Resumen Solemne II Biologia Celular 2003(2)

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    11-Jul-2015

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Resumen Solemne II Biologa celular Comunicacin celular Clulas mantienen comunicacin, incluso unicelulares - Levaduras: durante la reproduccin sexual liberan feromonas que atraen otras clulas Etapas: - Sntesis de molecula seal por molecula sealizadora - Secrecin por clula sealizadora - Transporte hasta clula diana: clula que capta la seal. Lo es solo si posee el receptor especfico. - Deteccin receptor especifico - Cambios metablicos (complejo seal-receptor) - Remocin (desaparicin) de la seal. Proceso regulado y regulador Vas de sealizacin: - Sealizacin endocrina: clula endocrina (sealizadora) sintetiza y secreta molecula seal (hormona). Se transporta por el torrente sanguneo. Es a larga distancia y generalizada (llega a muchas y variadas clulas). - Sealizacin paracrina: clula secreta mediador local que alcanza solo el medio extracelular y difunde a clulas dianas adyacentes. Es a corta distancia con efecto localizado. - Sealizacin autocrina: (variante paracrina) la clula sealizadora y diana, ya que posee receptores para su propio mediador local. - Sealizacin neuronal: clula sealizadora (neurona) libera neurotransmisor al espacio sinptico. Seal a larga distancia y especifica. Posee vas exclusivas (redes neuronales) - Sealizacin dependiente de de contacto: (excepcin a la etapa de secrecin) la molecula sealizadora sintetiza molecula pero no la secreta. Queda expresada en la membrana de la clula que se une con la clula diana adyacente. * complejo delta-noch: induce apoptosis o no diferenciacin de clulas neuronales. (equilibrio neuronal) Las clulas estn capacitadas para responder a un nmero limitado de seales dependiendo de sus receptores. Una misma molecula sealizadora puede originar respuestas diferentes en distintos tipos celulares. (Variacin en los receptores o distintos mecanismos de transmisin (transduccin) intracelular) Las clulas poseen una coleccin de receptores. Las seales interactan entre s para generar respuesta. Vias de sealizacin intracelular (transduccin de la seal) Receptor no es transportador, solo reconoce la seal 1. Cascada de transmisin de la seal: activacin en cadena de distintas protenas (secuencia). Capacidad de adaptacin 2. La seal se va transformando en distintos componentes

3. Amplificacin: activacin de muchas y variadas molculas (un producto puede activar mas de una protena) 4. Divergencia: transformacin en distintas seales para generar distintas respuestas (regulacin metablica, de la expresin de un gen o cambios citoesquelticos) Existen factores moduladores (evento celular regulado) Clasificacin de las respuestas - Rpida: funcin proteica alterada en el citoplasma (movimiento celular, secrecin, metabolismo) - Lenta: sealizaciones pasan por en nucleo para expresar o dejar de expresar un gen. (crecimiento celular, proliferacin celular, divisin celular) Tipos de receptores: difieren en la naturaleza qumica de la seal 1. Membrana (superficie celular): molculas hidroflicas. Difieren en la naturaleza de la seal intracelular que generan a) Receptores asociados a protena G: el receptor posee 7 dominios transmembrana. Aminocidos hidrofbicos. Puede activar muchas protenas G mientras este unido con su seal. La protena G es una protena integral de unin a GTP y posee 3 subunidades , , . La molcula sealizadora activa al receptor lo que induce la unin a protena G, la que es activada cambiando GDP por GTP. La subunidad cambia su conformacin perdiendo afinidad por las otras subunidades. Puede activar enzimas o canales inicos y luego hidrolizarse recuperando su conformacin.la toxina del clera impide su hidrolizacin. *Adenilato ciclasa: La subunidad se une a la protena la que transforma ATP en cAMP (segundo mensajero hidroflico). Fosfodiesterasa rompe la conformacin cclica del cAMP y se inactiva. La protena G puede activarla o inhibirla dependiendo de la molecula seal. El cAMP acta a travs la protena quinasa A. cuando est inactiva tiene 4 subunidades con 4 sitios para su unin con cAMP. Se desarma y se liberan 2 subunidades catalticas que son la forma activa, capaces de fosforilar una protena (serina-treonina). La quinasa se una a una protena CREB la que se une a su sitio CRE y es capaz de activar la transcripcin de un gen. La subunidad se une a fosfolipasa C que activa al fosfatidilinositol (fosfolpidos), rompindola lo que forma IP3 (difunde al RE y se une a un canal de calcio, abrindolo para que se libere calcio) y diacilglicerol que junto al calcio activan a la protena quinasa C. El complejo puede activar enzimas o canales. (Reduce la frecuencia de la contraccin en el msculo cardiaco) b) Receptores asociados a enzimas (con actividad enzimtica): receptores se encuentran separados, al llegar la enzima (dmero) se dimerizan (juntan) activando el dominio cataltico. Factores de crecimiento: la molecula seal dimeriza al receptor (tirosina quinasa) el que es capaz de fosforilar residuos de tirosina de manera cruzada. Otras molculas son capaces de reconocer al receptor (complejo pre-formado o formacin del complejo luego de la activacin del receptor) fosforilado continuando con la transmisin de la seal

(proliferacin celular). Cuando sale la molcula seal la tirosina fosfatasa rompe residuos de fosfato unidos a tirosina o se endocitan los receptores siendo degradados en los lisosomas. Va de la protena RAS: protena adaptadora de la protena activadora de la protena RAS se une al receptor tirosina quinasa, la protena activadora de RAS activa a la protena RAS (pequea protena de unin a GTP) cambiando GDP por GTP, continuando con la seal. La protena RAS activa es capaz de activar a la protena quinasa I, que activa a la quinasa II producindose una cascada de activacin, fosforilndose una serie de protenas que cambian la expresin gnica o la actividad proteica. (Proliferacin celular) la protena RAS es incapaz de desactivarse produciendo una proliferacin celular anormal (cncer). c) Receptores asociados a un canal inico: la molecula sealizadora induce la apertura del canal producindose un flujo de iones. Transforman seal qumica n seal elctrica. (canales sensibles a ligando) Interruptores moleculares: cascada de sealizacin regulada (mientras exista una seal que lo active) - Por fosforilacin: la quinasa activa fosforila a la molecula (ATP a ADP) la que continua la seal. La fosfatasa desfosforila la molecula desactivndola. Si no existe fosfatasa la seal continuara incluso sin la seal. - Mediante protena de unin a GTP: la molecula se encuentra inactiva asociada a GDP. La seal produce que la protena cambie el GDP por GTP (activacin) continuando la seal. La protena posee la capacidad de hidrolizar el GTP transformndolo en GDP. Ej: receptores asociados a protena G. Mecanismos de integracin de seales: la seal es transmitida cuando ambos receptores se activan y la protena integradora sigue la seal o una protena posee dos subunidades y estas se unen cuando sus respectivos receptores estn unidos a su molecula seal y continan la transmisin de la seal. 2. Receptor intracelular: molculas hidrofbicas pasan por difusin simple. (receptor dentro del ncleo o en el citoplasma) (hormonas esterodeas, tiroideas NO) Citoesqueleto: Red compleja de distintos filamentos proteicos que se extienden a travs del citoplasma en clulas eucariontes. Funcin: mantener estructura interna celular, organizacin de componentes intracelulares, movimientos celulares coordinados, forma especfica de la clula. Componentes: microtbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina 1. Filamentos intermedios: estn anclados a los Desmosomas. Su funcin es de resistencia al estrs mecnico, especialmente en clulas como las neuronas, clulas musculares y de los epitelios. Caractersticas: compuestos por protenas fibrosas. Son rgidos y altamente resistentes. Su dimetro es de 10 nm. nicos componentes del Citoesqueleto con ubicacin intracelular (dentro del ncleo)

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formando la lmina nuclear con forma de red por debajo de la envoltura nuclear. Protenas fibrosas: alfa hlice y estructuras globulares en ambos extremos. Dimerizan y luego forman tetrmeros (fuertemente entre extremos aminos y carboxi) que se unen formando octmeros los cuales se siguen enrollando formando un cordn. Clasificacin: a) Citoplasmticos: Epitelios: queratinas Tejido conectivo, clulas musculares y clulas de la neuroglia: vimentinas y protenas relacionadas Clulas nerviosas: protenas de neurofilamentos b) Nucleares: Clulas nucleadas: laminas nucleares.

Epidermolisis bullosa: mutacion gentica o ausencia de filamentos intermedios (existen las protenas pero no forman filamentos) que debilita la unin celular, rompindose los tejidos. En las lminas nucleares, ayudan al soporte de la envoltura nuclear para mantener el nucleo. Adems participan activamente en el ensamblaje y desensamblaje del nucleo. Se fosforilan las laminas y se desarman desensamblando el nucleo tambin. Luego en la telofase las protenas se desfosforilan revistindose el proceso. Presentan dinamismo, al contrario de los filamentos intermedios del citoplasma. 2. Microtubulos: dimetro de hasta 25nm. Formados por tubulina que adopta una conformacin hueca, rigida pero dinmica. Constantemente se polimerizan y despolimerizan. Nacen de un centro organizador y se encargan del transporte intracelular (como vesculas) y organizacin celular. Adoptan distinta orientacin dependiendo de la celula y de la etapa en la que este la clula. Durante la divisin celular forman el huso mittico y en una celula nerviosa se ubican en el centrosoma y desde centros organizadores pequeos, cambiando incluso de orientacin en el axn y las dendritas. En clulas vegetales se ubican a lo largo de la membrana celular (paralelamente). Forman cilios, flagelos y microtubulos. Los centriolos se encuentran rodeados por una superficie de Tubulina gama que actua como sitio de nucleasion, llega la tubulina y se une con otra para formar el microtubulo. Posee un extremo menos asociado a la tubulina gama. extremo ms estable). El crecimiento se realiza por el extremo ms = Dinamismo Tubulina: alfa + beta tubulina. Forman los dmeros de tubulinas formando un cilindro hueco. Cada hilera es denominada protofilamento. Un microtbulos en interfase posee 13 protofilamentos. Los cilios y flagelos son el doble de gruesos que los del citoplasma La tubulina unida GTP tiene alta afinidad por mas tubulinas = polimerizacin. Es unin transitoria. Luego la misma tubulina se hidroliza transformando el GTP a GDP, despolimerizndose. La hidrlisis regula el crecimiento, mientras haya

GTP y la velocidad de unin sea mayor a la velocidad de hidrlisis de GTP el microtubulo se mantendr polimerizacin. El casquete (tubulinas unidas a GTP) mantendra la estabilidad. La cantidad de tubulina tambin regula la polimerizacin. Colchicina y taxol: inhiben la polimerizacin de microtubulos. Impiden divisin celular. Taxol estabiliza microtubulos en forma inespecfica. Efecto de la tempreratura: al enfriar los microbutbulos despolimerizan (baja la masa del microtubulo) Concentracin de dimeros de tubulina: mientras mas tubulina mayor velocidad de polimerizacin. Existe una concentracin critica (minima) para que se puedan formar microtubulos. Estabilizacin selectiva de microtubulos: protenas (formadoras de casquetes o caping) se unen al extremo mas para estabilizarlo (pierde dinamismo) Clulas plasmticas: secretan anticuerpos. Diferenciacin de linfocitos B. cuando recibe la seal de un antgeno cambia transformndose en clula plasmtica. El Citoesqueleto se reorganiza estabilizndose los microtubulos. El RE se expone para liberar anticuerpos. Microtubulos transportan organelos por protenas motoras asociadas a microtubulos del extremo menos al ms (anteroposterior) y del ms al menos (retrogrado). Virus herpe: lesin en el epitelio. Va al soma a infectar la clula, y luego vuelve para seguir infectando. Existen dos protenas motoras: - Kinesinas: del extremo menos al ms. - Dineinas: del extremo ms al menos. Movimiento activo (dependiente de ATP) son capaces de hidrolizar ATP, de donde sacan la energa. Poseen dos cadenas pesadas y dos livianas. Pesadas: forman dominios asociados al microtbulos. Los que caminan Cadenas livianas: dominio de unin a la carga que transportan. Transportan cargas especficas que difieren entre protenas de la misma familia. Adems avanzan a distintas velocidades. Los neurotransmisores pueden llegar al terminal sinptico en vesculas ya formadas o llegar las enzimas al terminal para formarlos. Los neurotransmisores pueden ser degradado o volver y servir como precursores. Las kinesinas mantienen al RE extendido en el citoplasma. El golgi (cercano al centrosoma) est asociado a Dineinas, las que lo mantienen compactado. Cilios y Flagelos: haz estable de microtubulos que se mueven pro accin de la dineina. Conformacin 9 (dmeros) + 2 (centrales). Estn asociados por protenas adaptadoras (puentes) al igual que en los 2 centrales. Esta presente la dineina que tienen sus dominios globulares y el dominio de unin unido al microtbulo. Al avanzar la dineina arrastra un haz de microtbulo (golpe de potencia) pero se fuerza no es mayor que la de las protenas puentes, por lo que el flagelo se dobla. As produce el movimiento, cuando la dineina no puede avanzar ms suelta el microtbulo y se recupera. (Golpe de recuperacin)

3. Filamentos de Actina Filamentos ms delgados de 7nm formados por actina. Estructura terciaria globular que al polimerizar forma actina en forma de hlice. Son flexibles y dinmicos. Funcin: desplazamiento celular, fagocitosis, divisin, contraccin. Forma que va a adoptar la clula. Forman: microvellosidades, haces contrctiles, protrusiones de movimiento y anillo contrctil No requieren un centro organizador. Polimerizacin dependiente de ATP. Al unirse el ATP a la actina se unen ms actinas. Cuando el ATP pasa a ADP pierde afinidad y se despolimeriza. Faloidina: inhibe despolimerizacin (estabiliza) Citocalasina: bloque la polimerizacin induciendo la despolimerizacin Poseen protenas que se unen que no necesariamente son motoras: Timosina y profinina: regulan polimeracion. Secuestran monmeros de actina impidiendo que formen filamentos. La seal que induce la produccin de filamentos de actina hace ue la timosina y profinina suelten los monmeros. Protenas que actan como centros de nucleasin (integrinas): dirigen la polimerizacin de la actina en puntos de la membrana. Se une por el extremo mas y se van uniendo los monmeros, empujando el filamento. Gelsolina: fragmenta filamentos de actina. Protenas puente (cross-linking): puntos de anclaje. Protenas capping: estabilizan extremo ms Tropomiosina: estabiliza filamento a lo largo de toda la hlice Protenas motoras: haces contrctiles Protenas organizadoras: mantienen ordenados los filamentos, por ejemplo en paralelo. Protrusiones: polo de avance. Cambios en la formacin en puntos especifico (centros de nucleasin) que se disponen de forma paralela. Los lamenopodios se anclan al sustrato a travs de protenas. Los filamentos de actina permiten que el resto de la clula avance por un movimiento de retraccin...