Enzimas

Metálico

Molécula Orgánica

La mayoría de la coenzimas vienen de vitaminas

Se divide en

Tiamina (B1)

Riboflavina (B2)

Niacina (B3)

Acido pantoténico (B5)

Piridoxina o piridoxal (B6)

Biotina (B7 / B8)

Acido fólico (9)

Cobalamina (B12)

Vitamina C (ácido ascórbico)

Vitamina K

Capacidad de las células de intercambiar información fisicoquímica con el ambiente y otras células; es un mecanismo homeostático. Hacen parte las células emisoras y las células blanco

Funciones

- Supervivencia
- División
- Diferenciación
- Muerte

Principios generales

- Ligando (primer mensajero)
- Receptor
- Unión específica entre ligando y receptor

Etapas

- Síntesis de mensajero
- Secreción de mensajero
- Trasporte de mensajero
- Detección / recepción
- transducción de la señal
- Eliminación

Formas de comunicación celular

La célula produce el mensajero y señaliza sobre ella misma

Con la célula que está al lado, una célula tiene el ligando y la otra el receptor; Puede haber señalización solo si están unidas

Se produce el mensajero y la vecina tiene el receptor

A través del torrente sanguíneo

A través de un axón se libera mensajes químicos y la célula postsináptica tiene los receptores

Ligandos

Receptor de membrana o intracelular

Receptor de membrana

Receptores solubles en el citoplasma

Exposición e internalización de receptores

Produce mas receptores para aumentar la sensibilidad

Internaliza los receptores y disminuye la sensibilidad

Propiedades generales de la unión ligando receptor

- Especificidad
- Saturabilidad
- Reversibilidad

Respuesta tejido-específica

Se puede tener el mismo ligando en varios tejidos y la respuesta puede ser diferente, depende de la maquinaria molecular de cada tipo de célula

Segundos mensajeros

Son intermediarios, moléculas mas pequeñas que se intercalan con muchas proteínas para amplificar la señal de un receptor

Respuestas

Con moléculas ya sintetizadas

Con regulación de la expresión génica

Encendido molecular

Directamente un fosfato

A través de GDP / DTP

Proteínas de andamiaje

La activación del receptor puede llevar a que una proteína cercana a la membrana celular se active, la cual lleva a que otra proteína se active con el animo de que la información se pueda acercar tanto al núcleo como a otro espacio de la membrana celular, son como andamios sin sufrir estados de activación

Cascadas de señalización

Traspasan la membrana celular y se unen a enzimas o proteínas solubles en el citoplasma, puede producir GMPc

Atraviesan la membrana y se unen a receptores intracelulares que a su vez se translocan al núcleo, el receptor puede ser un factor de transcripción pero también puede activar vías que produzcan segundos mensajeros como Ca2+, AMPc, PI, DAG

Llega el ligando y se une al receptor, hay un encendido molecular en la que se cambia GDP por GTP sobre la subunidad alfa de la proteína G, luego se disocia de las unidades beta y gamma

Las subunidades beta y gamma pueden abrir canales iónicos y cuando se inactiva la subunidad alfa queda alfa-GDP, se une de nuevo con beta y gamma y queda la proteína efectora inactiva

Adenil ciclasa (Vía PKA)

Esta proteína es capaz de catalizar una reacción en la que el ATP pasa a AMPc el cual es capaz de activar varias enzimas, el AMPc se une con la PKA que tiene 2 subunidades reguladoras y 2 catalíticas, el AMPc se une a las 2 reguladoras y se liberan las 2 catalíticas que pueden trastocarse al núcleo.

Fosfolipasa C (Vía PKC)

Esta proteína va a convertir el fosfatidil inositol bifosfato en 2 segundos mensajeros: IP3 y DAG.
El PI3 se va al RE que tienen unos receptores canal de PI3 que van a dejar salir Ca2+ del RE, el Ca2+ va y se una junto con DAG a la PKC dejándola totalmente activa.
Ca2+ puede activar otras enzimas como la calmodulina que es capaz de inducir la óxido nítrico sintasa que parte la arginina en óxido nítrico y citrulina.

Va a permitir la entrada de iones entre ellos el Ca2+

Los factores tróficos o de crecimiento son los que mantienen a la célula viva, si no están activos generan procesos de muerte. Hay varias familias de receptores, la familia mas conocida es la tirosín quinasa, nos vamos a enfocar en esa familia, esos receptores tienen dominios ricos en tirosina, se van a auto fosforilar en esos dominios cuando se une el ligando.

Esas fosforilaciones hace que otras proteínas adaptadoras con dominios SH2 y PTB se unan y reconozcan esos sitios sitios, las proteínas adaptadoras son SOS y Grb2.

Las proteínas adaptadoras facilitan la activación de unas proteínas mas pequeñas, mas cerca a la membrana que son proteínas activadoras de Ras que van a activar a Ras (protoncogénica, en condición normal simplemente ayuda a la división celular)

Ras es una proteína G monomérica, en la activación de esta pasa de Ras-GDP a Ras-GTP. Ras-GTP es una proteína que activa si o si la proliferación celular. Ras-GTP activa una serie de enzimas (3) llamadas MAP kinasas: RAF (MAP quinasa quinasa quinasa), MEK (MAP quinasa quinasa) y ERK (MAP quinasa)

Ras-GTP activa a RAF, RAF activa a MEK y MEK activa a ERK

MAP-quinasa (ERK) es capaz de activar a otras proteínas implicadas en la división, proliferación y supervivencia celular que pueden hacer las veces de factor de transcripción.

Entrar en la vía PI3K (fosfatidil inositol 3 quinasa)

BTK con su dominio plextrina va a reconocer a PIP3, luego se activa la fosfolipasa C (PLC), la cual coge un PIP2 y lo parte en IP3 y DAG, el IP3 saca Ca2+ del RE, ese Ca2+ junto con el DAG van a activar PKC

PIP3 va a atraer a PDK, la cual va a activar a PKB (o AKT), cuando PKB está activa es capaz de inducir genes prosupervivencia. Así como hay genes pro-supervivencia en la familia de Bcl2, hay miembros pro-muerte, los mas conocidos son Bad, Bclxs, Bim, Bid. Los miembros de la familia Bcl2 están en la mitocondria.

PKB activa es capaz de fosforilar a los promuerte y los bloquea (Bloqueo de muerte). Cuando no se activa PKB no se puede fosforilar a Bad y este forma un poro mitocondrial transitorio, proteínas mitocondriales como citocromo C y smat/diablo, las cuales van a activar a Apaf y caspasa 9 la cual es capaz de activar a las caspasas efectoras 3, 6, 7 que son capaces de inducir a la muerte celular activando nucleasas, proteasas, lipasas, etc.

Es una función celular, es un mecanismo de control de la población celular (es dependiente de ATP)

- Falta de nucleótidos
- Radiación UV
- Radiación ionizante
- Señales oncogénicas
- Hipoxia
- Bloqueo en transcripción

La apoptosis no es pro-inflamatoria, es dependiente de ATP y puede llegar a ser reversible mientras que la necrosis es pro-inflamatoria, no depende de ATP y es irreversible; Además la necrosis es un daño masivo, se degrada el núcleo, se degradan organelas, se estalla la célula; cuando una célula recibe un daño, se hinchan las organelas, las células se estallan y hay una invasión de fagocíticos, mientras que en la apoptosis se puede afectar solo una célula, se desprende de las vecinas, no se hincha sino que se encoge, luego es fagocitada pero sus células vecinas y el tejido en general no se ven afectados.

La necrosis se da por permeabilidad de la membrana mitocondrial, perdida del potencial de la membrana mitocondrial e incapacidad de producción de ATP; en la apoptosis no hay perdida de la integridad de la membrana mitocondrial, pero si hay formación de poro transitorio

- Coagulativa (Isquemia)
- Licuefactiva (escape de hidrolasas)
- Grasa (escapa de lipasas)
- Necrosis caseosa (e.g., licuefacción bacteriana)
- Gangrenosa (Necrosis coagulativa)

- Es muy importante porque ayuda a controlar la proliferación, diferenciación y envejecimiento.

- Si una célula está dañada de manera irreparable, debe morir por apoptosis.

- Cuando no se eliminan las células que se están proliferando de manera indiscriminada puede generar neoplasia.

- Cuando se tiene una progresión de muerte celular ósea muerte neurodegenerativa (puede durar hasta 20 años)

Cuando ocurren los daños

Ya está el daño, se compromete la mitocondria, sale el citocromo C y demás moléculas; se activa la caspasa 9 (Si se interviene se puede revertir)

Ya están activas las caspasas ejecutoras (Hay cambios importantes) y ya no puede ser reversible

Es una situación de desbalance interno que afecta los genes de la familia Bcl2, afecta los prosupervivencia y promueve los pro-muerte. Puede llevar a que no se active la vía PI3K y dar vía libre a no bloquear a Bax o Bad

Deprivación de oxígeno, radiación ionizante, radiación ultravioleta , etc.

Dependiente de un ligando de muerte que se une al receptor de muerte, este activa caspasas como la 8 que van a activar las caspasas ejecutoras

Algo que comienza y termina en el mismo punto y se repite

Conforman la parte estructural de los órganos

Precursoras de las células sexuales (espermatozoides y ovocitos)

Células sexuales (contienen la mitad del material genético 23 (n))

23 (n) cromosomas, tiene solo la mitad del material genético.

46 (2n) cromosomas

Cromosomas duplicados

2 cromosomas duplicados emparejados, solo se ve en meiosis.

Número correcto de cromosomas

Variación en el número o estructura cromosómica

Los genes tienen ubicaciones específicas en los cromosomas.

División celular (M)

Es un proceso por el que a partir de una célula se obtienen 2 células con la misma cantidad y calidad de material genético entre sí y con respecto a la célula original. Se tiene una célula que pasa por interfase y duplica su material genético, en G2 tiene 23 pares de cromosomas suplicados 46x2 (2nx2), cuando se divide cada una de las células hijas queda con 46 (2n) cromosomas e iguales.

En células germinales, se tiene una célula con 46 cromosomas, pasa por interfase y duplica su material, luego hace 2 divisiones consecutivas sin volver a pasar por interfase, hace meiosis 1 y meiosis 2, cuando está en G2 tiene 46x2 (2nx2) cromosomas, la célula entra en la primera división y pasa de 46x2 (2nx2) cromosomas a 23x2 (nx2) cromosomas, ósea que en la primera división no hay división centromérica sino que los cromosomas homólogos migran a polos opuestos, en la segunda división hay 23 cromosomas duplicados 23x2 (nx2), ahora si hay división del centrómero, la anafase reparte las cromátidas para una lado y pal otro, quedan 23 cromosomas sencillos en cada uno 23 (n), en un gameto maduro siempre se tiene 23 cromosomas porque se van a unir con los 23 de la contraparte y van a restablecer el número de 46 cromosomas típico. La primera división se llama meiosis I o división reduccional, la segunda meiosis se llama meiosis II o división ecuacional.

Interfase

Todo ciclo celular inicia en interfase, es un periodo necesario para duplicar el material genético y preparar la célula para la división, en interfase no se ven cromosomas.

La célula aumenta de tamaño; hay síntesis de microtúbulos, microfilamentos, ribosomas y se renueva el RE.

Se duplica el material genético, hay sintesis de ADN, histonas y otras proteínas.

Paso antes de la división, se hace una preparación para la división, se hace una repartición justa y hay mucha producción de ATP.

Molécula de ADN

ADN + Histonas

Enrollamiento de nucleosomas

Un lado de los cromosomas

Del centrómero hacía arriba

Del centrómero hacia abajo

p = q

p < q

p << q

Solo un representante de un cromosoma

2 representantes de un cromosoma (es lo normal)

3 representantes de un cromosoma

Constitución cromosómica de una célula

Las que alcanzan la diferenciación y ya no se vuelven a dividir.

Las que alcanzan la diferenciación, pero hay estímulos que inician el proceso de división.

Por ligandos que son factores de crecimiento

Por ligandos que son factores inhibidores de crecimiento.

- Cinasas dependientes de ciclinas (CDK)
- Ciclinas que se unen a CDK

- CIP: Inhibidoras de CDK'S (P16, P21, P27)
- Supresoras de tumores (P53, RB)

Las que permanentemente se están dividiendo.

E2F se mantiene agarrada por RB (se llama así por retinoblastoma), en este momento del ciclo (G1) está presente la ciclina D, esta con conjunto con la CDK hiperfosforila a RB y RB suelta a E2F, la pareja Ciclina D - CDK es regulada por P16 que se les pega e inhibe. Ocurre en G1 antes del primer punto de control.

Una CDK con la ciclina E, hiperfosforilan a RB para que suelte a E2F, el complejo ciclina E - CDK es inhibido con la P21, la P53 es como un vigilante, si P53 capta un error indica síntesis de P21

Ocurre al final de G2, lo que se hace es revisar que todo esté bien, la ciclina que está presente es la ciclina B que va a participar en el complejo promotor de maduración para entrar en división, este punto de control se regula actuando sobre la ciclina B o el factor promotor de maduración, si todo está correcto se forma el factor promotor de maduración.

Se hace los chequeos respectivos, que todo esté en orden, que los cromosomas todos se hayan unido por ambos lados al aparato mitótico y los centrómeros. aparece el complejo promotor de anafase.
En metafase el cromosoma está duplicado, compactado y unido por cohesina, si se fragmentan la cohesina se separan las cromátidas hermanas y se entra en anafase, la enzima que degrada la cohesina es la separasa la cual es controlada por securín que la inactiva, si se fragmenta securín queda libre separasa, el complejo que fragmenta a securín se llama complejo promotor de anafase, este es activado por la quinasa CDC20, cuando el complejo se activa provoca la ubiquitinación de securín, es destruido y suelta a separasa que va a romper las cohesinas, se llega a la anafase, este tercer punto de control se puede regular impidiendo que se una CDC 20 al complejo promotor de anafase o haciendo que no se ubiquitine securín.