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Mecanismos moleculares de transducción de señales celulares.
Biología Molecular, Salud Humana 9ª Edición, en organismos multicelulares, el proceso de enviar y recibir información entre células o dentro de las células con alta precisión y eficiencia, y provocar rápidas respuestas fisiológicas celulares a través de mecanismos de amplificación.
Editado a las 2024-02-08 16:56:53,
Mecanismos moleculares de transducción de señales celulares.
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- Resumen
Mecanismos moleculares de transducción de señales celulares.
concepto basico
comunicación celular
En organismos multicelulares, proceso de enviar y recibir información entre células o dentro de las células con alta precisión y eficiencia, y provocar respuestas fisiológicas celulares rápidas a través de mecanismos de amplificación.
Clasificación
Comunicaciones de señalización química (principal)
Comunicación de contacto molecular en superficies de membranas.
comunicación de unión abierta
transducción de señales celulares
Proceso en el que las células responden a estímulos o señales externos y transmiten información extracelular a moléculas efectoras intracelulares a través de una serie de reacciones ordenadas que implican la interacción de múltiples moléculas dentro de la célula.
Descripción general de la transducción de información celular
señales químicas extracelulares
Señales solubles (transmitidas entre células como moléculas libres)
En los organismos multicelulares, las células pueden enviar señales mediante la secreción de sustancias químicas (como proteínas o pequeños compuestos orgánicos). Estas moléculas actúan sobre las superficies de las células diana o sobre los receptores intracelulares para regular las funciones de las células diana, permitiendo así el intercambio de información entre las células.
Clasificación basada en propiedades de solubilidad.
señales químicas liposolubles
señales químicas solubles en agua
Clasificación basada en la distancia de acción.
señalización endocrina
señalización paracrina
Algunas señales paracrinas también actúan sobre las propias células que envían las señales, que se denominan autocrinas.
Neurotransmisores
Moléculas de señalización unidas a membranas (requiere contacto de célula a célula para transmitir señales)
Cuando una célula envía una señal a través de una molécula en la superficie de la membrana, la molécula correspondiente es una molécula de señalización unida a la membrana, y hay moléculas que se unen específicamente a ella en la superficie de la célula objetivo. A través de esta interacción entre moléculas, se transmite la señal. se recibe y la señal se transmite a las células diana. Este método de comunicación celular se llama comunicación de contacto molecular de superficie de membrana.
receptor específico
Los receptores suelen ser proteínas especiales en la membrana celular o dentro de las células que pueden reconocer y unirse específicamente a moléculas biológicamente activas, provocando efectos biológicos. Los glicolípidos individuales también tienen funciones de receptor. Las moléculas que pueden unirse específicamente a los receptores se denominan ligandos, y las moléculas de señalización solubles y unidas a la membrana son ligandos comunes.
Clasificación
receptor intracelular
Los receptores intracelulares incluyen receptores ubicados en el citoplasma y el núcleo.
Ligandos correspondientes: moléculas de señalización liposolubles, como hormonas esteroides, hormonas tiroideas, ácido retinoico, etc.
receptor de membrana
Receptores ubicados en la superficie de la membrana plasmática celular.
Ligandos correspondientes: moléculas de señalización solubles en agua y moléculas de señalización unidas a membrana, como factores de crecimiento, citocinas, moléculas de hormonas solubles en agua, moléculas de adhesión, etc.
Los receptores unen ligandos y transducen señales.
El papel de los receptores.
① Reconocer y unirse a moléculas de señal exógenas.
②Convertir la señal del ligando en información que pueda ser reconocida por moléculas intracelulares y transmitirla a otras moléculas para provocar respuestas celulares.
Cómo los receptores de las células transmiten señales
pasar la señal directamente
Transmitir información a través de canales específicos.
Los receptores de membrana reconocen señales extracelulares y las convierten.
Características comunes de las interacciones receptor-ligando.
①Alta especificidad
②Alta afinidad
③Saturabilidad
④Reversibilidad
⑤Modo de acción específico
red de transducción de señales
El proceso de cambios químicos ordenados formados por un conjunto específico de moléculas de transducción de señales y que dan como resultado cambios en el comportamiento celular se denomina vía de transducción de señales.
Las moléculas de transducción de señales en una vía pueden interactuar con moléculas de transducción de señales en otras vías. Existen extensas interacciones de entrecruzamiento entre diferentes vías de transducción de señales, formando una red compleja de transducción de señales.
Moléculas de transducción de señales intracelulares.
Las señales extracelulares se convierten en células a través de receptores y se transmiten a través de algunas proteínas intracelulares y sustancias activas de moléculas pequeñas. Estas moléculas que pueden transmitir señales se denominan moléculas de transducción de señales.
Clasificación de moléculas de transducción de señales.
segundo mensajero de molécula pequeña
enzima
proteína reguladora
La forma básica en que los receptores y las moléculas de transducción de señales transmiten señales.
①Cambiar la conformación de las moléculas de transducción de señales aguas abajo.
②Cambiar la localización intracelular de las moléculas de transducción de señales.
③Formación o despolimerización de complejos moleculares de transducción de señales.
④Cambiar la concentración intracelular o la distribución de mensajeros de moléculas pequeñas, etc.
segundo mensajero
Después de unirse al receptor, el ligando no ingresa a la célula, pero puede activar indirectamente otras moléculas pequeñas o iones en la célula que pueden difundir y regular la actividad de las proteínas de transducción de señales. Estas moléculas que transmiten señales dentro de la célula se denominan segundos mensajeros. , también conocido como mensajero de molécula pequeña intracelular.
Características moleculares similares de las señales del segundo mensajero.
① Las moléculas de transducción de señales aguas arriba aumentan la concentración o cambian la distribución del segundo mensajero.
②La concentración del segundo mensajero puede disminuir rápidamente
③El segundo mensajero activa las moléculas de transducción de señales aguas abajo.
nucleótidos cíclicos
Hay dos tipos de segundos mensajeros de nucleótidos cíclicos intracelulares, cAMP y cGMP.
①La molécula de transducción de señales aguas arriba del AMPc es la adenilil ciclasa (AC), y la molécula descendente es la proteína quinasa A (PKA); la molécula de transducción de señales aguas arriba del GMPc es la guanilil ciclasa (GC), y la molécula descendente es la proteína quinasa B (PKB); )
② Los nucleótidos cíclicos regulan la actividad de las proteasas en las células, pero las proteínas quinasas no son las únicas moléculas objetivo del AMPc y el GMPc.
③La fosfodiesterasa (PDE) cataliza la hidrólisis de nucleótidos cíclicos
Lípidos, iones de calcio, NO y otras moléculas pequeñas.
enzima
Las proteínas quinasas y las proteínas fosfatasas regulan la señalización.
La proteína serina/treonina quinasa y la proteína tirosina quinasa son las principales proteínas quinasas.
La proteína fosfatasa antagoniza la inducción de proteínas quinasas.
Las proteínas tirosina quinasas transducen señales de proliferación y diferenciación celular.
proteína reguladora
El estado de unión de GTP/GDP de la proteína G determina la transmisión de señales
Las proteínas G triméricas median señales transmitidas por receptores acoplados a proteína G
Las proteínas G de bajo peso molecular son moléculas de transducción en vías de transducción de señales.
Las proteínas adaptadoras y las proteínas de andamio conectan redes de transducción de señales
Los dominios de interacción de proteínas median las interacciones de proteínas en las vías de transducción de señales.
Las proteínas adaptadoras conectan moléculas de transducción de señales
Las proteínas de andamiaje garantizan una transducción de señales específica y eficiente
Transducción de señales intracelulares mediada por receptores celulares.
Los receptores intracelulares transmiten señales mediante migración molecular.
Los receptores tipo canal iónico convierten señales químicas en señales eléctricas.
Los receptores acoplados a proteína G median la transducción de señales a través de proteínas G y segundos mensajeros
Los receptores acoplados a enzimas transmiten señales principalmente mediante modificación o interacción de proteínas.
Reglas generales de transducción de señales celulares.
La transmisión y terminación de señales implica muchas reacciones bidireccionales.
Las señales celulares se ponen en cascada durante la transducción.
Las vías de transducción de señales celulares son tanto generales como específicas.
Las vías de señalización celular son diversas.
Anomalías en la señalización celular y enfermedades.
Jerarquía de anomalías en la transducción de señales.
Activación e inactivación anormal del receptor.
Activación y desactivación anormal de moléculas de transducción de señales.
causa de enfermedad
Las células adquieren funciones o fenotipos anormales.
pérdida de la función celular normal
Las moléculas de señalización celular son objetivos farmacológicos importantes