Proteína G y señalización celular básica

Las Notas del Doctor

14 Jul 201506:05

Summary

TLDREl video explica cómo las células se comunican mediante la señalización celular, utilizando mensajeros que viajan por el torrente sanguíneo. Estos mensajeros interactúan con receptores específicos en las membranas celulares, desencadenando diferentes respuestas como la síntesis de proteínas o la apertura de canales. También se menciona el papel de las proteínas G, que se activan mediante receptores, y su función en la amplificación de señales mediante segundos mensajeros como el AMP cíclico. Finalmente, se describen ejemplos de su funcionamiento en el cuerpo y cómo algunas toxinas bacterianas afectan este proceso.

Takeaways

🔄 Las células se comunican mediante señalización celular a través de mensajeros que viajan por el torrente sanguíneo.
📡 Los receptores celulares pueden encontrarse en la membrana o en el interior de la célula, donde reciben señales específicas.
🔬 La señal recibida puede desencadenar respuestas como la síntesis de proteínas, apertura de canales o decisiones vitales como el crecimiento o la muerte celular.
🔁 Las señales se amplifican a través de segundos mensajeros, permitiendo que un solo estímulo produzca múltiples efectos en la célula.
🧬 Los receptores acoplados a proteínas G son fundamentales en la señalización, activando segundos mensajeros como el AMP cíclico.
🧩 La proteína G está compuesta por tres subunidades: alfa, beta y gamma, y cambia de un estado inactivo a activo al intercambiar GDP por GTP.
⚡ La activación de la proteína G puede desencadenar múltiples efectos metabólicos, como la excitación visual o la regulación del ritmo cardíaco.
🚫 Para evitar la sobreestimulación, los receptores de proteínas G pueden ser desensibilizados mediante fosforilación y arrestina.
🦠 Algunas bacterias, como Vibrio cholerae y Bordetella pertussis, afectan la señalización de la proteína G, causando deshidratación o bloqueos en la respuesta inmune.
📉 El receptor de rodopsina en los ojos y la fosfolipasa C en mastocitos son ejemplos clave del papel de la proteína G en funciones corporales.

Q & A

¿Qué es la señalización celular?
-La señalización celular es el proceso por el cual las células se comunican entre sí a través de mensajeros que viajan por el torrente sanguíneo para transmitir información a otras células.
¿Cuáles son los elementos básicos en la señalización celular?
-Los elementos básicos incluyen la célula que envía la señal, las moléculas mensajeras, y un receptor específico en la célula que recibe la señal.
¿Dónde se pueden encontrar los receptores de las señales en la célula?
-Los receptores pueden estar ubicados en la membrana de la célula o en su interior.
¿Qué tipos de respuestas puede desencadenar una señal en la célula?
-La señal puede desencadenar respuestas como la síntesis de proteínas, la apertura o cierre de canales, el crecimiento celular, o incluso la muerte celular.
¿Qué es un segundo mensajero?
-Un segundo mensajero es una molécula que forma parte de una cadena de eventos dentro de la célula que amplifica o regula la respuesta a la señal inicial.
¿Cuál es la función de la proteína G en la señalización celular?
-La proteína G se activa cuando se une un mensajero al receptor, lo que lleva a la producción de segundos mensajeros que amplifican la señal celular.
¿Qué es un receptor acoplado a una proteína G?
-Es un receptor transmembrana cuya estructura incluye siete hélices que atraviesan la membrana celular. Se activa al unirse un mensajero, lo que activa la proteína G.
¿Cómo se regula la actividad de la proteína G?
-La actividad de la proteína G se regula a través de la fosforilación del receptor y la unión de una proteína arrestina, lo que desensibiliza el receptor para prevenir una estimulación excesiva.
¿Cómo contribuyen las bacterias Vibrio cholerae y Bordetella pertussis al daño celular mediante la proteína G?
-Vibrio cholerae secreta una toxina que mantiene activa la proteína G, causando un aumento de AMP cíclico y deshidratación. Bordetella pertussis bloquea la activación de la proteína G, impidiendo la respuesta celular adecuada.
¿En qué partes del cuerpo se utiliza la proteína G para funciones específicas?
-La proteína G está involucrada en funciones como la excitación visual en el ojo, la disminución del ritmo cardíaco en el corazón, y la liberación de gránulos en los mastocitos durante una respuesta inmune.

Outlines

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🔬 Señalización celular y receptores

Las células se comunican a través de la señalización celular, donde mensajeros viajan por el torrente sanguíneo hasta llegar a su destino. Las células emisoras envían moléculas mensajeras que se unen a receptores específicos en las células receptoras. Estos receptores pueden estar en la membrana o en el interior de la célula, y su activación desencadena eventos celulares como la síntesis de proteínas o la apertura de canales. Dependiendo del tipo de receptor, la respuesta celular puede incluir la creación de segundos mensajeros, que amplifican la señal y regulan los efectos del estímulo. Un ejemplo común es el receptor acoplado a proteína G, que facilita esta amplificación.

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🦠 Efectos de la proteína G y su activación por toxinas

La toxina del cólera, liberada por *Vibrio cholerae*, inhibe la función de la GTPasa en la subunidad alfa de la proteína G, manteniéndola en estado activo, lo que genera un aumento excesivo de AMP cíclico y provoca la salida descontrolada de agua hacia el intestino, causando deshidratación y, potencialmente, la muerte. Asimismo, *Bordetella pertussis* secreta una toxina que bloquea la activación de la subunidad alfa, interrumpiendo la señalización celular y reduciendo la respuesta frente a infecciones.

Mindmap

Keywords

💡Señalización celular

La señalización celular es el proceso mediante el cual las células se comunican entre sí. No ocurre de manera directa, sino que involucra moléculas mensajeras que viajan a través del torrente sanguíneo para llegar a una célula específica. Este concepto es fundamental en el video, ya que se describe cómo las señales desencadenan respuestas celulares, como la síntesis de proteínas o la regulación del crecimiento celular.

💡Mensajero

Los mensajeros son moléculas que actúan como intermediarios en la señalización celular. Viajan por el torrente sanguíneo para transmitir información desde una célula emisora hasta una célula receptora. En el video, se menciona que estos mensajeros pueden desencadenar una variedad de respuestas celulares, lo que demuestra su papel crucial en la comunicación celular.

💡Receptor

Un receptor es una proteína que se encuentra en la membrana plasmática o dentro de la célula y es responsable de recibir señales específicas de los mensajeros. Dependiendo del tipo de receptor, la señal puede activar diferentes procesos dentro de la célula, como la apertura de canales iónicos o la generación de segundos mensajeros. Este concepto es clave para entender cómo las células interpretan y responden a las señales externas.

💡Segundo mensajero

Un segundo mensajero es una molécula que se produce dentro de la célula como respuesta a la activación de un receptor. Su función es transmitir la señal dentro de la célula, amplificando el efecto inicial. Por ejemplo, en el video se menciona cómo el AMP cíclico actúa como un segundo mensajero que activa diversas enzimas para producir una respuesta celular amplificada.

💡Proteína G

Las proteínas G son proteínas que actúan como intermediarios en la señalización celular, conectando receptores en la membrana celular con otras moléculas dentro de la célula. Están compuestas por tres subunidades (alfa, beta y gamma) y pueden estar en un estado activo o inactivo. El video explica cómo la proteína G cambia de estado al unirse a un receptor activado y cómo participa en la producción de segundos mensajeros.

💡Guanosín trifosfato (GTP)

El guanosín trifosfato (GTP) es una molécula que se une a la subunidad alfa de la proteína G durante su activación. El intercambio de GDP por GTP es un paso crucial para que la proteína G pase de su estado inactivo a activo. En el video, se describe cómo este proceso permite la activación de enzimas como la adenilato ciclasa, que genera segundos mensajeros.

💡Adenilato ciclasa

La adenilato ciclasa es una enzima que se activa cuando la subunidad alfa de la proteína G se separa y se une a ella. Esta enzima cataliza la conversión de ATP en AMP cíclico, un segundo mensajero que juega un papel crucial en la señalización celular. El video destaca cómo la adenilato ciclasa contribuye a la amplificación de la señal dentro de la célula.

💡AMP cíclico

El AMP cíclico es un segundo mensajero común generado por la adenilato ciclasa. Este mensajero es fundamental para la transmisión de señales dentro de la célula, ya que activa diversas enzimas que llevan a cabo las respuestas celulares. En el video, se menciona cómo el AMP cíclico puede activar múltiples vías metabólicas, subrayando su importancia en la señalización celular.

💡Desensibilización

La desensibilización es un proceso mediante el cual un receptor se vuelve incapaz de responder a estímulos debido a la fosforilación y la unión de arrestinas. Este mecanismo previene la estimulación excesiva de la proteína G, asegurando que la señalización celular se regule adecuadamente. El video explica este concepto para ilustrar cómo las células controlan la duración y la intensidad de las respuestas a las señales.

💡Rodopsina

La rodopsina es un receptor que se activa con la luz en las células del ojo, específicamente en los bastones de la retina. Su activación lleva a la disminución de AMP cíclico, lo que desencadena la excitación visual. El video usa este ejemplo para mostrar cómo diferentes receptores, como la rodopsina, pueden activar distintas vías de señalización celular, lo que resulta en respuestas específicas, como la visión.

Highlights

Las células se comunican mediante señalización celular con un intermediario o mensajero que viaja por el torrente sanguíneo.

La señalización celular regula funciones vitales como la síntesis de proteínas, la apertura de canales y decisiones de vida o muerte de la célula.

La señal recibida por la célula puede desencadenar una respuesta amplificada, donde un solo estímulo activa varios segundos mensajeros y enzimas.

Un receptor transmembrana tiene siete hélices que atraviesan la membrana, lo que le otorga su nombre de receptor serpentina.

La proteína G tiene tres subunidades diferentes: alfa, beta y gamma, lo que la convierte en heterotrimérica.

En estado inactivo, la proteína G está unida a GDP, mientras que en estado activo se une a GTP.

La subunidad alfa de la proteína G se separa para activar la enzima adenilato ciclasa y producir segundos mensajeros.

El AMP cíclico es el segundo mensajero más común, y su producción puede desencadenar múltiples efectos metabólicos.

La desensibilización de los receptores acoplados a proteínas G ocurre mediante la fosforilación y la unión de arrestinas.

La subunidad alfa de la proteína G tiene actividad GTPasa, lo que le permite regresar al estado inactivo al hidrolizar GTP.

Un ejemplo de señalización de la proteína G ocurre en el ojo, donde la rodopsina se activa con la luz y regula el AMP cíclico.

La toxina del cólera inhibe la actividad GTPasa de la proteína G, lo que provoca una señalización excesiva y deshidratación.

La toxina de la tos ferina bloquea la activación de la proteína G, causando una pérdida de respuesta inmunitaria.

La proteína G también está involucrada en la regulación de la frecuencia cardíaca a través de los canales de potasio en el corazón.

La señalización de la proteína G puede regular la liberación de gránulos en mastocitos, importantes en reacciones inmunológicas.