Mediatore chimico. Recettore. Trasduzione del segnale. Risposta della cellula
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- Gilda Martina
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2 Mediatore chimico Recettore Trasduzione del segnale Risposta della cellula
3 I mediatori chimici sono prodotti da cellule specializzate e sono diffusi nell organismo da apparati di distribuzione Sistemi di distribuzione ad ampio raggio Neuroni Cellule endocrine neurotrasmettitori ormoni Sistemi di distribuzione a breve raggio Secrezione paracrina, autocrina, dipendente da contatto
4 Sistemi di distribuzione a breve raggio
5 Sistemi di distribuzione a breve raggio
6 Sistemi di distribuzione ad ampio raggio
7 Risposta a segnali extracellulari Lenta o Rapida Alcuni tipi di modificazione cellulare, come la crescita e la divisione cellulare comportano variazioni dell espressione e la sintesi di proteine nuove, per cui avvengono con tempi relativamente lunghi. Altri come il movimento cellulare, la secrezione, particolari risposte metaboliche non coinvolgono il nucleo cellulare per cui avvengono più rapidamente.
8 Natura chimica del mediatore Diversi tipi di recettori
9 Recettori intracellulari I recettori per gli ormoni steroidei sono spesso fattori di trascrizione che inducono una risposta cellulare attivando l espressione di specifici geni
10 Recettori nucleari
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12 Tutti i recettori di superficie sono proteine allosteriche Un dominio extracellulare che contiene il sito di legame per il mediatore Un dominio intracellulare che contiene un sito funzionale coinvolto, direttamente o indirettamente, nella produzione della risposta
13 Recettori di superficie Esistono 3 classi principali di recettori di superficie 1. Recettori annessi a canali ionici 2. Recettori accoppiati alle proteine G 3. Recettori associati ad enzimi
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15 Indirettamente I recettori accoppiati a proteine G costituiscono la più grande famiglia di recettori di superficie. Le proteine G sono sempre composte da 3 subunità proteiche e sono localizzate nel versante citoplasmatico della membrana cellulare.
16 In assenza di segnale il recettore e la proteina G sono inattivi L attivazione del recettore determina l associazione recettore-proteina G L associazione induce la subunità alfa a scambiare il GDP con il GTP. Questo fa dissociare la proteina G in una subunità alfa ed in un complesso betagamma
17
18 (GTP La subunità alfa possiede attività GTPasica GDP + P), quindi dopo un breve intervallo idrolizza il GTP a GDP, si riassocia al complesso beta-gamma ed il segnale viene interrotto
19 Recettore Raccordo Molecole effetrici Tra le molecole effettrici che rispondono alle proteine G ricordiamo: Il sistema dell adenilato ciclasi
20 L adenilato ciclasi è un enzima integrato nella membrana plasmatica, con il sito attivo esposto sul versante citoplasmatico che catalizza la reazione: ATP camp + pirofosfato Il camp è un secondo messaggero di vita breve
21 Solitamente il camp attiva la protein chinasi A che a sua volta può attivare, fosforilandole, vari tipi di proteine
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23 Segnale Adrenalina Tessuto bersaglio Muscolo Scheletrico Proteina G camp PKA Fosforilazione di enzimi che intervengono nel metabolismo del Glicogeno Produzione di Glucosio
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25 I recettori tirosina chinasi trasmettono il segnale alle proteine Ras
26 Le proteine Ras sono delle GTPasi che agiscono a valle dei RTK. Analogamente alle proteine G, vengono attivate dalla fosforilazione del GDP a GTP.
27 L attivazione di Ras attiva la cascata delle MAP chinasi (Proteine chinasi attivate da mitogeni)
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29 Negli organismi multicellulari le cellule post-mitotiche possono uscire dal ciclo cellulare ed entrare in uno stato di riposo specializzato chiamato G 0. La cellula può rimanere in G 0 per giorni, settimane o anche anni prima di riprendere la proliferazione. Alcuni tipi cellulari restano permanentemente in G 0
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31 Figure Essential Cell Biology ( Garland Science 2010)
32 Le cicline Sono proteine la cui concentrazione intracellulare varia periodicamente in maniera ciclica ed in modo netto oscillando da zero a valori relativamente elevati che vengono raggiunti in momenti critici del ciclo cellulare. Esse non posseggono attività enzimatica propria, ma la capacità di interagire con proteine-chinasi specifiche predisponendone l attività funzionale
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34 Mitogeni Segnali extra-cellulari Fattori di crescita stimolano la proliferazione cellulare eliminando i freni molecolari intracellulari che limitano la progressione del ciclo in fase G 1
35 Proteina Rb
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Messaggeri proteici e Recettori di membrana: Meccanismi di trasduzione del segnale Figure e tabelle: Becker et al. ; Il mondo della cellula EdiSES Wolfe, Biologia molecolare e cellulare - EdiSES Le cellule
Ioni fosfato e proteine (anioni) sono prevalenti nella cellula
Equilibrio osmotico tra liquido intracellulare e liquido extracellulare (e plasma) mm Na + K + Cl - HCO 3 - grandi anioni proteine Liquido intracellulare Liquido extracellulare 10 140 140 5 5 35 10 35