Nuestra Señora del Camino Biología Gabriela Osorio R
Comunicación célula – célula Las células individuales no se encuentran aisladas o sólo rodeadas por un medio acuoso. En muchos casos, como en los organismos multicelulares, las células están organizadas en tejidos, grupos de células especializadas con funciones comunes. Los tejidos, a su vez, están organizados organizados en órganos, como el corazón, el cerebro o el riñón, cada uno de los cuales, semejante a una organela subcelular, tiene un diseño que se ajusta a su función especfica. En los organismos multicel multicelular ulares es es esencia esenciall que las células células individuales individuales se comuniq comuniquen uen entre s, de modo que puedan !colaborar! para crear un órgano o un tejido que funcione armoniosamente. Las comunicaciones comunicaciones entre células se cumplen por medio de señales qumicas, qumicas, o sea, por medio de sustancias transportadas hacia afuera de una célula " que se trasladan a otra célula. #s, los impulsos nerviosos se transmiten de neurona a neurona, o de neurona a m$sculo o glándula, a través de moléculas llamadas neurotransmisores . Las células en el cuerpo de una planta o de un animal liberan hormonas que se trasladan a cierta distancia " afectan a otras células del mismo organ organism ismo. o. En el curso curso del del desar desarrol rollo, lo, las célula células s embrio embriona naria rias s ejerce ejercen n influe influenc ncia ia sobre sobre la diferenciación de las células vecinas en órganos " tejidos. %uando estas sustancias alcanzan la membrana de la célula que es su objetivo &célula blanco', pueden ser transportadas hacia su interior por uno de los procesos que hemos considerado, o bien pueden acoplarse acoplarse a receptores receptores especficos que se encuentran en la superficie de la membrana. membrana. #l unirse el mensajero qumico al receptor, se ponen en marcha reacciones qumicas dentro de la célula, transmitiéndose as el mensaje a una serie de emisarios intracelulares. (in embargo, a menudo las células dentro de un tejido o un órgano se comprimen fuertemente, permiten permiten que se produzca produzcan n distinto distintos s tipos tipos de contacto contactos s ntimos ntimos " directos directos.. Entre Entre las células vegetal vegetales, es, que están separad separadas as unas unas de otras otras por paredes paredes celulares, celulares, ha" canales canales llamado llamados s plasmodesmos, plasmodesmos , que atraviesan las paredes " conectan directamente los citoplasmas de células conti contigu guas as.. Los Los plasm plasmod odes esmos mos conti contien enen en gene general ralme mente nte e)ten e)tensio siones nes tubul tubulare ares s del del retículo endoplásmico conocidas como desmot$bulos. En los tejidos animales, las estructuras conocidas como uniones neus &gap junctions' permiten el pasaje de sustancias entre las células. Estas uniones aparecen como enjambres fijos de canales mu" pequeños rodeados por una formación ordenada de protenas. Estos canales, a diferencia de los canales iónicos, son poros poco selectivos, que permiten el pasa pasaje je libr libre e de cual cualqu quie ierr molé molécu cula la pequ pequeñ eña a por por deba debajo jo de un dete determ rmin inad ado o tama tamaño ño.. Los Los e)perim e)perimento entos s con moléculas moléculas marcadas marcadas radiacti radiactivame vamente nte han mostrado mostrado que, que, a través través de estos estos canales, pasan pequeñas moléculas mensajeras " se transmiten señales eléctricas en forma de iones. *or ejemplo, las contracciones contracciones de las células musculares en el corazón están sincronizadas sincronizadas por el flujo de iones sodio &+a ' a través de uniones comunicantes. El transporte de materiales entre células vecinas a través de los canales de plasmodesmos o de uniones ne)us, o hacia dentro " hacia fuera de las células a través de protenas integrales de membrana, " por medio de endocitosis " e)ocitosis, parece corresponder, superficialmente, a tres procesos bastante diferentes. diferentes. (in embargo, embargo, estos procesos procesos son fundamentalmente fundamentalmente similares por el hecho de que los tres dependen de la estructura tridimensional precisa de una gran variedad de moléculas moléculas de protenas protenas especficas. Estas moléculas proteicas, no sólo forman canales a través de los los cuale cuales s pued puede e ocurr ocurrir ir el trans transpo porte rte,, sino sino que que adem además ás dota dotan n a la membr membran ana a celul celular ar de la capacidad para !reconocer! moléculas particulares. Esta capacidad es el resultado de miles de millones de años de un proceso de evolución, que comenzó, hasta donde podemos vislumbrar, con la formación de una frágil pelcula alrededor de unas pocas moléculas orgánicas. Esta pelcula sepa separó ró las moléc molécul ulas as de su ambien ambiente te e)ter e)terno no " les permi permitió tió mante mantene nerr el tipo tipo parti particul cular ar de organización que reconocemos como vida. La ma"ora ma"ora de las células células en organism organismos os multicel multicelular ulares es están están organiza organizadas das en ensambl ensamblaje ajes s cooperativos llamados tejidos, los cuales a su vez se asocian, hacen varias combinaciones para forma formarr unid unidad ades es funcio funciona nales les ma"ore ma"ores s llamad llamadas as órgan órganos. os. Las Las célul células as en los tejido tejidos s están están usualme usualmente nte en contact contacto o con una compleja compleja red de macromolé macromolécula culas s secretad secretada a llamada llamadas s matriz matriz e)tracelular.
!a comunicación celular " sus receptores +inguna célula vive en el aislamiento. En un organismo multicelular e)isten mecanismos mu" elaborados de transmisión e interpretación de señales que permiten una coordinación de la actividad celular en beneficio del organismo como un todo. Las señales intercelulares son interpretadas por una maquinaria compleja en la célula que responde a ellas. Esto permite a cada célula comportarse de una manera particular " altamente regulada, que depende de su posición " especialización en el organismo. La sobrevivencia del organismo depende crucialmente de una red de comunicación intercelular que coordina el crecimiento, la diferenciación " el metabolismo de la multitud de células que componen los diversos tejidos " órganos. *or ejemplo, cada célula se divide solo en respuesta a señales que recibe de otras células. La importancia de este comportamiento socialmente controlado se hace claramente aparente cuando al fallar se produce un crecimiento celular anormal que resulta en cáncer " muerte del organismo. Las células se comunican mediante moléculas- señales que son sintetizadas " liberadas al medio, pero también se comunican por señales de contacto directo. #demás, el contacto de la célula con la matriz e)tracelular también genera respuestas en las células. (olo las células que poseen receptores para estas señales responden. Las señales pueden estar constituidas por diversos tipos de moléculas, tales como protenas, pequeños pépticos, aminoácidos, nucleótidos, esteroides, o derivados de ácidos grasos. ambién pueden ser gases disueltos, tales como o)ido ntrico " monó)ido de carbono. /uchas de estas moléculas son secretadas por e)ocitosis mientras otras difunden a través de la membrana plasmática. La célula que responde a una señal particular de otra célula lo hace a través de una protena llamada receptor , que interacciona especficamente con la molécula señal e inicia una respuesta. En muchos casos los receptores de señales son protenas que se encuentran insertadas en las membrana plasmática " la atraviesan &protenas de transmembrana'. %uando se une a la molécula señal &ligando' en el e)tracelular se activa " generan una cascada de señales intracelulares que modifican la estructura de numerosos elementos celulares " finalmente el comportamiento de la célula. En algunos casos, los rectores se encuentran en el interior de la célula " por lo tanto las moléculas señales deben entrar primero la célula para activarlos. En estos casos, las moléculas señales deben ser suficientemente pequeñas e hidrofóbicas como para difundir a través de la membrana plasmática.
#ipos de comunicación $ndocrina u hormonal% esta constituida por una sustancia &hormona' que se libera al torrente sanguneo " act$a a distancia, interactuando con células receptoras llamadas células blanco. Ner&iosa o neurotransmisión% la célula nerviosa &neuronas' tiene una prolongación por la que se transmite un impulso nervioso de naturaleza eléctrica. En esta forma de comunicación, la célula presináptica vierte su mensaje &neurotransmisor' al espacio sináptico " este viaja e interacciona con la célula postsináptica la cual lo recibe " responde. E)iste una variedad de comunicación que es una mezcla de las dos anteriores0 la llamada secreción neuroendocrina o neurosecreción. En este caso, una célula formada a partir de tejido nervioso secreta su mensaje a la circulación. La neurohormona viaja en el torrente sanguneo para relacionarse con células receptoras o blanco. 'aracrina0 es la comunicación mediada por una sustancia que se libera localmente " act$a a corta distancia sobre células vecinas. (utacrina% es la forma de comunicación que e)iste entre células ad"acente, donde ha" moléculas ancladas a la cara e)terna de la superficie de una célula que hacen contacto con receptores localizados en la membrana de una célula contigua. )utocrina% La célula se comunica consigo misma.
!os receptores 1n receptor es una protena capaz de recibir al mensajero " de transmitir el mensaje para que se produzca la respuesta de la célula. Es decir, el receptor como tal tiene dos caractersticas fundamentales0 2. reconocer al mensajero para interactuar con el 3. activar la secuencia de eventos que conducen a la respuesta celular Los receptores son protenas de elevado peso molecular " como tales tienen una estructura tridimensional, por lo que podemos encontrar receptores de diversas formas. La superficie de un receptor esta llena de irregularidades entra la que se encuentra el sitio de reconocimiento al que se une el mensajero. Esta unión perfecta entre el mensajero " su receptor implica cambios en la forma del receptor. Esto nos lleva a dos conceptos importantes en la comunicación celular 2. afinidad0 es una medida de la facilidad de acoplamiento entre el mensajero " el receptor. 3. actividad0 es la capacidad del mensajero par producir el efecto. # un compuesto capaz de producir un efecto al unirse con un receptor lo llamamos agonista, a la sustancia que por si misma no produce un efecto en la célula, pero que es capaz de interactuar con el receptor porque si tiene buena afinidad con el se llama antagonista. Este antagonista, al asociarse con el receptor ocupa el lugar del mensajero natural, bloqueando la correcta unión, " asi evitando el efecto del mensajero de la célula.
#ipos de receptores 2. Receptores eternos% tienen una cara hacia el e)terior de la célula, una parte de su estructura incrustada en la membrana plasmática " otra porción o cara mirando hacia el interior de la célula. La cara e)terior contiene el sitio del reconocimiento para el mensajero4 el resto del mensajero sirve para procesar " transmitir a la célula. La presencia del receptor en la cara e)terna de la membrana plasmática hace innecesario que la hormona o neurotransmisor tenga que penetrar al interior de la célula para producir el efecto, "a que puede hacerlo desde afuera.
Los receptores son protenas que atraviesan la membrana plasmática, de tal forma que la interacción hormona- receptor en el e)terior ocasiona un cambio conformacional del receptor, que puede afectar la parte e)tracelular, la zona o zonas transmembranales " las zonas intracelulares. Estas zonas de los receptores se llaman también dominios. #l interactuar la hormona " el receptor, la forma en el espacio de este cambia, " cambia no solo en las zonas inmediatamente cercanas a la hormona, sino en zonas más alejadas. Estos cambios conformacionales son los que determinan que un receptor este activo o en reposo. Los receptores que se encuentran en la membrana plasmática tienen diferentes caractersticas tanto estructurales como funcionales, lo que ha permitido dividirlos en varios grupos0 a. !os receptores acoplados a proteínas G 0 a estos receptores acoplados a protenas g se los llama asi por la forma en que funcionan, interact$an con componente por medios en el proceso, las protenas 5. por su estructura, también se los llama receptores de los siete dominios transmembranales. Estos receptores, podemos imaginarlos como un hilo en el que hemos enhebrado muchas perlas. %ada perla representa un aminoácido. Esta larga hebra atraviesa la membrana plasmática en siete ocasiones. 6a" receptores de este tipo para la adrenalina, la histamina, la serotonina, la adenosina, la angiotensina " muchas otras. b. Receptores canal% estos receptores son protenas integrales de membrana " están formados por varias sub - unidades. (on protenas que funcionan como canal permitiendo el paso de iones a través de la membrana plasmática. La especificidad para el paso de un ión " no de otros, depende de los aminoácidos que constitu"en este canal, pues cambiándolos por mutagénesis dirigida se ha logrado perturbar la selectividad iónica, en otras palabras, estas modificaciones pueden hacer que el receptor al activarse deje pasar un ión con carga negativa en lugar de uno con carga positiva. c. Receptores con acti&idad en*imática% (on protenas que presentan un sitio a un ligando especifico en su dominio e)tracelular " hacia su citoplasma su estructura presenta actividad enzimático, generalmente comportándose como una protena capaz de inducir a la fosforilación de otras protenas intracelulares " cambiando su funcionamiento. # este grupo pertenecen los receptores de factores de crecimiento. 3. Receptores internos% se localizan en el interior de la célula, libres en la parte soluble del citoplasma, el citosol. Los receptores citoplasmáticos no permanecen estáticos al igual que los de la membrana, cambian su localización en la célula. #ctualmente se sabe que viaja al n$cleo, su movilización es parte fundamental del mecanismo de transmisión del mensajero. Es importante hacer notar que su función básica es la misma, reconocer al mensajero " continuar el proceso de activación celular.
