receptores y segundos mensajeros

Receptores transmembrana

Los receptores transmembrana son proteínas que se extienden por todo el espesor de la membrana plasmática de la célula, con un extremo del receptor fuera de la célula (dominio extracelular) y otro extremo del receptor dentro (dominio intracelular). Cuando el dominio extracelular reconoce a una hormona, la totalidad del receptor sufre un cambio en su conformación estructural que afecta al dominio intracelular, confiriéndole una nueva acción. En este caso, la hormona (u otro ligando) no atraviesa la membrana plasmática para penetrar en la célula. Aunque un receptor sencillo puede transducir alguna señal tras la unión del ligando, lo más frecuente es que la unión del ligando provoque la asociación de varias moléculas receptoras. Los principales tipos de receptores transmembrana son los siguientes:¹

[editar]Receptores con actividad tirosina quinasa intrínseca

Dentro de este grupo están los receptores de la mayor parte de los factores de crecimiento, como EGF, TGF-alfa, HGF, PDGF, VEGF, FGF, y el receptor de la insulina. Los receptores de esta familia tienen un dominio extracelular de unión al ligando, un dominio transmembrana, y un dominio intracelular con actividad tirosina quinasa intrínseca. Cuando se une el ligando, el receptor se dimeriza, lo que induce la autofosforilación de las tirosinas del dominio intracelular y activa la tirosina quinasa, que fosforila (y por tanto activa) muchas moléculas efectoras en cascada, de forma directa o mediante proteínas adaptadoras. Estos receptores pueden activar cascadas de señalización diferentes, como por ejemplo:

• la cascada de las MAP quinasas (por mitogen-activated protein), con activación de la proteína de unión a GTP denominada Ras, y síntesis y activación de factores de transcripcióncomo FOS y JUN, que estimulan la producción de nuevos factores de crecimiento, de receptores para dichos factores y de proteínas que controlan la entrada de la célula en el ciclo celular
• la cascada de la PI3K (fosfoinositol 3-quinasa), que activa la quinasa Akt, implicada en proliferación celular y supervivencia celular por inhibición de apoptosis

En muchos tipos de cáncer se han detectado alteraciones en la actividad tirosina quinasa del receptor y mutaciones, por lo que estas moléculas son dianas terapéuticas muy importantes.

[editar]Receptores que carecen de actividad intrínseca y reclutan quinasas

En este grupo se incluyen los receptores de muchas citoquinas, como IL-2, IL-3, interferón α, β y γ, eritropoyetina (EPO), hormona del crecimiento y prolactina. La transmisión de la señal de estos receptores provoca la activación de miembros de la familia de quinasas denominadas JAK (Janus quinasas). Estas quinasas activan factores de transcripción citoplásmicos llamados STATs (por signal transducers and activation of transcription), que se translocan al núcleo y activan la transcripción de genes específicos. En otros casos, estos receptores activan la cascada de las MAP-quinasas.

[editar]Receptores asociados a proteínas G

En este caso, la transducción de la señal se realiza a través de proteínas triméricas de unión a GTP (proteínas G), que constan de 7 hélices transmembrana y constituyen la mayor familia de proteínas receptoras (1% del genoma humano). Hay un gran número de ligandos que utilizan estos receptores, como las quimiokinas, vasopresina, serotonina, histamina,adrenalina, noradrenalina, calcitonina, glucagón y hormona paratiroidea, entre otros. Muchas drogas farmacéuticas comunes tienen como diana estos receptores. La unión del ligando provoca cambio de conformación y activación del receptor, que puede interaccionar con otras muchas proteínas G. La forma inactiva une GDP, mientras que la forma activa une GTP. En algunos casos, esta vía de señalización incluye AMPc como segundo mensajero.

Segundos Mensajeros

Los efectos de la unión de muchas de estas hormonas están mediadas en el interior celular por la regulación en la concentración de otras moléculas de bajo peso molecular denominadas segundos mensajeros. Estas moléculas incluyen al AMPc, GMPc, diacilglicerol (DAG), 1,4,5-inositol trifosfato (IP3), varios fosfolípidos de inositol y el calcio (Ca⁺²).

La concentración de estas moléculas incide en la regulación del metabolismo celular, actividad enzimática o no enzimática de proteínas, y transcripción de genes específicos implicados en la proliferación, diferenciación y supervivencia celular, además de proporcionar a la molécula señalizadora una forma de transducción y amplificación de esta señal en el interior celular. En este aspecto de la señalización profundizaremos en adelante.

bibliografia: http://es.wikipedia.org/wiki/Receptor_celular

Proteina G - Presentation Transcript

1. Proteína G Nombre: Emmanuelle Carvajal. Curso: 4ª medio. Fecha:15/06/2009. Profesor: David Vásquez. Asignatura: Biología Elec.
2. Introducción Las proteínas G Forman una familia de proteínas , estas proteínas se caracterizan por estar activa o inactiva , cuando esta inactiva tiene GDP, y cuando se activa cambia el GDP por el GTP , y se activa, al activarse se divide en 2 α , βy la subunidad α activa a la enzima adenilatociclasa . Y tiene una participación importante en la transducción (es la transformación de señales o energía en una de otra naturaleza por Ej. de señal química a señal eléctrica) de señales.
3. Estructura de la proteína G
   • Que las proteínas G tienen una estructura de trímeros α , βγ , que pueden adoptar conformación abierta o cerrada. Estas proteínas pueden ser consideradas como nanomaquinas moleculares. La proteína G heterotrimetrica consta de una subunidad α de 45-47 kD (kilo Dalton), y una subunidad , una subunidad β de 35 kD y una subunidad γ de7-9 kD.
4. Funciones
   • Las proteínas G es importantes que se activan para su funcionamiento , la actividad de la GTP-asa es necesaria para su regulación.
   • hay dos tipos de regulaciones :
   • 1° GEF
   • 2° GAP
5. • 1° GEF (Factor de intercambiador de nucleótido de guanina).Se trata de un factor Proteico que facilita en intercambio de GDP por GTP , activando así las proteína G.
• 2° GAP (proteína aceleradora de la GTP-asa, que favorece la ruptura del enlace fosfodiéster de GTP a GDP, desactivando así las proteínas G

ACTIVACION DE LAS PROTEINAS G. EFECTO CASCADA.

La proteína G esta formada por tres subunidades proteicas llamadas a b g . En su forma inactiva las tres subunidades se encuentran unidas. La subunidad alfa es la que tiene el GDP. Cuando el receptor beta adrenérgico activa la proteína G, la subunidad alfa libera el GDP, pega GTP y luego se separa de las subunidades b , g .

Cuando esto ocurre la subunidad alfa pierde su afinidad por el receptor, se disocia de el, y se mueve hacia otra proteína cercana, la enzima adenilato ciclasa, que hasta el momento estaba inactiva y que ahora es activada y comienza su trabajo: convertir el ATP en 3'5' AMP cíclico. Esta reacciónimplica liberar los fosfatos gamma y beta del ATP ligar el fosfato restante (que esta esterificando a la ribosa en la posición 5') al hidroxilo 3' formando una estructura cíclica conocida como "AMP cíclico" o simplemente AMPc.

Luego de varios segundos de la unión con la adenil-ciclasa, la subunidad alfa de la proteína G hidroliza el GTP, abandona la adenilato ciclasa inactivandose (apagado) y retorna a su unión con las subunidades beta y gamma (lugar de donde había "desertado" al comienzo del "juego"). La adenil ciclasa se torna inactiva y deja de producir AMPc. Todo este ciclo origina un breve "pulso" de señales que producen, en este caso, unos cientos de moléculas de AMPc. El AMPc actúa como un segundo mensajero que difunde por el citoplasma (el primer mensajero es él ligando en la superficiecelular, estos ligandos son en general productos conocidos como hormonas: por ejemplo la epinefrina) llevando su acción al mismo

bibliografia:http://www.slideshare.net/emanuelrst/proteina-g-1656941

http://www.monografias.com/trabajos11/protegr/protegr.shtml

Señales intercelulares

La comunicación intercelular está unida a señales extracelulares y esto ocurre en organismos complejos que están formados por muchas células. En el campo de laendocrinología que estudia la señalización intercelular en animales, la señalización intercelular está subdividida en los siguientes tipos:

• Señales endocrinas: Las hormonas son producidas por células del sistema endocrino y circulan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar todos los lugares del cuerpo. Es de respuesta lenta, inespecífica, larga duración y actúa a distancia.
• Señales paracrinas: Sólo actúan sobre células diana que se encuentran en la vecindad de las células emisoras, como por ejemplo los neurotransmisores. respuesta local
• Señales autocrinas: Afectan sólo a las células que son del mismo tipo celular como las células emisoras. Un ejemplo de señales autocrinas se encuentra en las células delsistema inmune.
• Señales yuxtacrinas: Son transmitidas a lo largo de la membrana celular a través de proteínas o lípidos que integran la membrana celular y son capaces de afectar tanto a la célula emisora como a las células inmediatamente adyacentes.

señalizacion autocrina

bibliografia:http://es.wikipedia.org/wiki/Transducci%C3%B3n_de_se%C3%B1al

entrada #9

mecanismos de transporte en la membrana

difusion simple

Como se mencionó anteriormente, la difusión pasiva es un fenómeno espontáneo puesto que suceden incrementando la entropía del sistema, y disminuyendo la energía libre.⁵ No requiere de la intervención de proteínas de membrana, pero sí de las características de la sustancia a transportar y de la naturaleza de la bicapa. Para el caso de una membrana fosfolipídica pura, la velocidad de difusión de una sustancia depende de su:

• gradiente de concentración,
• hidrofobicidad,
• tamaño,
• carga, si la molécula posee carga neta.

difusion facilitada
Bajo el mismo principio termodinámico que en el caso de la difusión simple, es decir, que el soluto a transportar lo hace a favor de gradiente, la difusión facilitada opera de modo similar, pero está facilitada por la existencia de proteínas canal, que son las que facilitan el transporte de, en este caso, agua o algunos iones y moléculas hidrófilas. Estas proteínas integrales de membrana conforman estructuras en forma de poro inmersas en la bicapa, que dejan un canal interno hidrofílico que permite el paso de moléculas altamente lipófobas como las mencionadas anteriormente. La apertura de este canal interno puede ser constitutiva, es decir, continua y desregulada, en los canales no regulados, o bien puede requerir una señal que medie su apertura o cierre: es el caso de los canales regulados.¹




transporte activo
En él se efectúa un transporte en contra del gradiente de concentración o electroquímico y, para ello, las proteínas transportadoras implicadas consumen energía metabólica (comúnmente adenosín trifosfato). La hidrólisis del compuesto que actúa como moneda energética puede ser muy evidente, como en el caso de los transportadores que son ATPasas, o puede tener un origen indirecto: por ejemplo, los cotransportadores emplean gradientes de determinados solutos para impulsar el transporte de un determinado compuesto en contra de su gradiente, a costa de la disipación del primer gradiente mencionado. Pudiera parecer que en este caso no interviene un gasto energético, pero no es así puesto que el establecimiento del gradiente de la sustancia transportada colateralmente al compuesto objetivo ha requerido de la hidrólisis de ATP en su generación mediante unos determinados tipos de proteínas denominadosbombas.² Por ello, se define transporte activo primario como aquél que hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto en cuestión, y transporte activo secundario como aquél que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico.






bombas

Una bomba es una proteína que hidroliza ATP para transportar a través de una membrana un determinado soluto a fin de generar un gradiente electroquímico que confiera unas características de potencial a ésta. Dicho gradiente posee un interés por sí mismo para la definición del estado de la célula, como es el potencial de Nernst, pero interviene activamente en el transporte de sustancias a través de la membrana, que es el tema aquí tratado, puesto que aporta un aumento de entropía al sistema en caso de cotransporte de sustancias que se encuentran en trasiego en contra de su gradiente.

Una de las bombas de mayor relevancia en células animales es la bomba sodio-potasio, que opera mediante el mecanismo siguiente:⁷

1. unión de tres Na⁺ a sus sitios activos.
2. fosforilación de la cara citoplasmática de la bomba que induce a un cambio de conformación en la proteína. Esta fosforilación se produce por la transferencia del grupo terminal del ATP a un residuo de ácido aspártico de la proteína.
3. el cambio de conformación hace que el Na⁺ sea liberado al exterior.
4. una vez liberado el Na⁺, se unen dos moléculas de K⁺ a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de la proteína.
5. la proteína se desfosforila produciéndose un cambio conformacional de esta, lo que produce una transferencia de los iones de K⁺ alcitosol.

Las proteínas integrales de membrana (PIM) tienen diferentes modos de anclarse a la membrana plasmática : a través de uno o varios segmentos -helicoidales hidrofóbicos con distinta orientación topológica [amino N- Carboxilo terminal] (a,b,c). Existen también PIM que se anclas por medio de láminas  (e.g. porinas, proteínas con estructura en forma de barril construido de 8 a 22 láminas  que forman un poro, presentes en la membrana exterior de las bacterias Gram negativas y en la membrana exterior de las mitocondrias). Por otra parte, existen proteínas que se encuentran ancladas exclusivamente a una de las hojas de la bicapa (monocapa) por un larga cadena lipídica hidrofóbica de diferente composición de ácido graso (e.g. ácido mirístico, ácido palmítico) o de grupos prenilo (d) . Otras proteínas se anclan exclusivamente a la monocapa exterior de la memebrana plasmática través de un anclaje de glicosilfosfatidilinositol (un glicolípido abreviadamente GPI), llamadas por ello proteínas GPI (e) .




bibliografia: http://portales.educared.net/wikiEducared/index.php?title=La_membrana_plasm%C3%A1tica
http://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_de_membrana

entrada #8

membrana plasmatica

La membrana plasmática o celular es una estructura laminar formada por lípidos (con cabeza hidrofilica y cola hidrofobica) y proteínas que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas. Además, se asemeja a las membranas que delimitan losorgánulos de células eucariotas.

Está compuesta por una lámina que sirve de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina yfosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).

La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, ionesy metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente).

Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando están en el interior ocurren respectivamente los procesos de endocitosis y exocitosis.

Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm y no es visible al microscopio óptico pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar dos capas oscuras laterales y una central más clara. En las células procariotas y en las eucariotasosmótrofas como plantas y hongos, se sitúa bajo otra capa, denominada pared celular.

Modelo de Bicapa sencilla.- de su observaciones Gorte y Grenel, concluyeron que los lípidos de la membrana están dispuestos en una bicapa, compuesta de dos capas monomoleculares de moléculas, orientadas de manera que ambas se oponen la una a la otra, con los terminales de hidrocarburo hidrofobica de la moléculas orientadas, mirando hacia el interior o cada una hacia la otra, y los grupos polares mirando hacia fuera, o hacia las fases acuosas adyacentes a las superficies de la doble capa. Fig. 1. esta disposición es la esencia del modelo de hoja bimolecular p bicapa lipidica, de la estructura de la membrana, pero estudios posteriores mostraron que el contenido de los lípidos no era único sino también existíanproteínas.

En la membrana plasmática, los lípidos se disponen formando una bicapa. Las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen dos tipos de proteínas según su disposición en la bicapa:

• Proteínas integrales (o intrínsecas). Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de ella requiere la ruptura de la bicapa.
• Glucoproteínas. Se encuentran atravesando toda la capa de la membrana celular, su nombre es debido a que contiene glúcidos.
• Proteínas periféricas (o extrínsecas). A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa mediante soluciones salinas, sin provocar su ruptura. Aparecen en la membrana interna y carecen de proteínas transmembranas.

Este modelo fue desarrollado para demostrar la asimetría entre ambas capas, lo que explicaría porque no entran los mismos nutrientes que los que salen.

La célula es una entidad altamente compleja y organizada con numerosas unidades y orgánulos funcionales. Muchas de estas unidades están separadas unas de otras por membranas que están especializadas para permitir que el orgánulo cumpla su función. Además, las membranas cumplen las siguientes funciones:

• Protegen la célula o el orgánulo
• Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo
• Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal
• Permiten el reconocimiento celular
• Suministran unos puntos de anclaje para filamentos citoesqueléticos o componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener una forma
• Permiten la compartimentación de dominios subcelulares donde pueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable
• Regulan la fusión con otras membranas
• Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertas junciones
• Permite la motilidad de algunas células u orgánulos

bibliografia: http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma01/sec01/c1_001.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_mosaico_fluido
http://www.monografias.com/trabajos42/membranas-celulares/membranas-celulares2.shtml

entrada #7

mitocondrias

Las mitocondrias son pequeños cuerpos ubicados en el citoplasma(la materia que ocupa el espacio entre las paredes internas de lacélula y el exterior del núcleo) de lacélula que suelen presentar diferentes formas: filamentos, bastoncitos o esféricas y su tamaño suele variar entre 0.2 y 5 micras. Una característica resaltante de las mitocondrias es que contienen su propio ADN.

Las mitocondrias no permanecen estáticas en la célula, al contrario, se mueven, cambian de tamaño y forma, se fusionan con otrasmitocondrias o se dividen en otras más pequeñas. Su número suele ser variable, pudiendo ser sólo unas pocas o pasar del millar por célula.

funcion
Del apartado anterior se deduce que la principal función de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-oxidación de ácidos grasos) y la obtención de ATPmediante la fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones; el ATP producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto del ATP sintetizado por la célula. También sirve de almacén de sustancias como iones, agua y algunas partículas como restos de virus y proteínas.


estructura


     La mitocondria, que tiene una longitud comprendida entre 0,5 y 1 micrómetro, está envuelta en una membrana doble. La membrana exterior lisa está separada de la interior por una película líquida. La membrana interior, replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodea una matriz líquida que contiene gran cantidad de enzimas o catalizadores biológicos. Dentro de esta matriz líquida hay ácido desoxirribonucleico mitocondrial (mDNA), que contiene información sobre síntesis directa de proteínas.
        Se evidencian por medio de técnicas histológicas especiales e incluso se los puede aislar mediante ultracentrifugación; están presentes y repartidas de modo uniforme en todas las células, tanto vegetales como animales. En la célula se hallan en continuo movimiento.


ciclo de krebs



El ciclo de Krebs, que tiene lugar dentro de las mitocondrias, completa la ruptura de la glucosa al descomponer un derivado del ácido pirúvico hasta dióxido de carbono. Como lo sugieren los símbolos más pequeños para el ATP en el diagrama, la célula produce una pequeña cantidad de ATP (por medio de fosforilación a nivel de sustrato) durante la glucólisis y el ciclo de Krebs. http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Krebs 


En nuestro campo del ejercicio, cuando se activa la glucólisis anaeróbica y la intensidad lo permite (requerimiento energético) el piruvato producido por la vía anaeróbica es sintetizado en energía con la ayuda del oxigeno en el ciclo de Krebs. 

Durante el ejercicio aeróbico se produce ácido láctico pero este es inhibido por el oxigeno al desviar la mayoría de su precursor (el ácido pirúvico) al ciclo de Krebs (en su forma de acetil-CoA). (Lic. María Fernanda Insua) 

Cuando los requerimientos energéticos no lo permiten el ciclo de Krebs que tiene una capacidad limitada no puede resintetizar el exceso de ácido láctico producido por la glucólisis anaeróbica y este empieza a acumularse en el organismo, apareciendo la fatiga muscular. 

Por lo que el ciclo de krebs cumple con la funcion de posibilitar la continuidad del metabolismo del piruvato producido desde la glucosa, así como de productos intermediarios de lipidos y proteinas, mediante la fomracion del conocido acetil-CoA. El ciclo de krebs es una escalera de subprocesos químicos de 8 reacciones en total. Es un proceso cíclico. Cada subproceso necesita de una enzima (sustancias de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas) diferente


bibliografia: http://apuntes.infonotas.com/pages/biologia/la-celula/la-mitocondria.php
http://es.wikipedia.org/wiki/Mitocondria
http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/mitocondria.html
http://www.todonatacion.com/ciclo-de-krebs/