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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA
Facultad de Ciencias Químico-Biológicas
Licenciatura en Biotecnología Genómica
Vías de Señalización
Transducción
de señales
Dra
...
• Realizan esto respondiendo a una variedad de señales
físicas (e
...
tacto y luz) y químicas (e
...
hormonas)
...
• El estudio de la señalización celular ha ayudado a los
científicos a contestar preguntas importantes en
biología y medicina, desde el desarrollo de un
embrión hasta el cáncer
...
Transducción Conversión de la
señal a una forma que puede
conducir a una respuesta celular
específica
...
Receptores y Ligandos
• Las células diana de una
señal química específica
tienen proteínas receptoras
tanto en la superficie celular o
en el citoplasma
...
• La unión del ligando cambia
la proteína receptora para
permitir la interacción con
otra molécula celular
...
En ausencia de la molécula señal las tres proteínas están inactivas
...
La unión de la molécula señal (ligando) al receptor de proteína G
cambia la forma del receptor, activando la proteína G que se une
al GTP, liberando GDP
...
Una subunidad de la proteína G activa se mueve a lo largo de la
membrana para unirse y activar la enzima, la cual produce el
producto necesario para el siguiente paso en la señalización
...
g
...
• La bacteria que causa cólera, tos ferina y botulismo enferma a
sus víctimas produciendo toxinas que interfieren con la función
de la proteína G
...
• La unión de la molécula señal
(e
...
insulina) causa que los
receptores se agreguen
...
• El receptor fosforilado
transfiere fosfato a proteínas
específicas para iniciar la ruta
de transducción de señales
...
Receptores de Canal de Iones
• Los canales de iones son poros
de proteínas en la membrana
plasmática que se pueden abrir
o cerrar en respuesta a una
señal
...
• Los poros son específicos para
ciertos iones (e
...
Na+ o Ca2+)
...
Estas tres etapas en las rutas de transducción de
señales que son comunes para todos los organismos
Recepción
Interacción de la
señal
con
un
receptor,
usualmente en la superficie
celular de la célula diana
...
Con
frecuencia involucra cambios
en la conformación que
conducen a una cascada o
secuencia de eventos
...
Los transductores relevan las señales del
receptor a respuestas celulares
Características generales de rutas de
transducción de señales
• La molécula señal original no se pasa físicamente a
lo largo de la ruta de señalización
...
• En cada paso, la señal es “transducida” en una
forma diferente; comúnmente como un cambio
conformacional en la proteína llevado a cabo por
fosforilación, un mecanismo muy generalizado para
regular la actividad de la proteína
...
Dos de las principales rutas de transducción de señales encontradas
en células involucran calcio citosólico y proteínas cinasas
Cascada de Fosforilación
• Las proteínas cinasas
transfieren grupos fosfato
del ATP a una proteína
...
• Las fosfatasas catalizan la
remoción de grupos fosfato
para regresar la enzima a la
forma original
...
¿Porqué tales cascadas de fosforilación tan elaboradas?
1
...
2
...
Muchas señales son
«transducidas» por
cascadas de proteínas
cinasas que regulan la
expresión génica
Segundos Mensajeros
• Las rutas de señalización tambien involucran moléculas
pequeñas no proteicas solubles en agua o iones llamados
segundos mensajeros
...
• Los segundos mensajeros amplifican la señal
...
• El ATP se convierte en cAMP
por la adenilato ciclasa
...
• En la ausencia de señal, el
cAMP se convierte a AMP por
la fosfodiesterase
...
• La concentración citosólica de
Ca2+ se regula cuidadosamente
a 10 nM por bombas en varias
membranas
...
g
...
• La señalización que conduce a
la liberación de Ca2+ involucra
otros segundos mensajeros,
diacilglicerol (DAG) e inositol
trifosfato (IP3)
...
Transducción Conversión de la
señal a una forma que
conduce a una respuesta
celular
específica
...
Respuesta La cascada de
transducción induce un cambio
en la actividad celular, entre
ellos la activación de una
enzima,
el
rearreglo
del
citoesqueleto, o la transcripción
de genes específicos
...
• En el citoplasma, la señalización podría
conducir a la apertura o cierre de canales de
iones o cambios en actividades enzimáticas
...
• La naturaleza de la respuesta a una señal
particular varía dependiendo del tipo de célula
...
• Cada célula nerviosa en la
nariz expresa uno de estos
genes receptores
...
Activación de genes por factores de crecimiento
• Los factores de crecimiento
estimulan ciertas células
para que se dividan
...
• La última cinasa en la
cascada entra al núcleo y
activa un factor de
transcripción
...
Ruta de Señalización MAPK
Receptor tirosina quinasa
Receptor
acoplado a
proteína G
Existen al menos tres módulos de señalización por proteínas cinasas activadas por mitógenos (MAPK), las
cuales participan en la transducción de señales hacia el núcleo para encender los genes responsables en
células de mamíferos, incluyendo ERK, JNK, y p38
...
Regulación de la Transcripción
por Hormonas Esteroideas
La mayoría de los receptores
esteroideos actúan como factores de
trancripción
...
(2) Una vez en el citosol, la hormona
se une a su receptor citosólico, (3)
causando la liberación de una proteína
inhibitoria del receptor
...
(5) En el núcleo, el complejo receptorhormona se une a las regiones
regulatorias (enhancers) de genes
regulados por esteroides
...