Tema 04. Vies de senyalització (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Ampliació Biologia Cel·lular
Año del apunte 2017
Páginas 5
Fecha de subida 30/09/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

4. Vies de senyalització | Núria Frias TEMA 4. VIES DE SENYALITZACIÓ 1. INTRODUCCIÓ La comunicació intercel·lular és la coordinació entre diferents reaccions bioquímiques que es donen entre les cèl·lules de l’organisme i permeten la comunicació entre elles.
En els organismes unicel·lulars, la cèl·lula respon en funció de l’estímul que arriba: presència de nutrients, toxines, depredadors...
En canvi, els organismes pluricel·lulars presenten cèl·lules especialitzades en rebre els estímuls. El procés consisteix en: 1) Tenim una sèrie de cèl·lules que reben la informació sensorial (senyals òptiques, acústiques, estrès, gradient de nutrients...) i l’envien a unes altres cèl·lules.
2) Aquestes elaboren una resposta en funció de la informació rebuda, la qual cosa implica, per exemple, que hi hagi: a. Coordinació i regulació de la divisió cel·lular b. Coordinació i regulació de la diferenciació i el desenvolupament 3) Amb això les cèl·lules es sincronitzen per a dur a terme la resposta en front del senyal rebut.
4) Finalment, hi ha una coordinació de fluxos metabòlics entre diferents tipus de teixits per a realitzar la resposta.
2. TIPUS DE COMUNICACIONS Les cèl·lules tenen diverses maneres de comunicar-se, poden fer-ho a través de: ▪ Missatger químic. Una cèl·lula produeix molècules que allibera a l’espai extracel·lular en rebre un estímul, aquestes viatgen per la sang fins a arribar a la cèl·lula diana que rep la informació i genera una resposta en funció de la molècula rebuda.
▪ Unions comunicants. Posen en contacte dos citoplasmes a través d’un pont citoplasmàtic, permetent l’intercanvi de petites molècules (calci, AMPcíclic).
▪ Unions intercel·lulars. A través d’unes proteïnes transmembranals es posen en contacte dues cèl·lules veïnes, una de les quals generarà l’estímul mentre que l’altra farà de receptora d’aquest.
▪ Canvi potencial membrana. Canvis en el potencial de la membrana en els quals senyals elèctriques es tradueixen a senyals químiques en arribar a la cèl·lula.
1 4. Vies de senyalització | Núria Frias Aquests tipus de comunicacions es poden classificar segons la distància entre les cèl·lules que hi participen o amb quin tipus de cèl·lules es relacionen.
▪ Comunicació endocrina.
Un òrgan especialitzat (glàndula endocrina) sintetitza i emmagatzema hormones que, en rebre un estímul determinat, són alliberades a la sang o a fluids extracel·lulars. Aquestes hormones secretades viatgen a mitja o llarga distància amb una velocitat lenta fins arribar a la cèl·lula diana. Difusió molècula.
▪ Comunicació paracrina.
A diferència de l’anterior, la molècula és secretada a l’espai extracel·lular. Allà tan sols pot viatjar a una distància curta o mitjana, per tant, només permet la comunicació entre cèl·lules properes que, en estar a prop, afavoreixen una comunicació més ràpida que per la sang. La difusió és passiva, a més, es necessita una cèl·lula que presenti a la seva membrana proteïnes receptores que reconeguin la molècula.
▪ Comunicació autocrina.
La cèl·lula secreta una molècula a l’espai extracel·lular però a una distància molt curta: s’autoestimula a si mateixa o a cèl·lules que formen part de la mateixa estructura.
▪ Comunicació juxtacrina.
És l’únic cas on no hi ha una secreció, sinó que es comuniquen a través de proteïnes de membrana, molècules que formen part de la membrana plasmàtica uneixen físicament les dues cèl·lules.
En les glàndules endocrines, cada òrgan està especialitzat en la síntesi d’un tipus d’hormona determinada però s’aboquen totes juntes al torrent sanguini quan rebem un estímul. El fet que cadascuna vagi allà on toca és degut a les cèl·lules diana, les quals tenen receptors de membrana, proteïnes transmembranals que poden reconèixer una hormona determinada. Per exemple, la molècula A només serà reconeguda per aquelles 2 4. Vies de senyalització | Núria Frias cèl·lules que presentin un receptor per a la molècula A. A més, cada cèl·lula elabora una resposta específica segons els receptors que expressa.
3. BASE DE LA COMUNICACIÓ INTERCEL·LULAR 1) El procés comença amb un estímul sensorial, elèctric o emès per una altra via de senyalització.
2) Les cèl·lules productores d’hormones biosintetitzen i emmagatzemen unes hormones determinades que són secretades en rebre la informació adequada.
3) Aquestes hormones viatgen per l’organisme i poden ser degradades, o bé, arribar a una cèl·lula diana que presenta uns receptors que les detecten.
4) La cèl·lula diana s’encarregarà d’elaborar una resposta i transmetre-la per mitjà d’un nou senyal que serà enviat a les cèl·lules que duran a terme aquesta resposta.
Una senyal arriba a un receptor localitzat a la membrana, aquest receptor activa una cascada de senyals que acaba amb l’activació o inactivació d’un enzim, pot ser metabòlic (síntesi o degradació del glucogen), del citoesquelet (canvis en la forma o en els moviments cel·lulars) o regula l’expressió gènica. L’ultima proteïna de la cascada actua com a factor de transcripció per a canviar la transcripció gènica.
4. TRANSMISSIÓ SENYAL 1.1 MOLÈCULES IMPLICADES Les molècules implicades en la transmissió del senyal són: ▪ Proteïnes quinases (PK): fosforilacions de proteïnes.
▪ Proteïnes fosfatases (PP): defosforilacions de proteïnes.
▪ GTPases reguladores: estan unides a GTP o GDP i actuen com a interruptors moleculars activant o desactivant.
▪ Proteïnes adaptadores: únicament permeten fer de pont entre dos efectors, intervenen entre 2 molècules per transmetre el senyal.
1.2 VELOCITAT DEL SENYAL 3 4. Vies de senyalització | Núria Frias Si només modifico la funció d’una proteïna (fosforilació o desfosforilació) el temps entre la emissió del senyal i la resposta serà molt curt (minuts o segons), en canvi, un procés que acaba en un factor de transcripció ha d’entrar al nucli, activar la transcripció de DNA, fabricar RNA que sortirà fora i dur a terme la traducció, és a dir, la velocitat del senyal serà molt més lent (minuts o hores) des de l’emissió del senyal fins a l’alteració del comportament cel·lular.
5. TIPUS DE RESPOSTA Tenim una gran variabilitat tant en sistemes de receptors com en vies de senyalització, és a dir, tot i que el DNA té informació sobre tots els receptors, les cèl·lules expressen una sèrie de proteïnes determinades que les diferencien unes de les altres (cardíaca, epitelial...), tenen a la seva membrana plasmàtica uns receptors específics.
Per exemple, en el cas de la imatge trobem dos tipus de cèl·lula: 1 i 2. La cèl·lula 1 expressa dos receptors (R1 i R2) i la 2 uns altres dos (R1’ i R3). Tenim una hormona H que podrà activar tant R1 com R2 però, al ser dos receptors diferents, cadascun donarà lloc a una cascada de senyals diferent obtenint respostes X i X’ diferents.
En el cas de la cèl·lula tipus 2, el primer receptor (R1’) serà activat amb la mateixa hormona H però R3 respondrà a una hormona diferent. Ambdós receptors donaran lloc també a diferents cascades de senyals però que convergiran en una mateixa resposta.
Com cada tipus cel·lular té un joc determinat de receptors a la seva membrana en un moment concret del seu estat fisiològic, la resposta final ha de ser resultat de la coordinació entre diferents senyals, totes les accions han de conduir al mateix objectiu.
En els organismes pluricel·lulars, cada una de les cèl·lules està exposada a molts tipus de senyals, però el número de receptors que té una cèl·lula és limitat, per tant, les diferents respostes que poden donar també són limitades, només donaran resposta si presenta el receptors adequats per a cada senyal.
Per exemple, necessitem que hi hagi varies senyals simultànies per a que es donin certes respostes com la divisió cel·lular.
▪ Si rebem unes condicions favorables A, B i C, la cèl·lula sobreviu.
▪ Si, a més de condicions favorables (A, B, C), rebem les senyals D i E la cèl·lula es divideix.
4 4. Vies de senyalització | Núria Frias ▪ Si, en canvi, rep condicions favorables (A, B, C) més F i G la cèl·lula es diferenciarà.
▪ Però, si la cèl·lula no rep cap senyal (ni tan sols A, B i C de condicions favorables) la cèl·lula mor.
Poden haver diferents tipus de resposta al mateix estímul, l’acetilcolina (neurotransmissor) segons on arribi provocarà: ▪ Fibra muscular esquelètica: contracció.
▪ Fibra muscular cardíaca: disminució de la freqüència i de la força de la contracció.
▪ Cèl·lula de la glàndula salival: secreció.
Per tant, la resposta no depèn tant de l’hormona sinó també de la cèl·lula.
6. AMPLIFICACIÓ SENYAL L’amplificació del senyal ens permet que, amb molt poca quantitat de senyal, pugui donar una senyal molt amplificada.
Una hormona activa un receptor que pot activar a més d’un efector, cada un d’aquest activa a altres efectors, els quals activen proteïnes que fan que es generin missatges secundaris (com el calci) que activaran altres molècules diana.
La magnitud de l’amplificació depèn de: ▪ Vida del complex hormona-receptor. Depèn de la finalització del senyal, cada cop que s’activa una via de senyalització, aquesta ha de finalitzar, sinó les cèl·lules podrien dividir-se descontroladament.
▪ Concentració i taxa de difusió del complex hormona-receptor. Depenent de la concentració i de la capacitat per difondre per la membrana, l’amplificació serà més o menys gran.
▪ Inactivació del complex hormona-receptor. La manera d’aturar la resposta es per modificació covalent (fosforilació) del receptor a nivell cel·lular per a que no pugui continuar activant o per internalització del complex per endocitosi.
5 ...

Comprar Previsualizar