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Clase 31 by Mind Map: Clase 31

1. Células regenerativas del nicho de la médula ósea

1.1. ¿Qué le da la capacidad de ir produciendo células de distintas características?

1.1.1. Células troncales (células madre)

1.1.1.1. Capacidades

1.1.1.1.1. Auto-renovación

1.1.1.1.2. Diferenciarse

1.1.1.2. Reciben distintos nombres según el tipo de célula en la que se diferencien

1.1.1.2.1. Ejemplo

1.1.2. Potencialidad

1.1.2.1. Células del desarrollo embrionario

1.1.2.1.1. Totipotenciales

1.1.2.1.2. Pluripotenciales

1.1.2.2. Células en el organismo adulto

1.1.2.2.1. Multipotenciales

1.2. Conclusión de esta diapo:

1.2.1. Los osteoblastos y los osteoclastos tienen origenes totalmente distintos

1.2.1.1. Osteoclastos

1.2.1.1.1. Derivan de células troncales hematopoyéticas

1.2.1.2. Osteoblatos

1.2.1.2.1. Derivan de células troncales mesenquimales

2. Linaje de los osteoblastos

2.1. Cada paso en la diferenciación de un osteoblasto está mediado por señales moleculares que van ordenando a la célula que se vaya diferenciando y por factores de transcripción

2.1.1. Señales moleculares

2.1.1.1. Célula troncal embrionaria

2.1.1.1.1. Célula troncal mesenquimal estomal

2.1.2. Factores de transcripción

2.1.2.1. Osteoprogenitores

2.1.2.1.1. Programa genético mediado por dos factores de transcripción

2.2. Cuando una célula va cambiando y va adquiriendo alguna función en especial

2.2.1. Expresa proteínas características

2.2.1.1. Osteoblasto

2.2.1.1.1. Genera la matriz ósea

2.3. Pregunta: en la clase anterior habíamos visto que los osteoblastos expresaban también la fosfatasa alcalina y colágeno, pero acá en la diapo dice que son los pre-osteoblastos?

2.4. Todo esto ocurre cuando en el ciclo de remodelamiento oseo se necesitan los osteoblastos?

3. Señalización

3.1. Rutas de transducción de señales

3.1.1. Interruptores moleculares

3.1.1.1. Encienden o apagan vías moleculares

3.1.1.1.1. (Para transmitir la señal a través de la célula se necesitan moléculas que hagan llegar el mensaje al efector y estos interruptores encienden o apagan las moléculas para que le llegue el mensaje al efector)

3.1.1.2. Les llega una señal de entrada

3.1.1.2.1. Consecuencia

3.1.1.3. Existen dos tipos

3.1.1.3.1. Fosforilación

3.1.1.3.2. Unión a GTP

3.2. Por fosforilación

3.2.1. Para un estado

3.2.1.1. Una kinasa

3.2.1.1.1. Toma una proteína y un ATP

3.2.2. Para el otro estado

3.2.2.1. Una fosfatasa

3.2.2.1.1. Hidroliza el grupo fosfato

3.2.3. Ojo: fosforilación no implica encendido

3.3. Por unión a GTP

3.3.1. Para encender

3.3.1.1. Proteína unida a GTP

3.3.1.2. Llega una proteína GEF, le quita el GDP y le coloca un GTP en su lugar

3.3.1.2.1. (GEF = factores de intercambio de nucleótidos)

3.3.2. Para apagar

3.3.2.1. Proteína unida a GDP

3.3.2.2. Mediante la hidrólisis del fosfato gamma del GTP, convirtiéndose a GDP

3.3.2.2.1. Hidrolizada por la misma proteína que está unida al GTP, tiene la actividad catalítica de ser una GTPasa

3.3.2.2.2. Ella misma se auto-apaga dada la instrucción de una proteína GAP

3.3.3. Resumen

3.3.3.1. GTPasa puede estar activa o inactiva

3.3.3.1.1. GEF la activa

3.3.3.1.2. GAP le da la instrucción de inactivarse

4. Características de los sistemas de transducción de señales

4.1. Especificidad

4.1.1. Lograda por la complementariedad molecular precisa entre las moléculas de señal y sus receptores.

4.1.2. Proteína receptora molecularmente complementaria a un tipo de señal y no a otro

4.1.2.1. A veces no son específicas para una sola molécula, sino para un tipo de molécula

4.1.2.1.1. Receptores en la lengua

4.2. Amplificación

4.2.1. Resultado de la activación de una enzima asociada al receptor de la señal

4.2.1.1. La que a su vez cataliza la activación de varias moléculas de una segunda enzima

4.2.1.1.1. Así sucesivamente

4.2.2. Moléculas de señal están presentes en concentraciones muy bajas

4.2.2.1. Sin embargo los efectos que tienen que generar deben ser potentes

4.2.2.1.1. Cascadas de enzimas

4.3. Modularidad

4.3.1. Las proteínas de señal pueden interaccionar, mezclándose y combinándose para crear complejos con diferentes funciones o localizaciones intracelulares.

4.3.2. Las células dependiendo de su grado de diferenciación o distintos tipos de célula

4.3.2.1. Responden ante una misma señal de forma distinta

4.3.3. Dependiendo del tipo de célula o del grado de diferenciación, ante una misma señal se producen distintas respuestas

4.3.3.1. Ante una misma señal se generan distintos complejos de proteínas dependiendo de la célula

4.3.3.1.1. Las unidades de estos complejos son intercambiables

4.3.3.1.2. Gatillado generalmente por la fosforilación

4.3.3.2. Ejemplo

4.3.3.2.1. Acetilcolina

4.4. Desensibilización/Adaptación

4.4.1. Cuando una señal se encuentra presente continuamente el sistema del receptor se desensibiliza.

4.4.2. Cuando un receptor recibe una señal, va a generar una respuesta

4.4.2.1. Como parte de esta respuesta está que el receptor se apague para que no siga recibiendo la señal y se produzca una hiperactivación.

4.4.2.1.1. No necesita estar constantemente recibiendo la señal, con que inicie el ciclo es suficiente

4.4.3. Mecanismos varios

4.4.3.1. El más común

4.4.3.1.1. Receptor que está en la membrana se endocita

4.4.4. Esto es algo que está siempre ocurriendo?

4.5. Integración

4.5.1. Es la capacidad del sistema para recibir múltiples señales y producir una respuesta unificada apropiada a las necesidades de la célula o el organismo.

4.5.2. Las células están siempre recibiendo múltiples mensajes

4.5.2.1. Cuando se producen mensajes discordantes, la célula tiene que tomar una decisión

4.5.2.1.1. Actúa según el cambio neto que produzcan estas señales discordantes

5. Receptores

5.1. Acoplados a canales iónicos

5.1.1. Canales ionicos activados por voltaje

5.1.2. Canales ionicos activados por ligandos

5.1.2.1. La apertura o cierre de este canal iónico para que permita el paso de iones en favor de su gradiente electroquímico

5.1.2.1.1. Gatillado por una molécula de señal

5.1.2.2. Abundantes en el sistema nervioso central

5.1.2.2.1. Receptores de glutamato

5.1.2.2.2. Receptores GABA

5.2. Acoplados a proteína G

5.2.1. Proteínas de membrana de 7 segmentos transmembrana

5.2.2. ¿Qué hace cuando le llega su ligando?

5.2.2.1. Acoplarse a una proteína G, que está en la cara citosólica de la membrana

5.2.2.1.1. El receptor actúa como una GEF y le cambia el GDP por GTP a la proteína G

5.2.2.2. Resumen

5.2.2.2.1. Receptor activa proteína G, proteína G activa una enzima, enzima produce algún compuesto intracelular

5.2.3. Concepto importante

5.2.3.1. Primer mensajero

5.2.3.1.1. Molécula de señal extracelular

5.2.3.2. Segundo mensajero

5.2.3.2.1. Molécula intracelular que produce la enzima

5.2.4. No está directamente acoplado a la enzima, sino que necesita una proteína G como intermediario

5.3. Con actividad enzimática intrínseca

5.3.1. Ellos mismos en su estructura tienen la actividad enzimática

5.3.1.1. La misma proteína receptora es, en la parte intracelular, una enzima

5.3.1.1.1. En su gran mayoría actividad de tipo tirosina kinasa

5.3.2. Al llegarle la señal

5.3.2.1. Receptores se dimerizan y comienzan a fosforilar, empezando por fosforilarse así mismos

5.4. Asociados a enzimas

5.4.1. El receptor no tiene actividad catalítica

5.4.2. Al llegar la señal se dimerizan o trimerizan y ahí se puede acoplar una enzima

5.4.3. No tienen proteína G intermediaria

6. Crecimiento

6.1. Señalización de la hormona del crecimiento

6.1.1. Hormona del crecimiento (GH) permite el crecimiento de los huesos

6.1.1.1. Características

6.1.1.1.1. Producida por la adenohipófisis

6.1.1.1.2. No tiene efecto directo en los huesos

6.1.1.1.3. Tiene efecto directo en el hígado

6.1.1.2. Receptor (GHR)

6.1.1.2.1. Asociado a enzimas

6.1.1.3. Resumen

6.1.1.3.1. Ante la hormona del crecimiento, el hígado aumenta la transcripción de IGF1

6.2. Activación de los receptores para factores de crecimiento

6.2.1. Factores de crecimiento (GF)

6.2.1.1. Señales extracelulares

6.2.1.1.1. Factores de crecimiento hacen que

6.2.1.2. Algunos son

6.2.1.2.1. IGF1

6.2.1.2.2. FGF

6.2.1.2.3. EGF

6.2.1.2.4. VEGF

6.2.1.2.5. NGF

6.2.1.2.6. PDGF

6.2.1.3. Receptores de los factores de crecimiento

6.2.1.3.1. Receptores con actividad enzimática intrínseca

6.2.1.3.2. ¿Cómo actúan?

6.3. Acoplamiento de moléculas de señal a los receptores tirosina kinasa activos

6.3.1. Concepto importante:

6.3.1.1. Cuando uno se sitúa en una etapa del proceso, todo lo que ocurrió antes se llama río arriba y todo lo que ocurre después se llama río abajo

6.3.2. Tirosinas fosforiladas actúan como lugares de unión de proteínas con dominios SH2

6.4. La vía de las kinasas activadas por mitógenos (Factores de crecimiento y división celular)

6.4.1. Fueron llamados mitógenos porque favorecían la mitosis

6.4.2. ¿Qué moléculas hacen que los receptores tengan la consecuencia de generar más mitosis?

6.4.2.1. Proteínas kinasas activadas por los factores de crecimiento

6.4.2.1.1. Indispensables para que la célula se divida

6.4.2.1.2. Proteínas kinasas activadas por mitógenos (MAP-kinasas)

6.4.2.2. Resumen

6.4.2.2.1. GF llega a la célula

6.4.2.2.2. Induce que el receptor se dimerice y se auto fosforile

6.4.2.2.3. Se unen proteínas a la parte intracelular del receptor

6.4.2.2.4. Se une una GEF llamada RAS, que prende el interruptor molecular, que activa la MAP4 kinasa, que activa la MAP-kinasa-kinasa kinasa, que activa la MAP kinasa kinasa, que activa la MAP kinasa, que finalmente genera el aumento en la división celular

6.4.3. Detalle

6.4.3.1. 1. Dos moléculas de GF se unen al receptor

6.4.3.1.1. Induce a que el receptor se dimerice y trans-fosforile en sus dominios intracelulares

6.4.3.2. 2. Se une RAS a la parte fosforilada del receptor

6.4.3.3. 3. Una GEF activa a RAS

6.4.3.4. 4. RAS activada se mueve a activar a Raf

6.4.3.4.1. Raf = MAPKKK

6.4.3.5. 5. Raf activada activa a MEK

6.4.3.5.1. MEK = MAPKK

6.4.3.6. 6. MEK activada activa a ERK

6.4.3.6.1. ERK = MAPK

6.4.3.7. 7. ERK se va al núcleo y activa los factores de transcripción para aumentar la expresión de genes

6.5. Organización de la vía de las MAPKs a través de proteínas andamio

6.5.1. Proteínas de andamio/armazón

6.5.1.1. Capaces de unir a las distintas quinasas que están en el modulo de señalización

6.5.1.2. En algunos casos también unen a la Ras

6.5.1.3. Esto permite que las quinasas se activen rápidamente en serie

6.5.1.3.1. Una vez que se activa la MAPKKK inmediatamente al lado tiene a la MAPKK y así sucesivamente

6.5.1.4. 5 a 10 minutos en que se active la vía

6.5.1.4.1. Si estuvieran sueltas en el citosol, se demoraría horas

6.5.1.5. Este módulo se utiliza en distintas respuestas

6.5.1.5.1. Quinasas pueden generar respuestas distintas porque los andamios son distintos

6.6. Regulación de la traducción de proteínas (Factores de crecimiento y crecimiento celular)

6.6.1. 1. Factor de crecimiento se une al receptor tirosina quinasa

6.6.2. 2. Receptor tirosina quinasa se dimeriza y transautofosforila

6.6.3. 3. PI3-quinasa se une a una fosfotirosinasa del receptor

6.6.4. 4. PI3-quinasa fosforila PIP2, produciendo PIP3

6.6.5. 5. Akt se une a través de su dominio PH a PIP3

6.6.6. 6. Akt es activada por PKD1 y mTOR2

6.6.7. 7. Akt fosforila a proteína GAP Tsc2, inhibiéndola

6.6.8. 8. Gracias a la inhibicón de Tsc2, Rheb GTP se activa

6.6.9. 9. Rheb GTP activa a mTOR1

6.6.10. 10. mTOR estimula la producción de proteínas ribosomales y de inicio de traducción

6.6.10.1. Estimula la producción de proteínas y así crece

6.6.10.2. mTOR1 es inhibida por rapamicina

6.6.10.2.1. Inhibe el crecimiento celular y alarga la vida

6.7. Factores de crecimiento y sobrevida celular

6.7.1. La vía que permite que la célula sobreviva

6.7.1.1. AKT inhibe proteínas pro-apoptóticas

6.7.1.1.1. Bad

6.7.1.1.2. Bim

6.7.1.2. Detalle

6.7.1.2.1. 1. Factor de crecimiento se une al receptor tirosina quinasa

6.7.1.2.2. 2. Receptor tirosina quinasa se dimeriza y transautofosforila

6.7.1.2.3. 3. PI3-quinasa se une a una fosfotirosinasa del receptor

6.7.1.2.4. 4. PI3-quinasa fosforila PIP2, produciendo PIP3

6.7.1.2.5. 5. Akt se une a través de su dominio PH a PIP3

6.7.1.2.6. 6. Akt es activada por PKD1 y mTOR2

6.7.1.2.7. 7. Akt se disocia de la membrana plasmática y fosforila varias proteínas diana

6.8. Señalización del factor de crecimiento tipo insulina (IGF)-1

6.8.1. La insulina actúa prácticamente igual

6.8.2. Receptor de IGF1 no es típico para factores de crecimiento

6.8.2.1. El receptor es un tetrámero que ya está armado

6.8.2.2. IGF1 activa el receptor

6.8.2.2.1. Empiezan a fosforilarse algunas proteínas intra celulares e intranucleares

6.9. Liberación de IGF-1 desde la matriz ósea por parte de los osteoclastos

6.9.1. El IGF-1 es secretado por el hígado, y llega a los huesos, concentrándose dentro de la matriz

6.9.2. Para que pueda actuar sobre los osteoblastos, necesita escapar de la matriz osea

6.9.2.1. ¿Como puede salir?

6.9.2.1.1. Gracias a los osteoclastos

6.9.3. Si el osteoclasto se esta comiendo el hueso, se necesita estimular a lo osteoblastos para que generen ese hueso perdido

6.9.3.1. Actúa de forma paracrina para la diferenciación de los osteoblastos

7. Técnicas

7.1. Inmunofluorescencia indirecta

7.1.1. Activación de moléculas en las células

7.1.2. Basadas en anticuerpos

7.1.2.1. Proteínas producidas por células plasmaticas linfocitos B diferenciados

7.1.2.2. Tienen una región que reconoce moleculas en especifico, los antígenos

7.1.2.2.1. Se unen de manera especifica a los antígenos

7.1.3. Agregar a la celula anticuerpos fluorescentes

7.1.3.1. Anticuerpos fluorescentes se unen a una proteina en especifico y asi la podemos ubicar en la celula

7.1.3.2. También nos permite ver la diferencia en cantidad de proteínas

7.1.4. Rol del IGF-1 en la diferenciación de osteoblastos

7.1.4.1. Huesitos de raton que carecen de IGF1

7.1.4.1.1. Huesos mas cortos y menos densos

7.2. Western blot

7.2.1. Procedimiento

7.2.1.1. Se carga un extracto de proteínas en un gel de SDS-poliacrilamida

7.2.1.2. Colocamos en un pocillo la muestra de proteínas

7.2.1.3. Transferencia electroforética de proteínas a una membrana

7.2.1.3.1. Se coloca el gel y se pone en un sándwich que tiene papel filtro, una membrana como nitrocelulosa, luego se coloca el gel y luego se coloca otro papel filtro

7.2.1.3.2. Proteínas quedan impresas en la membrana

7.2.1.4. Luego incubamos las proteínas en la membrana con anticuerpos, que reconocerán solo proteínas en especifico

7.2.1.5. Se agrega un anticuerpo secundario específico para el anticuerpo primario, etiquetado con una enzima

7.2.1.5.1. Se genera algún colorante o brillo observable en radiografía

7.2.1.6. Con una placa radiográfica se observa la banda

7.2.1.7. La banda es representativa de la proteina y la intensidad de la banda es proporcional a la cantidad de proteina

7.2.2. Vías moleculares activadas por IGF-1

7.2.2.1. Wéstern blot para varias proteínas

7.2.2.2. PI3K se activa con IGF-1

7.2.2.3. Actividad de AKT

7.2.2.3.1. Al agregar IGF-1 se activa

7.2.2.4. Actividad de mTOR

7.2.2.4.1. Rapamicina solo inhibe la activación de mTOR

7.3. ELISA

7.3.1. Cuando las proteínas están solubles en el plasma es difícil hacer un Western

7.3.2. ELISA nos permite estudiar proteinas en solucion

7.3.3. Ocupa anticuerpos

7.3.4. 96 pocillitos

7.3.4.1. Al pocillo se le echa el anticuerpo en la base

7.3.4.2. Luego le echamos la muestra

7.3.4.3. Anticuerpo va a fijar la proteina especifica en el pocillo

7.3.4.4. Agregamos un segundo anticuerpo que agregara una reacción de color

7.3.4.5. Mientras mas de nuestra proteina teniamos pegado, se pegaran mas anticuerpos de color y asi se puede hacer una curva de calibración

7.3.5. Disminución del IGF-1 almacenado en la matriz ósea con el envejecimiento

7.3.5.1. Hipótesis: va disminuyendo al cantidad de IGF-1 con el envejecimiento

7.3.5.2. Con ELISA medimos IGF-1 en el plasma y este no va disminuyendo con el envejecimiento

7.3.5.3. Si medimos la IGF-1 presente en el hueso, esta si disminuye su nivel