Ejercicios: Comunicación celular y vías de transducción de señales

Define los términos ligando y receptor. Luego describe en una o dos oraciones qué le ocurre normalmente a una proteína receptora cuando se une a ella el ligando correcto.

Clasifica cada ejemplo como señalización autocrina, paracrina, endocrina o directa (yuxtacrina):

(a) la insulina liberada por el páncreas viaja por la sangre hasta las células del hígado;

(b) una célula secreta un factor de crecimiento que se une a receptores de esa misma célula;

(c) una neurona libera un neurotransmisor que se difunde por la sinapsis hasta la célula vecina;

(d) una molécula señal en la superficie de una célula se une a un receptor de una célula que la toca.

Las tres etapas de la señalización celular son recepción, transducción y respuesta. Para cada evento, indica a qué etapa pertenece:

(a) la epinefrina se une a un receptor acoplado a proteína G en una célula del hígado;

(b) una serie de proteínas cinasas se fosforilan unas a otras en secuencia;

(c) el glucógeno se descompone en glucosa.

En una célula del músculo cardíaco, la epinefrina se une a un receptor acoplado a proteína G, que activa una proteína G y luego la adenilil ciclasa, la cual produce el segundo mensajero AMPc. El AMPc activa la proteína cinasa A y el corazón late más rápido. La enzima fosfodiesterasa degrada el AMPc a AMP. Un fármaco bloquea la fosfodiesterasa. Predice cómo cambia el fármaco la respuesta de la célula a una cantidad dada de epinefrina y explica tu razonamiento.

Un factor de crecimiento normalmente se une a un receptor tirosina cinasa, que inicia una cascada de fosforilación que le indica a la célula que se divida. Una mutación en el gen del receptor hace que este esté activo incluso cuando no hay factor de crecimiento. Predice qué ocurre con la tasa de división celular en células con esta mutación y explica por qué este tipo de mutación se relaciona con el cáncer.

Se exponen tres tipos de células cultivadas a la hormona X y se mide si las células producen la proteína Y.

Explica por qué las células B y C no responden, aunque fallan por razones distintas. Luego propón un experimento que muestre si el defecto de la célula C está antes o después de la cinasa en la vía.

Unos investigadores agregan un ligando a células normales y a células mutantes que carecen de una fosfatasa. Luego miden la cantidad de proteína de señalización fosforilada (unidades arbitrarias) a lo largo del tiempo.

(a) Describe el patrón de cada tipo de célula. (b) Explica qué papel desempeña la fosfatasa en la vía. (c) Predice en qué se diferencia la respuesta celular de las células mutantes de la de las células normales durante 30 minutos y justifica tu predicción. (d) Describe un control que incluirías en este experimento.

La toxina del cólera, producida por Vibrio cholerae, modifica químicamente la proteína G de las células intestinales de modo que no puede apagarse sola y permanece activa. Esto mantiene activa la adenilil ciclasa y eleva el AMPc, lo que hace que las células secreten grandes cantidades de iones cloruro y agua hacia el intestino y produzcan diarrea grave. (a) Traza la vía desde la proteína G hasta el síntoma. (b) Explica por qué la toxina tiene un efecto mucho mayor que una sola molécula señal que se une una vez a un receptor. (c) Un investigador propone un fármaco que bloquee el receptor de la superficie celular. Evalúa si revertiría el efecto de la toxina y justifica tu respuesta.