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Mecanismos de conexión intercelular y Muerte celular (Tipos de…
Mecanismos de conexión intercelular y Muerte celular
Tipos de comunicación celular
Paracrina
Señalización de tipo local
Corta distancia
Molécula señal
Reconocida por célula Diana
Distinta estirpe que la célula que emite la señal
Autocrina
Señalización de tipo local
Corta distancia
Molécula señal
Reconocida por una célula Diana
Misma estirpe que la de la célula señalizadora
Ella misma puede ser la célula Diana
Endocrina
Señalización hormonal
Las señales son hormonas
Células secretoras
Se conocen con el nombre de células endocrinas
Especializadas en señalización hormonal
Perteneciente a órganos endócrinos
Hormonas
Viajan por torrente circulatorio
Llegan a la célula Diana
Suele estar en lugares alejados de la célula secretora
Célula emisora de la señal
Secreción
Molécula
Reconocida por receptores
Célula Diana
Recibe la señal
Generalidades de la señalización celular
Transducción de señales
La transmisión de señales desde el receptor de membrana hasta el núcleo es como una cascada
Cascada de señalización intracelular
Se activan determinadas moléculas que activarán otros factores
Se aplica a la señalización dependiente de receptores de membrana
Se recibe una señal extracelular
Factores intracelulares se activan y se extienden secuencialmente
Finaliza y se inactiva
Inactivación
Modos:
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Si no se realiza
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Se pueden causar respuestas distintas por parte de la célula
Afinidad Ligando-receptor
Las células responden mediante receptores específicos
Los receptores pueden estar localizados:
Receptor de membrana
En membrana plasmática
Reconocen moléculas hidrófilas (no pueden atravesar la membrana por difusión)
Receptor citoplasmático
En el citoplasma celular
Reconocen moléculas hidrófobas (pueden atravesar la membrana y unirse a receptores
Señales Intracelulares
Molécula seña se une a receptor
Inicia señalización intracelular
Trasmite señal al núcleo
Activa transcripción de determinados genes
genes de respuesta
Se dan a lugar las proteínas de respuesta
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Segundos mensajeros
Molécula intracelular que lleva el mensaje a un efector intracelular
Ejemplos
Óxido nitrico
AMPc
DAG
GMPc
IP3
Características
Moléculas pequeñas
Poco complejas
Bajo peso molecular
El efecto de varias señales esta mediado por segundos mensajeros
Receptores asociados a proteínas G triméricas
Familia de receptores de membrana
Responsables de la transmisión al interior celular de señales de tipo:
Hormonal
Neurotransmisores
Mediadores locales
Las proteínas G
Reciben su nombre porque se unen a nucleótidos de guanina
Son proteínas ancladas a la membrana plasmática por el lado intracelular
Sirven de mediadores entre el receptor y una enzima de membrana o canal iónico
Los cuales transmiten la señal al interior de la célula
Acomplan las señales externas a las internas
En este tipo de señalización intervienen:
El receptor de membrana que se une al ligando
Proteínas cuya estructura de aminoácidos atraviesa la membrana siete veces.
Tienen un dominio extracelular que se une al ligando
Tienen
Dominio extracelular
Que se une al ligando
Dominio intracelular
Encargado de interactuar con la proteína G
La proteína G, que actúa como proteína acopladora
Hay distintos tipos de proteínas G para distintos receptores
Estructura de las proteínas
Formadas por un trímero proteico
Anclado a la membrana por el lado citosólico
Sus sobunidades son:
Alfa
Está unida a GDP en estado inactivo
Beta
Gama
Otra proteína de membrana encargada de recoger la señal transmitida por la proteína y enviarla al interior celular
Proceso de señalización
El ligando se une al receptor por el lado extracelular
Se hace un cambio confomacional del receptor
Modifica la estructura proteica del dominio citoplasmático del receptor
La proteína G se une al receptor s través de la subunidad alfa
La subunidad alfa pierde su afinidad por el GDP
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Fosfolipasa C y procesos celulares regulador por IP3 y DAG
Proteina G
Complejo α-GTP
Activa la enzima Fosfolipasa C
Fragmenta el fosfolipido PIP2 de la membrana
Inositol trifosfato (IP3)
Queda libre en el citoplasma
Se une a un receptor del REL
El canal se abre permitiendo la salida de CA+2
El CA+2 actúa como segundo mensajero
Diacilglicerol (DAG)
Queda unido a la membrana
Libera ácido arquidónico
Para dar lugar a eicosanoides
Activa la PKC
Produce varias respuestas
Estimula el crecimiento célular
Responsable de cambios en el citoesqueleto
regula apertura de canales iónicos
Secreción de determinadas proteínas
Ca2+ y óxido nítrico como segundos mensajeros intracelulares
Receptores con actividad de tirosina-cinasas (RTKs)
Estructura molecular, ligandos y mecanismo de activación de los RTKs
Estructura molecular
Dominio transmembrana
Dominio intracelular con actividad catalítica
Dominio extracelular NH2-terminal
Se une al ligando
Se autofosforilan en residuos tirosina
Ligandos
Insulina
EGF
IGF-1
NGF
VEGF
Mecanismo de activación
Receptores inactivos se mantienen como monómeros
Unión con el ligando
Dimerización del receptor
Autofosforilación cruzada
Fosforilación de residuos de tirosina
Reclutamiento de proteínas adaptadoras
Dominios SH2
Activación de cascada de señalización intracelular
Receptores de insulina e IGF-1
Unión mediante puentes disulfuro
Dos subunidades β
Atraviesan membrana plasmática
Se introducen en citoplasma
Actividad quinasa
Forma dimérica
Dos subunidades α
Extracelulares
Unión a insulina
Autofosforilación de cadenas β
Funciones celulares controladas por RTKs: metabolismo, expresión genética, proliferación y diferenciación celular, crecimiento y supervivencia
Captación de glucosa en sangre al interior celular en músculo esquelético y tejido adiposo
Elevación de calcio intracelular
Proliferación celular
Diferenciación celular
Movimiento celular
Mecanismos moleculares de la apoptosis
Vía intrínseca
Se activa mediante estrés celular y ausencia de factores de crecimiento en el medio
Proteína esencial en la respuesta al daño en el ADN
p53
inducir parada al ciclo celular, si el daño es reparable
Inducir apoptosis, si el daño es irreparable
Participa en la eliminación de células anómalas y potencialmente peligrosas
Proceso
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Vía extrínseca
Se activa por la actuación de moléculas externas
Mediada por:
Receptores de muerte
Receptores de membrana
Inician señalización intracelular cuando unidos con sus ligandos específicos
Miembro de la superfamilia de receptores
Factor de necrosis tumoral (TNFR)
Tipos
TNFR-1
Fas/CD95
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DR- 4
DR- 5
Estructura trimérica
Subdominios extracelulares
ricos en cisteínas
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Proceso
Dominio citoplasmático del receptor
Posee una secuencia denominada dominio de muerte (DD)
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Reclutamiento del DD por el receptor activo formando el complejo de señalización inductor de muerte (DISC)
Reclutamiento de la procaspasa 8 al complejo DISC
Proteólosis- forma activa de caspasa 8
Activación de caspasas efectoras que llevará al final a la muerte celular
Caspasa 3
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Caspasas
Familia de cisteína- proteasas
Miembros
12 caspasas en humano
Se sintetizan cimógenos inactivos (procaspasas) que consta de tres dominios:
Predominio
Localizado en el extremo N- terminal, tiene que ser eliminado para que se active la proteasa
Permiten la interacción con otras proteínas
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Dominio de la subunidad mayor de la caspasa
Pesos moleculares muy variables (17- 43 kDa)
Grupos de caspasas
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Dominio de la subunidad menor
Extremo C- terminal
Peso molecular entre 10 y 14 kDa
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Funciones
Desintegran
citoesqueleto
lámina nuclear
aparato de Golgi
inhibidores de ADNasas
Eliminan
contactos célula- célula
Inhiben
replicación del ADN
señales de supervivencia celular
Activan
endonucleasas
degradan ADN
Mecanismos de regulación
Regulación transcripcional
aumento de la transcripción de la procaspasa 3 en células humanas leucémicas tratadas con etóposido
Regulación dependiente de energía (ATP)
Formación de la apostoma
No ATP = muerte por necrosis
Modificaciones postraduccionales
Fosforilación por medio de proteínas quinasas
Regulación por inhibición
Inhibición de su actividad Proteolítica
Proteínas inhibidoras de apoptosis (IAP)
Muerte celular
Necrosis y apoptosis
Necrosis
Muerte rápida, violenta y accidental
Respuesta a alteración severa de condiciones ambientales o traumas físicos
Modo agudo
Células se edematizan y lisan
Liberación del líquido citoplasmático hacia medio extracelular
Muerte del tejido
Inflamación
Apoptosis
Muerte celular programada
Células que ya no son necesarias
Desarrolladas de manera inapropiada
Daño genético irreparable
Formación de blebs
Abultamientos en membrana plasmática
Condensación de cromatina en parches electrodensos
Cuerpos apoptóticos
Fragmentación nuclear
Alteraciones bioquímicas
Cambio en localización de fosfatidilserina
De cara interna a cara externa de la membrana
Reducción del volumen citoplasmático
Condensación y fragmentación de ADN
Rotura de estructuras celulares mediante caspasas
Papel de la apoptosis en las distintas etapas de la vida del individuo
Desarrollo embrionario
Remodelación de tejidos
Regulación de respuesta inmunitaria
Regresión de tumores
Diferencias entre mitosis y meiosis
MITOSIS
Proceso corto que ocurre en todas las células somáticas (animales, vegetales e individuos que se reproducen asexualmente)
Es la reproducción celular
De una célula salen dos más, pero con la misma cantidad de información genética, y la misma cantidad de cromosomas
Hay 4 fases distintas
profase
el material genético comienza a condensarse y a formar hebras largas y delgadas. Se forma el huso mitótico.
metafase
desaparición de la envoltura nuclear o carioteca y localización de los cromosomas en el ecuador celular.
anafase
los cromosomas migran a los polos de la célula.
telofase
en cada polo de la célula comienza a reorganizarse la envoltura nuclear rodeando los cromosomas que ya se están descompactando.
Tiene una duplicación genética
Resultado: Dos células hijas con la misma cantidad de material genético.
Entrecruzamiento y recombinación cromosómica ausente
También se le conoce como cariocinesis.
MEIOSIS
Proceso más largo que ocurre en las células sexuales o gónadas
Es la división celular
Produce 4 células hijas, por lo que tiene la mitad del material genético y la mitad de los cromosomas de la madre
Ocurren dos divisiones nucleares y cada una por separado tiene diferentes fases
1era división meiótica:
Profase I
los cromosomas homólogos se aparean e intercambian material genético por entrecruzamiento.
metafase I
Los cromosomas se localizan en el ecuador de la célula de forma aleatoria.
anafase I
Los cromosomas homólogos se separan y se dirigen a los polos de la célula.
telofase I
Los cromosomas que ya se encuentran en los polos empiezan a desorganizarse y a ser rodeados por la envoltura nuclear.
2da división meiótica:
Profase II
La cromatina se vuelve a condensar y la envoltura nuclear desaparece.
Metafase II
Los cromosomas formados por dos cromátidas se ubican en el ecuador de la célula.
Anafase II
las cromátidas hermanas se separan y son llevadas a los polos de la célula.
Telofase II
Los cromosomas ahora con una sola cromátida se encuentran en los polos y se empieza a reorganizar la envoltura nuclear alrededor de ellos.
Ocurre un entrecruzamiento, mientras que en la mitosis no
Proceso en el cual 2 cromosomas homólogos intercambian sus genes
Ocurre en la primera división meiótica
El resultado es una combinación nueva de material genético en la célula sexual, o gameto
Tiene una duplicación genética
Ocurre un entrecruzamiento y recombinación cromosómica
Presente en la profase I y metafase I.
Resultado: Cuatro células con la mitad del material genético
Mecanismo molecular del control celular
Quinasas dependientes de ciclinas Cdk
De esta familia de proteínas dependa la proliferación celular
El principal mecanismo por el que desencadenan la progresión por las distintas fases del ciclo celular es la fosforilación de factores intracelulares
Estos factores intervienen de forma indirecta o indirecta, en las rutas responsables del crecimiento celular, la replicación de ADN y la división celular
Se prenden y se apagan como un interruptor
Son reguladas por ciclinas
Ciclinas
Familia heterogenea
Actúan como reguladores alostericos de las Cdk
Inducen un cambio conformacional
Resulta en la exposición del centro catalitico de la quinasa
Caja de la ciclina
Responsable de la unión y activación de las Cdk
Su concentración celular varía de forma ciclica
Puntos de control del ciclo celular
Punto G1
Transición
Fase final del periodo G1 a la fase S
Duplicación
Evaluación
Estado del ADN
Tamaño celular
Condiciones del medio ambiente
Gasto energético importante
Replicación del ADN
Espiralización en cromosomas
Mitosis
Inicio del ciclo celular
Punto de restricción
Punto R
Células que no sobrepasan el punto de control
Detención en base G1
Punto G2
Se localiza en la transición entre la fase G2 y la fase M
Funciones
Empaquetamiento de la cromatina
Inicio de mitosis
Evaluación
Evaluación
Replicación del ADN completa y dos copias fidedignas
Tamaño celular
Condiciones del medio extracelular
Punto M
Transición de la meta fase a la anafase
Segregación de cromáticas hermanas
Reparto equitativo de la célula a comprobar
Punto de control del ensamblaje del huso
Regulación del ciclo celular por señales extracelulares
Moléculas extracelulares de señalización
Conjjunto de citoquinas
Efecto biológico
Promoción o inhibición
Crecimiento
Efectos
Agentes mitógenos vs. agentes antimitógenos
Factores de supervivencia vs. muerte celular
EGF
Factor de crecimiento epidérmico
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TGF- β1
Factor de crecimiento transformante β1
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Estimulan proliferación de sus células diana
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Efecto antimitógeno
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Supervivencia
Amplio repertorio
Puede incluir acciones contrarias
Según célula diana
Según contexto celular
Factores de crecimiento
Transición de G1 a S
Aumento de expresión
Las ciclinas G1
(D1, D2, D3)
La ubiquitina ligasa
SCF
Grupo de factores de transcripción
E2F-activadores
Interacción de las células con la matriz extracelular
Integrinas
Receptores de membrana
Transducción de sus señales
Integrada junto con la de los receptores de los factores de crecimiento
Se colocalizan en la membrana celular
Activación conjunta
Regulación del citoesqueleto
Crecimiento
Proliferación
Supervivencia celular
Ligandos
fibronectina, laminina y colágeno
Adhesiones locales
Reclutamiento y activación
Proteínas Ras y otras proteínas quinasas
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factores de crecimiento
Captación de información de su microambiente
La integra con su programa genético
Influencia
Disponibilidad y tipo de nutrientes
Temperatura
Factores externos
Más abundantes
Células sujetas a una regulación mucho más compleja
Ciclo Celular
Fases del Ciclo Celular
Interfase
La célula crece por la síntesis de nuevas macromoléculas y orgánulos y duplica su ADN.
Etapa entre dos divisiones celulares.
Dura 23 horas
Se divide en tres etapas:
G1
Dura 5 horas
Se puede distinguir en:
G1a
Subestadio inicial o de entrada en G1.
G1b
Medio o de progresión
G1c
Terminal o de transición
La célula crece a un ritmo continuo.
Tiene un metabolismo anabólico activo.
El nucléolo es visible
S
Continua creciendo
Duplica su ADN genómico
La doble hélice se desnaturaliza
Los Mcm separan las dos cadenas y forma una Y
Las ADN polimerasa, enlongan las nuevas cadenas de ADN (5'-3') y
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Sintetiza histonas.
Los centriolos del centrosoma se separan entre sí y se dividen
Genera cuatro centriolos.
Dura 8 horas
G2
Dura 4 horas
La célula termina su crecimiento.
Sintetiza los factores necesarios para la mitosis.
Los cromosomas son visibles,
Son emparejados, se van acortando y engrosando aumentando su definición.
Las condensinas se encargadan de transformar los nucleosomas en cromosomas.
El tamaño del nucléolo es máximo
Loa centríolos están completamente duplicados.
Fase M
Etapa en la que la célula se divide en dos células hijas idénticas
Dura 1 hora
Se divide en dos:
Mitosis
Profase
Aparecen los cromosomas.
Hay una desorganización en la envoltura nuclear.
Los centrosomas se separan y emigran a polos celulares opuestos.
Comienza el ensamblaje del huso mitótico.
Prometafase
Desmembramiento completo de la envoltura nuclear.
Entrada de las fibras del huso mitótico en el territorio nuclear donde interaccionan con los cromosomas
Anafase
Separación de las cromátidas hermanas y su distribución equitativa entre los dos polos del huso mitótico.
Metadase
Los cromosomas se disponen en el plano central de la célula
El grado de empaquetamiento de la cromatina es máximo.
Telofase
Los paquetes de cromosomas hijos son recubiertos por una nueva envoltura nuclear.
Se desespiralizan para retornar a su estado interfásico.
Citocinesis
Proceso de estrangulación
Depende de la formación de un anillo de actina y miosina en la superficie interna de la membrana plasmática.
Se contrae al final de la telofase y se cierra
Arrastrando consigo la membrana plasmática.
Seccionando a la célula progenitora por la mitad
Integrantes
Andrea Yazmín López Sánchez A01632634
Edna Danaé Bustamante A01551988
Johana Becerril Jaime A01632793
Daniella Lizárraga Madrigal A01632532Â
José Ricardo Hernández Ledesma A01632631
Lídia Yazmín Caballero Cárdenas A01632624