Transducción de señales

Question 1

Que es transducción de señales?

Answer 1

Es el proceso en el cual una señal extracelular se convierte en una respuesta celular.

Question 2

Cuales son las características generales de la transducción de señales?

Answer 2

Especificidad, amplificacion, apagado/adaptación, integracción.

Question 3

Detalle cada una de las características de la transduccion de sañales

Answer 3

Especificidad: complementariedad molecular precisa entre la señal y el receptor
Amplificación: la activación entre señal y su receptor, desencadena una cascada de reacciones intracelulares con activaciónes enzimáticas y formación de segundos mensajeros, ampliando la señal generada;
Apagado: es cortar el estímulo para garantizar que la respuesta al la señal sea temporal y adecuada
Adaptación (desensibilización): cuando una señal está presente de forma contínua, pero la célula es incapaz de generar una respuesta;
Integración: la capacidad de la célula de recibir multiples señales y producir una respuesta unificada de acuerdo a las nececidades del organismo

Question 4

Que define la ubicación del receptor en la célula blanco? Si es de membrana o intracelular…

Answer 4

La naturaleza química del mensajero o molécula señal. Si es capaz de atravesar la membrana, por ejemplo, lípidos (hormona tiroidea y esteroides) y gases (oxido nítrico) tendrá su receptor intracelular, mientras que si posé naturaleza proteica o de gran tamaño será (insulina, glucagón, adrenalina) tendrá receptores en la membrana.

Question 5

En general como funciona la transducción de señales?

Answer 5

Primero hay un estímulo que acciona una célula secretora, la misma libera mensajeros químicos (señal) que llegan a la célula diana que posé receptores
si son receptores de membrana, activan a proteínas señalizadoras intracelulares, entre ellas segundos mensajeros, que activan a proteínas efectoras que pueden activar: proteínas reguladoras de la expresión génica (Respuesta lenta), proteínas ya listas como del citoesqueleto o enzimas (Respuesta Rápida).
Mientras que si son receptores intracelulares actúan sobre la expresión génica (Respuesta lenta).

Question 6

En general como funciona la transducción de señales? (otra forma de responder

Answer 6

Apesar de los desencadenantes para cada sistema seren distintos, a depender de los receptores, de una manera general podemos describirlos de una manera común:
1- una señal interacciona con un receptor y lo activa;
2- el receptor activado sufre un cambio conformacional y activa proteínas intracelulares
3- las proteínas celulares activan enzimas y otras proteínas que son los segundos mensajeros, capaces de amplificar la señal
4- se activan proteínas efectoras
5 - se genera una respuesta celular

Question 7

Como puede ser clasificados los primeros mensajeros?

Answer 7

Según su naturaleza:
#Físicos (Presión y temperatura)
#Químicos (pequeños iones, moléculas orgánicas, polisacáridos, péptidos o proteínas, Lípidos). Según su permeabilidad a la membrana.

Según su mecanismo de señalización:
Endocrino, autócrina, paracrina o por contacto.

Question 8

Como los ligandos se unen a sus receptores?

Answer 8

Los ligandos se unen a los receptores por interacciones débiles no covalentes, con alta especificidad.

Question 9

Como son clasificados los receptores? De ejemplos.

Answer 9

Con respecto a su actividad:
Con actividad enzimática intrínseca (Tirosina quinasa y Guanilil ciclasa)
Sin actividad enzimática intrínseca (Proteinas G, canales ionicos activados por ligando, receptores de adhesión y receptores nucleares)
Y segun su localización: receptores de membrana o receptores intracelulares

Question 10

¿Porque una misma molécula señal puede desencadenar diferentes respuestas?

Answer 10

Debido a la diferencia de sus receptores que puede desencadenar diferentes respuestas a depender de la función celular.

Question 11

Mencione un ejemplo de una molécula señal que desencadena distintas respuestas celulares.

Answer 11

Acetilcolina: Receptores nicotínicos en las células del musculo esquelético generan la contracción muscular. Receptores muscarínicos producen la secreción de la glándula salival y la disminución de la fuerza de contracción de las musculares cardíacas.

Question 12

Qué son segundos mensajeros? De ejemplos.

Answer 12

Son pequeñas moléculas sintetizadas y que transducen la señal que llega desde el primer mensajero a las proteínas efectoras y que potencializan la cascada intracelular con su alta síntesis. Ejemplos: monofosfato de adenosina cíclico AMPc, Diacilglicerol DAG, Inositol trifosfato IP3,Calcio Ca+2

Question 13

Cuales son los tipos de respuestas celulares? Defínalas

Answer 13

Respuestas rápidas: Alteran la función de una proteína ya existente, tardan de segundos a minutos.
Respuestas lentas: Alteran la expresión génica por lo tanto, la síntesis de proteínas, tardan de minutos a horas.

Question 14

Que es integración y porque es importante para la célula?

Answer 14

Es la capacidad de la célula de recibir diferentes señales y a través de la comunicación entre distintas vías de señalización, producir una respuesta unificada.

Question 15

Mencione ejemplo de proteínas cuya actividad se modifica en respuesta a insulina. en que órgano se encuentra?

Answer 15

Los receptores de insulina, tipo tirosin-quinasa se unen al ligando (insulina) y se activan. Reclutan la proteína IRS la cual se fosforila y puede reclutar a la enzima PI3K que a su vez fosforila la PIP2 a PIP3. La PIP3 activa a la quinasa PDK1, la cual fosforila y activa a la PKB, generando una respuesta celular, que es la captación de glucosa por la célula vía GLUT-4. Se encuentran en los órganos que responden a la insulina como hígado, músculo esquelético y tejido adiposo.
**Puede ser el ejemplo de vía lenta –> FOXO

Question 16

Mencione ejemplos de proteínas cuya actividad se modifica en respuesta a glucagón y en que órgano se encuentra?

Answer 16

Los receptores de glucagon en el hígado, modifican la actividad de la subunidad Alfa de la Proteína Gs, que activa a la Adenilato-ciclasa, que forma el AMPc a partir de ATP. El AMPc activa a la PKA que genera una respuesta. La PKA activa aumenta la degradación de Glucógeno en el hígado. Se encuentra en hígado y tejido adiposo

Question 17

Mencione ejemplos de proteínas cuya actividad se modifica en respuesta a
adrenalina. En qué órgano se encuentra?

Answer 17

Los receptores Beta-adrenérgicos por ejemplo, modifican la actividad de la subunidad Alfa de la Proteína Gs, que activa a la Adenilato-ciclasa, que forma el AMPc a partir de ATP. El AMPc activa a la PKA que genera una respuesta. La PKA activa aumenta la degradación de Glucógeno, por ejemplo (por hígado y músculo esque.). Actua en respuesta a Adrenalina y Glucagon y se encuentra en tejido adiposo, hígado, músculo esquelético

Question 18

Mencione mecanismos generales de apagado de las vías de señalización. Cual su su importancia?

Answer 18

Cada vía de señalización tiene su mecanismo específico pero puede ocurrir por:
Disminución de ligando; PROTEINA Gs : actividad GTPasa intrínseca; actividad de la fosfodiesterasa (AMPc —– 5AMP y GMPc--- 5GMP) ; PROTEINA Gq: degradación de DAG –> DAGK –> Ac. Fosfatídico; DGAT –> TAG y Lipasa –> GOH + AG; degradación del IP3 a Inositol + Pi; Recaptación de Ca++; Desfosforilación de proteínas; PROTEINA Gi: la proteína Gi es inhibitoria y en este caso inactiva a la Adenilato-ciclasa

Question 19

Donde se encuentran los receptores de insulina, cual su estructura.

Answer 19

Se encuentran en la membrana plasmática de la célula.
Son receptores de tipo Tirosin-Quinasa, con actividad enzimática intrínseca. Presentan dominio extracelular, transmembrana y citosólico
Son estructuras diméricas, poseen 2 subunidades Alfa de domínio extracelular, donde se unea su ligando, la insulina , y 2 subunidades Beta citosólica, con extremo carboxilo, que contienen la actividad protein-quinasa, la cual se autofosforila en restos de Tirosina cuando se activa el receptor.

Question 20

Cómo se activan los receptores de insulina? Describa los pasos.

Answer 20

La insulina se une al receptor (en las subunidades Alfa) –> la unión genera la activación del receptor que se autofosforila en restos tirosina –> la activación recluta a la proteína IRS (sustrato de receptor de insulina) –> IRS es fosforilado y recluta a la enzima PI3K (fosfatidil inositol 3 - quinasa) –> la PI3K fosforila al fosfolípido de membrana PIP2 a PI3P –> el PIP3 va a activar a la quinasa PDK1 –> PDK1 fosforila a la PKB –> la PKB activa puede generar vías de respuestas rápidas o lentas en la célula.

Question 21

Describa las principales vías de activación activadas por la insulina rápidas, lentas y apagado.

Answer 21

En la vía RÁPIDA, la PKB activada va a fosforilar sus proteínas diana en 3 caminos: movilizando vesículas hacia la membrana celular promoviendo la captación de glucosa vía transportadores de glucosa tipo GLUT-4 ; o modulando actividad enzimática que estimula la síntesis de glucógeno en el hígado y músculo (vía modulación de la GS - glucógeno sintasa)
En la vía lenta de la PKB fosforila factores de transcripción de genes, aumentando algunos, disminuyendo otros.

Otra vía lenta NO TAN IMPORTANTE PARA LA CÁTEDRA está asociada al crecimiento celular y no al metabolismo:
En otra vía lenta el receptor, al activarse por la unión con el ligando (la insulina), recluta a la IRS, la cual se fosforila y se une a la proteína adaptadora Grb2. Grb2 recluta el factor SOS, el cual es capaz de intercambiar nucleótidos de Guanina en pequeñas proteínas G monoméricas llamadas RAS. Las RAS activadas activan a la cascada de las proteínas MAP-Quinasas que terminan regulando la expresión de genes en el núcleo.

El apagado de la señal es vía activación de Protein-Fosfatasas, que desfosforilan tanto el receptor cuanto a las proteínas blanco. La PKB se desfosforila y se degrada PIP3 a PIP2 por la proteína PTEN, que cataliza la reacción inversa (PIP2 <–> PIP3).
En la vía de Grb2, el apagado se da por la Protein-Fosfatasa que desfosforila a todos los transductores y por la actividad GTPasa de la proteína RAS (actividad enzimática intrínseca))

Question 22

En que contexto metabólico se activa la insulina?

Answer 22

Cuando los niveles de glucosa en la sangre aumentan, después de alimentarse (estado postprandial)

Question 23

Describa la estructura de los receptores acoplados a la proteína G? Como está conformada en su estado inactivo y activo?

Answer 23

Los receptores son proteinas multipaso con siete dominios transmembrana en que uno de ellos es intracelular y está asociado a la proteina G, un complejo trimérico, formado por la asociación de las subunidades alfa, beta y gama.
En el estado inactivo del receptor, la subunidad alfa de la proteína G está unida al GDP. En su estado activo, por la unión al ligando, el receptor sufre un cambio conformacional que permite activar a la proteína G haciendo con que la subunidad Alfa se disocie de las otras dos subunidades liberando el GDP y uniendose a GTP.

Question 24

Cuales son los mecanismos de desensibilización?

Answer 24

1.Secuestro de receptor (receptor + molécula señal en endosoma)
2.Regulación por disminución del receptor: receptor y molécula señal son degradados en lisosoma
3.Regulación por disminución del receptor: sea por fosforilación o acetilación.
4.Desactivación de una de las proteínas señalizadoras intracelular
5.Producción de una proteína inhibidora

Question 25

Describa como funciona la proteína Gs.

Answer 25

La proteína Gs es una proteína G estimuladora y activa a la proteína de membrana Adenilato-Ciclasa, la cual produce AMPc a partir de ATP, aumentando así la concentración del AMPc en la célula. El AMPc activa a la protein-quinasa A - PKA que a su vez activa proteínas efectoras.

Question 26

Donde se localiza la enzima adenilato ciclasa?

Answer 26

Se localiza en la membrana celular.

Question 27

Que reacción cataliza la enzima adenilato ciclasa?

Answer 27

La Adenilato ciclasa tiene la función de catalisar la reacción de formación del AMPc a partir del ATP

Question 28

Cuando está activa la PKA y cual es su mecanismo de activación?

Answer 28

La PKA se activa por señal del GLUCAGON o por ADRENALINA y señaliza que tenemos bajos niveles energéticos en la célula.
La PKA es una protein-quinasa de 4 subunidades, 2 reguladoras y 2 catalíticas. Cuando el AMPc se une a la subunidad reguladora de la PKA genera un cambio conformacional en la proteína, que deja libre a las subunidades catalíticas, las cuales van a fosforilar sus proteínas blanco.

Question 29

Como PKA conduce las vías de respuesta rápida y lenta?

Answer 29

La respuesta RÁPIDA: la PKA regula la actividad de enzimas por modificación covalente, por fosforilación, activandola o inactivandola, a depender de la enzima.
En la respuesta LENTA: la PKA puede ingresar al núcleo y fosforilar factores de transcripción de genes que activan la actividad de determinadas enzimas.

Question 30

¿Cuáles son los mecanismos de apagado de PKA?

Answer 30

Por Fosfodiesterasa de Nucleótidos cíclicos: hidroliza el AMPc en 5`AMP, el cual no tiene funciones señalizadoras a la PKA o por
Actividad GTPasa intrínseca G-Alfa: la G-Alfa al activarse por cambio de GDP a GTP activa a la Adenilato-Ciclasa, luego pierde un Pi se une a GDP y vuelve a su estado inactivado hasta la llegada de un nuevo ligando.

Question 31

Mencione ejemplos de 2 hormonas que actúen en vía receptores acoplados a proteínas Gs. En que contexto están activos, en qué órganos actúan, qué respuestas intracelulares inducen.

Answer 31

GLUCAGON y ADRENALINA. Los receptores de Glucagon en el hígado están activos en períodos de ayuno e inducen a inhibición de la síntesis de Glucógeno y aumento de la síntesis de Glucosa (gluconeogénesis). En el tejido adiposo aumenta la hidrólisis de Triglicéridos.
A su vez, los receptores Beta-adrenérgicos están activos en situaciones de alerta, y están presentes en Tejido adiposo, Hígado, Músculo esquelético, músculo cardíaco, intestino y inducen a la liberación de ac. grasos, producción y liberación de glucosa, degradación de glucógeno, excitabilidad cardíaca, secreción de líquido en el intestino.

Question 32

Describa como funciona la proteína Gq.

Answer 32

La proteína Gq se activa por intercambio de nucleotidos de guanina GDP a GTP en la subunidad Alfa. Cuando está activa va a activar a una enzima localizada en la membrana, la Fosfolipasa C, la cual va a hidrolizar el PIP2 a DAG y IP3, que actuan como segundos mensajeros.

Question 33

Mencione ejemplos de 2 hormonas que actúen en vía receptores acoplados a proteínas Gq. En que contexto están activos, en qué órganos actúan, qué respuestas intracelulares inducen.

Answer 33

Acetilcolina (receptores muscarínicos M1) actúa vía receptores acloplados a proteína Gq que están activos cuando hay liberación de acetilcolina por ejemplo en la fibra cardíaca, induciendo a respuesta de disminución de la frecuencia y de la fuerza de contracción, en las glándulas salivales promueve la liberación de secreción glandular. Angiotensina II , liberada fisiologicamente para regulación de la presións sanguinea, activa a los receptores asociados a Gq en las células de la musculatura vascular, generando la respuesta de aumento de la presión sanguinea.

Question 34

Cuales son los segundos mensajeros de las proteinas Gq y que función cumplen.

Answer 34

Los segundos mensajeros son el DAG, el IP3 y el Ca++.
El DAG tiene la función de activar a la PKC y el IP3 abre los canales de Ca++ del RE hacia el citosol. EL Ca++ va a unirse a proteínas de unión al Ca++ en el citosol, una de ellas es la PKC.

Question 35

Que enzima resulta estimulada por activación de Gq? Que reacción cataliza?

Answer 35

La enzima activada por Gq es la FOSFOLIPASA C y cataliza la reacción de hidrólisis del PIP2 a DAG y IP3.

Question 36

Qué proteinas son activadas por calcio?

Answer 36

La alta concentración de Ca++ en el citosol activa a proteínas dependientes de Ca++ como las Proteínas Quinasa Dependientes de Ca++/Calmodulina y activa a la PKC (se une al dominio C2 de la PKC, activandola.
Pero la PKC no se activa exclusivamente por la unión al Ca++. Su activación también necesita del DAG

Question 37

Cuales son los mecanismos de apagado de las vías activadas por calcio?

Answer 37

El algunos de los mecanismos son:
La capturación del Ca++ al RE por las bombas de Ca++ y la desfosforilación del IP3 a Inositol + Pi

Question 38

Cual la diferencia funcional entre Gs y Gi?

Answer 38

Gs tiene función estimulatória, mientras que la Gi tiene función inhibitória. G alfa i inhibe la Adenilatociclasa, generando el efecto de disminuir el AMPc intracelular y como consecuencia baja la actividad de PKA y de otros metabolitos. La G alfa s activa la Adenilato ciclasa que convierte ATP en AMPc, generando más segundos mensajeros por aumento de sus concentraciones, y por lo tanto generando respuesta estimulatória por la célula.

Question 39

Mencione ejemplos de hormonas cuyos receptores son acoplados a proteina Gi.

Answer 39

Hormona folículo estimulante (FSH); Hormona antidiurética (ADH o Vasopresina); Hormona adrenocorticotrópica (ACTH)

Question 40

Mencione características estructurales de receptores intracelulares.

Answer 40

Son receptores de naturaleza protéica y por lo tanto son específicos en su unión al ligando.

Question 41

Mencione ejemplos de hormonas que fijen receptores intracelulares y sus características químicas.
¿De qué manera llegan a unir al receptor?

Answer 41

Las hormonas esteroideas como estrógeno, progesterona, testosterona, cortisol posen característica lipofílica y naturaleza hidrofóbica y por eso logran atravesar la membrana.
Una vez dentro de la célula, la hormona se une a su receptor específico en el citoplasma o en el núcleo. La unión de la hormona al receptor induce un cambio conformacional en el receptor, lo que resulta en la formación de un complejo receptor-hormona esteroide.

Question 42

Cuáles son los mecanismos de apagado de receptores intracelulares?

Answer 42

Puede ser la regulación por disminución del receptor, por inactivación del receptor, por producción de una proteína inhibidora.