, K+, H+, Ca2+, I– y Cl–, algunos aminoácidos y monosacáridos
Transporte vesicular
Las vesículas liberan o captan materiales con ayuda de energia provista por el ATP
Exocitosis
Proceso mediante el cuál una vesícula se desplaza desde el citoplasma hacia la membrana plasmática, donde descarga su contenido al espacio extracelular.
Generalmente se da en células secretoras y nerviosas
Se forman vesículas formadas por membrana, denominadas vesículas secretoras,
Endocitosis
procesos de transporte vesicular en los cuales las sustancias ingresan a la célula.
controla la composición de la membrana plasmática y la respuesta celular a los cambios en el ambiente externo.
Endocitosis mediada por receptores
Las células captan moléculas de bajas concentraciones
Se unen a
sus receptores y los complejos receptor-ligando
Estos
finalmente convergen en una zona de la membrana plasmática donde se produce la formación de la vesícula, que posteriormente viaja hacia el interior celular
Tipos
Pinocitosis
Ingestión inespecífica de líquido y pequeñas moléculas de proteína mediante vesículas pequeñas.
Primero
Forma una vesícula que contiene una gota de líquido extracelular
Se fusiona con un lisosoma, donde las enzimas degradan a los solutos
Las moléculas más pequeñas resultantes abandonan la célula y se utilizan en otro sitio de la célula
Fagocitosis
Es una forma de endocitosis en la cual la célula rodea partículas sólidas grandes
Como por ejemplo
Célulasmuertas, virus, bcterias
La membrana plasmática emite seudópodos que rodean las partículas a fagocitar formando vesículas grandes denominadas fagosomas.
se fusionan con uno o más lisosomas y las enzimas lisosómicas degradan el material ingerido.
Na+K+ATPasa
Proceso de transporte que bombea iones sodio hacia fuera a través de la membrana celular y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior.
Sin el grupo fosfato, la bomba regresa a su forma original, y se abre hacia el interior de la célula. Luego, se repite el ciclo
Ahora la bomba tiene afinidad por el K y se unen dos iones a la proteína.
Esto hace que el grupo fosfato se elimine
La fijación de Na+ desencadena la hidrólisis del ATP en ADP. Esto permite la fosforilación que produce un cambio conformacional
Tres iones de Na+ se unen a la proteína de la bomba.
Transporte secundario
Los gradientes de concetración producidos ór el transporte primario se acumula
En este proceso
Se utiliza la energía almacenada en estos gradientes para mover otras sustancias contra sus propios gradientes.
Se acopla al transporte de otras sustancias en contra de su respectivo gradiente mediante una proteína transportadora compartida
Estas pueden
moverse en direcciones opuestas (es decir, una hacia adentro y otra hacia fuera de la célula)
Antiportador
moverse en la misma dirección (es decir, hacia la célula)
Se conoce como
Simporte
Transporte primario
La energía que deriva de la hidrólisis del ATP modifica la forma de una proteína transportadora
Esto permite
“bombear” una sustancia a través de la membrana plasmática en contra de su gradiente de concentración.
Bombas
Procesos pasivos
No requieren energía y únicamente se transportan a través de la membrana por concentración a favor del gradiente
Difusión facilitada
Ciertos solutos son demasiado polares o con carga eléctrica excesiva para atravesar la bicapa lipídica por difusión simple
Entonces
Deben cruzar la membrana plasmática mediante este proceso con ayuda de proteínas de membrana especializadas
La proteínas que median este proceso son
Aquaporinas
En ciertas células, el movimiento de agua por medio de difusión simple aumenta por movimiento a través de canales de agua. Estos son las acuaporinas
estos canales permiten el paso de agua pero excluyen el de iones y protones.
Mediada por proteínas transportadoras
Un transportador transfiere un soluto a favor de su gradiente de concentración después de que la proteína experimentó cambios morfológicos
Atraviesan de esta manera: glucosa, fructosa, galactosa y algunas vítaminas
Los cambios conformacionales generan que la molécula se adhiera a la proteína y atraviese la membrana
Mediada por canales iónicos
Un soluto se mueve a favor de su gradiente electroquímico a través de la bicapa lipídica gracias a la existencia de un canal de membrana.
Controlan el paso de iones tales como: K+, Cl-, Na+ Ca2+
Con compuertas
Estos canales permanecen cerrados y se pueden abrir por medio de: Activación de voltaje Activación química
Sin compuertas
Cuando las compuertas de un canal están abiertas, los iones difunden hacia el interior o el exterior de las células.
Estas
Se mueven a favor de su gradiente electroquímico
Difusión simple
Movimiento libre de las sustancias a través de la bicapa lipídica sin la ayuda de proteínas transportadoras de membrana.
Atraviesan las moleculas hidrófobas apolares (O2, CO2, ácidos grasos)
Señalización endocrina
Las moléculas señalizadoras (hormonas) son secretadas por las células endocrinas especializadas y se transportan a través de la circulación
Actuando sobre células diana localizadas en lugares alejados en el organismo.
la hormona esteroidea estrógeno, es producida por el ovario y estimula el desarrollo y mantenimiento del sistema reproductor femenino y de los caracteres sexuales secundarios
Señalización paracrina
Una molécula liberada por la célula actúa sobre las células diana vecinas.
La acción de los neurotransmisores que transportan la señal entre células nerviosas en la sinapsis.
Señalización autocrina
En esta señalización, las células reaccionan a las señales que ellas mismas produjeron
Por ejemplo
la respuesta de las células del sistema inmune de los vertebrados frente a antígenos extraños
Señalización directa
Desempeña un papel crítico en la regulación del comportamiento de las células en los tejidos animales
En esta
En esta, un receptor de la superficie celular se adhiere a un ligando unido a la superficie celular de otra célula.
