12. Comunicación celular y señales químicas: La comunicación celular es la capacidad que tienen todas las células, de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células. Las células generalmente se comunican entre sí mediante señales químicas. Estas señales químicas, que son proteínas u otras moléculas producidas por una célula emisora, con frecuencia son secretadas por la célula y liberadas en el espacio extracelular. Las señales endocrinas viajan por el torrente sanguíneo para llegar a los tejidos y células blanco. Las señales que se originan en una parte del cuerpo y viajan a su objetivo a través del torrente sanguíneo se llaman hormonas. La señalización paracrina es una forma de señalización celular en la que una célula secreta una molécula de señalización que induce cambios en las células cercanas, alterando el comportamiento o la diferenciación celular de esas células. En la señalización autocrina una célula se manda señales a sí misma, al liberar un ligando que se une a un receptor en su propia superficie (o, según del tipo de señal, a receptores dentro de la célula). Proteínas receptoras: Estas proteínas se encuentran localizadas sobre la membrana, la cual permite que se reconozca y se adhiera a las moléculas específicas. Este proceso produce una unión, y dicha unión permite que haya una interacción con los receptores para que se genere una alerta para la respuesta celular. Un ligando (del Latín ligandum, ligando) es una sustancia (usualmente una molécula pequeña) que forma un complejo con una biomolécula. En un sentido más estricto, es una molécula que envía una señal al unirse al centro activo de una proteína. Los efectores son células nerviosas que ejecutan respuestas ante los estímulos que reciben. Todas las células de un animal tienen que responder de forma coordinada. Existen células especializadas (efectoras) en elaborar respuesta, la secreción de sustancias y el movimiento. ESPECIFICIDAD: se refiere a la capacidad de una proteína de unir una molécula con preferencia a otra molécula; depende de la complementariedad molecular. AFINIDAD: se refiere a la fuerza de unión (mayor complementariedad molecular, mayor afinidad de la interacción de dos proteínas). Los receptores acoplados a proteínas G o RAPG (en inglés, GPCR: G protein-coupled receptors), también conocidos como receptores transmembrana de siete dominios, receptores 7TM, receptores heptahelicoidales, receptor serpentina, y receptores ligados a proteínas G, comprenden una gran familia de proteínas de receptores transmembrana que responden a una variedad de estímulos extracelulares que van desde fotones y pequeñas moléculas hasta péptidos y proteínas, tales como hormonas, neurotransmisores y agentes paracrinos los cuales activan las vías de transducción de señales y, finalmente, dan origen a las respuestas celulares específicas. En el ser humano existen más de 800 RAPG diferentes, ubicados en distintos sistemas, que participan en funciones tan variadas como la visión, el olfato, el gusto; funciones neurológicas, cardiovasculares, endocrinas y reproductivas. Esta ubicuidad convierte a los RAPGs en un objetivo principal del desarrollo farmacológico siendo el blanco de aproximadamente el 40% de todos los fármacos modernos. Los canales iónicos forman poros de membrana que pueden abrirse y cerrarse. Cuando el canal iónico se abre, forma un poro acuoso que se extiende a través del espesor de la membrana. ... Los iones fluyen pasivamente en favor de su gradiente electroquímico. En biología celular y molecular, un receptor de tirosina quinasa es un receptor celular asociado a una vía de señalización intracelular caracterizado por pertenecer a la familia de los receptores con actividad enzimática intrínseca o asociada y por poseer como ligandos a la insulina, al factor de crecimiento epidérmico, al factor de crecimiento de fibroblastos, neurotrofinas y a otros factores tróficos. Las características moleculares del receptor de tirosina quinasa comprenden la posesión de una hélice alfa transmembranal individual, aunque la proteína intrínseca posee un dominio citosólico con actividad de tirosina quinasa, y su vía de transducción de señal incluye a la proteína G monomérica Ras asociada a la MAPK, vía IP3-DAG o vía inositol trifosfato (PI3)-quinasa. De este modo, su activación mediante un estímulo externo provoca una cascada interna de reacciones enzimáticas que facilita la adaptación de la célula a su entorno, por mediación de mensajeros secundarios. Receptores con actividad enzimática intrínseca. Este grupo de receptores, a diferencia de los anteriores, no requiere de moléculas intermedias para la activación de enzimas efectoras sino que la unión del ligando al receptor es capaz de activar la catálisis del propio receptor. En bioquímica y biología molecular se denomina segundo mensajero a toda molécula que transduce señales extracelulares corriente abajo en la célula, hasta inducir un cambio fisiológico en un efector, como, por ejemplo, una kinasa o un factor de transcripción.​ Adenosín monofosfato cíclico es un nucleótido que funciona como segundo mensajero en varios procesos biológicos. Es un derivado del adenosín trifosfato, y se produce mediante la acción de la enzima adenilato ciclasa a partir del adenosín trifosfato. Las tirosina quinasas son un conjunto de enzimas perteneciente al grupo de las proteína quinasas, que catalizan la transferencia de un grupo fosfato desde ATP a un residuo de tirosina de una proteína. Esta fosforilación es una función esencial de transducción de señales para la comunicación intracelular e intercelular en metazoos. Están presentes en la membrana plasmática, en las membranas de los orgánulos, en el citosol celular o en el núcleo celular, a las que se unen específicamente otras sustancias químicas llamadas moléculas señalizadoras, como las hormonas y los neurotransmisores. Los canales activados por voltaje contienen un sensor que incluye varios aminoácidos con carga positiva que se mueven en el campo eléctrico de la membrana durante la apertura o cierre del canal. El cambio en la diferencia de potencial eléctrico en ambos lados de la membrana provoca el movimiento del sensor. Los canales iónicos activados por ligando son canales de iones que abren en respuesta a la unión de un ligando. Para formar un canal, este tipo de receptores de superficie celular tiene una región que atraviesa la membrana con un canal hidrofílico (que ama el agua) en medio. La neurotransmisión (del latín: transmissio= paso, cruzar, viene desde transmitto= envío, dejan pasar), también llamada transmisión sináptica, es el proceso mediante el cual se liberan las moléculas de señalización llamadas neurotransmisores. La neurotransmisión se lleva a cabo en una sinapsis, y se produce cuando se inicia un potencial de acción en la neurona presináptica. Los neurotransmisores liberados se unen a los receptores, en la neurona postsináptica, y pueden provocar cambios tanto a corto plazo, en el potencial de membrana postsináptico, o cambios a largo plazo, producidos por la activación de cascadas de señalización.Las neuronas forman redes por las cuales viajan los impulsos nerviosos, llamados potenciales de acción; estos son esenciales para la transmisión de las señales. Estas señales se mueven desde el sistema nervioso central (SNC) a través de las neuronas eferentes y también hacia el SNC a través las neuronas aferentes, a fin de coordinar los músculos, las secreciones corporales y las funciones de órganos críticos para la vida. Los receptores nicotínicos son canales iónicos de la familia de receptores cys-loop de tipo colinérgicos, es decir, que son capaces de responder al mediador químico acetilcolina; se denominan nicotínicos porque pueden ser activados por la nicotina, a diferencia de los receptores muscarínicos, que son activados por la muscarina. La muscarina (alcaloide responsable de la toxicidad de ciertos hongos) imita las acciones estimuladoras de la acetilcolina sobre la musculatura lisa y glándulas. Por esta razón, a los receptores vinculados con ella se les llamó receptores muscarínicos, los cuales son bloqueados por la atropina. 13. Mecanismos celulares y moleculares del desarrollo embrionario: Segmentación y formación de la blástula El huevo del erizo de mar es del tipo oligolecito y simétrico radialmente. Antes de la fecundación, la pigmentación es homogénea. Sin embargo, como consecuencia de las reacciones a la fecundación, aparece un gradiente vertical en la pigmentación que aumenta desde el polo animal o superior al vegetativo o inferior, que adquiere un color rojo . Dicho gradiente se pone más de manifiesto por centrifugación y por reducción del verde Jano. El huevo es fecundado en el agua. La primera etapa del desarrollo del cigoto se conoce con el nombre de segmentación, ya que éste se divide con rapidez, según planos verticales u horizontales a través de la circunferencia del huevo, originando células más pequeñas (blastómeros). La dirección de estos planos se determina por el plano de división del núcleo (placa ecuatorial). El primer plano de segmentación es vertical. El segundo es también vertical y el siguiente horizontal, dando lugar al estadio de ocho blastómeros. Entre estas mitosis no hay crecimiento celular sino sólo un reparto de citoplasma del huevo entre los blastómeros. En el siguiente estadio (16 blastómeros) ya tiene lugar una división desigual del citoplasma, originando tres grupos celulares: Mesómeros. Son los blastómeros superiores que forman un anillo de ocho células. Macrómeros. Los cuatro blastómeros situados inmediatamente debajo de los mesómeros son de mayor tamaño que éstos y se dividen por un plano vertical y luego por otro horizontal, para dan lugar a dos capas de ocho células cada una. Micrómeros. Son los blastómeros inferiores que forman otro anillo de cuatro células muy pequeñas. En el proceso de segmentación se va formando un conglomerado celular, de aspecto más o menos macizo, que, por su parecido a una mora, se denomina mórula. Reputadas antaño puro material de empaquetamiento del ADN nuclear, estas proteínas están capacitadas para ejercer una doble misión: bloquear la activación de muchos genes o promover, por contra, su expresión. La expresión génica es el proceso por medio del cual todos los organismos, tanto procariotas como eucariotas transforman la información codificada por los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su desarrollo, funcionamiento y reproducción con otros organismos. La expresión génica es clave para la creación de un fenotipo. Los genes selectores son genes que regulan la secuencia de los procesos de diferenciación embrionaria en el tiempo y en el espacio a lo largo de los ejes, que son determinados por la actividad de los genes posicionales: mediante la producción de factores de transcripción especifican en el plano corpóreo general las numerosas regiones donde se formarán los varios órganos y tejidos, operación denominada "modelado" (patterning). Cambios en los dominios de expresión de genes Hox originan lo que se conoce como transformación homeótica (un determinado segmento adquiere la identidad de otro situado en una posición distinta en el eje anterior-posterior a consecuencia de un código Hox modificado). La diferenciación celular es el proceso por el cual las células cambian de un tipo celular a otro, generalmente uno más especializado. El estudio de la miogenesis y de diversas enfermedades neuromusculares requiere generalmente el uso de tecnicas in vitro, idealmente de cultivos primarios tridimensionales.En esta tesis, se ha identificado la poblacion de precursores miogenicos de la piel como la de las celulas satelite del paniculo carnoso, se ha propuesto un sistema de aislamiento y cultivo tridimensional para expandir y obtener una diferenciacion miogenica de dichas celulas in vitro, y se ha evaluado su potencial regenerativo in vivo.Asimismo, se ha trasladado este sistema de cultivo y diferenciacion celular a biopsias de musculo cremaster humano analizando su potencial miogenico tanto in vitro como in vivo y mostrando asi las primeras evidencias de su aplicabilidad en futuras terapias celulares.Por ultimo, se ha estudiado el papel fisiologico del paniculo carnoso y se propone su idoneidad para el estudio de diversos procesos biologicos relevantes como la cicatrizacion o la incorporacion de celulas derivadas de la medula osea donante tras un trasplante. La neurogénesis (nacimiento de nuevas neuronas) es el proceso por el cual se generan nuevas neuronas a partir de células madre y células progenitoras.A través de precisos mecanismos genéticos mediante los cuales se determina el linaje celular se generan diferentes variedades de neuronas excitatorias e inhibitorias desde diferentes tipos de células madre neurales.La neurogénesis se encuentra más activa durante el desarrollo prenatal y es responsable de poblar con neuronas el encéfalo en crecimiento. Recientemente se ha demostrado que la neurogénesis continúa en dos partes del cerebro adulto de mamíferos: la zona subgranular del giro dentado del hipocampo y la zona subventricular de los ventrículos laterales (llamada zona ventricular durante el desarrollo).Este proceso se conoce como neurogénesis adulta. Algunos estudios han mostrado que la testosterona en vertebrados y la prohormona ecdisona en insectos influyen en la velocidad de neurogénesis. La neurogénesis ocurre durante la embriogénesis de todos los animales y es responsable de producir todas las neuronas del organismo.Antes de que se produzca la neurogénesis las células madre neurales se multiplican hasta alcanzar el número correcto de células progenitoras. Por ejemplo, las células madre neurales primarias del encéfalo de mamíferos, llamadas células de glía radial, residen en una zona embrionaria llamada zona ventricular, adyacente a los ventrículos cerebrales en desarrollo.El proceso de neurogénesis requiere una división celular asimétrica de la célula madre neural progenitora que producirá neuronas hijas que no se dividirán de nuevo. Entre los factores moleculares y genéticos que influyen en la neurogénesis destaca la ruta de señalización Notch entre otros muchos genes que influyen en la regulación de la vía Notch.De esta forma todas las neuronas son posmitóticas y la mayoría de las neuronas del sistema nervioso central humano viven toda la vida del individuo. Por otra parte, en otros vertebrados también se ha observado neurogénesis regenerativa. Además, muchos antidepresivos han mostrado un incremento en el ratio de neurogénesis en el hipocampo. Diferenciación neuronal. Una vez que la neurona alcanza su destino comienza su diferenciación, fase en la cual la neurona adquiere las características morfológicas y fisiológicas de neurona adulta. los axones son los encargados de hacer que los impulsos nerviosos viajen a través de dos puntos del sistema nervioso, las dendritas son las encargadas de captar las sustancias químicas que salen desde la punta de los axones y de hacer que estas señales químicas se transformen o no en impulsos eléctricos El cono de crecimiento neural o cono de crecimiento agónico es una expansión cónica del extremo distal de axones y dendritas en desarrollo, descrita por primera vez por Ramón y Cajal que constituye la extensión de un axón en desarrollo para conseguir una conexión sináptica adecuada a lo largo del sistema nervioso. Las neurotrofinas o factores neurotróficos son una familia de proteínas formada por el factor de crecimiento nervioso (NGF, del inglés nerve growth factor), el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, del inglés brain-derived neurotrophic factor), la neurotrofina-1 (NT-1), la neurotrofina-3 (NT-3) y la neurotrofina-4 (NT-4). Se vierten al torrente sanguíneo y son capaces de unirse a receptores de determinadas células para estimular su supervivencia, crecimiento o diferenciación. Una de sus funciones es impedir a las neuronas diana que inicien la apoptosis, permitiendo así que las neuronas sobrevivan.