Questionário comunicação celular

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Questionário Comunicação celular
1. Nas imagens abaixo, identifique sinalização dependente de contato (A), comunicação parácrina (B), comunicação sináptica (C), comunicação endócrina (D) e comunicação autócrina (E). Use exemplos de cada um destes processos.
1- Comunicação autócrina- as células respondem aos mediadores que elas mesmas produziram 
2- Comunicação parácrina: moléculas-sinal se difundem no líquido extracelular, células-alvos vizinhas
3- Comunicação endócrina: tipo mais popular, as moléculas sinalizadoras são os hormônios, transportadas através da circulação, células-alvo em locais distantes
4- Comunicação sináptica: apenas em células excitáveis, moléculas-sinal são os neurotransmissores, ocorre nas sinapses, conversão de sinais elétricos em uma forma química
5- Sinalização dependente de contato: moléculas sinal localizadas na membrana plasmática das células sinalizadoras, receptor na membrana das células-alvo. Essa sinalização dependente de contato é importante, especialmente durante o desenvolvimento e na resposta imune
2. Qual a relação da natureza hidrofílica e hidrofóbica de uma molécula sinalizadora e sua interação com seu receptor?
Em geral, as moléculas – sinal extracelulares pertencem a duas classes. A primeira e maior consiste em moléculas que são grandes demais ou demasiadamente hidrofílicas para atravessar a membrana plasmática da célula-alvo. Elas contam com receptores na superfície da célula-alvo para transmitir sua mensagem pela membrana.
A segunda e menor classe de sinais consiste em moléculas que são suficientemente pequenas ou hidrofóbicas para atravessar a membrana plasmática. Uma vez dentro da célula, essas moléculas ativam enzimas intracelulares ou se ligam a proteínas receptoras intracelulares que regulam a expressão gênica.
Explique e identifique os tipos de receptores que estão exemplificados na figura abaixo
1-Receptor associado à proteína G: a interação do ligante externo (L) ao receptor (R) ativa uma proteína intracelular ligadora de GTP (G), que regula uma enzima (Enz) que gera um segundo mensageiro (X)
2-Receptor tirosina-cinases: a interação do ligante ativa a atividade tirosina-cinase por autofosforilação
3-Receptor guanilil-ciclase: a interação do ligante ao domínio extracelular estimula a formação do segundo mensageiro GMP cíclico
4-Canal iônico com portão: abre-se e fecha-se em resposta à concentração do ligante sinalizador ou potencial de membrana
5-Receptor de adesão: liga moléculas na matriz extracelular, altera a conformação, modificando sua interação com o citoesqueleto
6-Receptor nuclear: a ligação do hormônio permite ao receptor regular a expressão de genes específicos
3. Quais as características de uma molécula sinalizadora que possui um receptor intracelular?
A molécula sinal que possui receptor intracelular é hidrofóbica pois conseguirá passar pela bicamada lipídica da célula-alvo. Exemplos: hormônios esteroides e óxido nítrico 
A molécula sinal que é hidrofílica possui receptor extracelular
4. Em que consiste a resposta primária e secundária em resposta a uma molécula sinalizadora com receptor intracelular?
Resposta primária: ativação direta de genes específicos, pelas moléculas sinalizadoras, que codificarão proteínas primárias
Resposta secundária: ocorre a transcrição de genes de proteínas secundárias que irão efetuar
5. Ao dizermos que uma proteína intracelular se comporta com comutadora molecular, o que se espera desta proteína no processo de sinalização?
A maioria das moléculas sinalizadoras intracelulares são proteínas que auxiliam na transmissão do sinal pela geração de segundos mensageiros ou pela ativação da proteína seguinte na via sinalizadora ou efetora. Muitas dessas se comportam como comutadores moleculares. Quando recebem um sinal, elas passam do estado inativo para o ativo, até que outro processo as inative, retornando-as ao seu estado original. A inativação é tão importante quanto a ativação. Para que uma via de sinalização, após transmitir um sinal, possa se recuperar e ficar preparada para transmitir outro sinal, cada molécula ativada deve retornar ao seu estado inativo inicial.
A maior classe de comutadores moleculares consiste em proteínas que são ativadas ou inativadas por fosforilação. No caso dessas proteínas, elas são, por um lado, fosforiladas por uma proteína-cinase, que adiciona um ou mais grupos fosfato de modo covalente, e, por outro lado, desfosforiladas por uma proteína-fosfatase, que remove os grupos fosfato da molécula.
Dois tipos de proteínas sinalizadoras intracelulares que atuam como comutadores moleculares: Uma proteína-cinase adiciona covalentemente um fosfato do ATP à proteína sinalizadora, e uma proteína-fosfatase remove o fosfato. Apesar de não estarem representadas na figura, diversas proteínas são ativadas por desfosforilação e não por fosforilação. Uma proteína de ligação a GTP é induzida a trocar seu GDP por GTP, o que a ativa; esta proteína é autoinativada quando hidrolisa seu GTP a GDP
6. Como acontece a regulação de uma proteína GTPase monomérica? E no caso de proteínas G triméricas, como acontece esta regulação?
Dois tipos principais de proteínas de ligação a GTP participam nas vias de sinalização intracelular.
As proteínas triméricas de ligação ao GTP (também chamadas proteínas G), grandes, transmitem mensagens a partir dos receptores acoplados à proteína G. Outros receptores de superfície celular contam com GTPases monoméricas, pequenas, que ajudam na transmissão de seus sinais. As proteínas monoméricas de ligação ao GTP são auxiliadas por dois grupos de proteínas reguladoras. Os fatores de troca do nucleotídeo guanina (GEFs) ativam as proteínas comutadoras por promoverem a troca de GDP por GTP, e as proteínas ativadoras de GTPase (GAPs) as inativam por promoverem a hidrólise do GTP
As G triméricas não necessitam de proteínas externas para se ativarem porque atuam como GEF- se ativam sozinhas.
7. Conceitue complexos de sinalização, baseando-se na figura abaixo
Três tipos de complexos de sinalização intracelular:
-Um receptor e algumas proteínas sinalizadoras intracelulares, que são ativadas sequencialmente por ele, são pré-associados em uma grande proteína de suporte, formando um complexo de sinalização com o receptor inativo.
-Um complexo de sinalização é organizado sobre o receptor somente após sua ativação pela ligação de uma molécula de sinalização extracelular; aqui o receptor ativado faz autofosforilação em múltiplos sítios, que atuam, então, como sítios de ancoragem para proteínas sinalizadoras intracelulares.
 -A ativação de um receptor leva ao aumento da fosforilação de fosfolipídios específicos (fosfoinositídeos) na membrana plasmática adjacente, os quais servem como sítios de ancoragem para proteínas sinalizadoras intracelulares específicas, que podem agora interagir entre si.
8. Como a resposta de uma sinalização pode variar em relação ao tempo?
A velocidade de qualquer resposta sinalizadora depende da natureza das moléculas de sinalização intracelular que executam a resposta da célula – alvo. Quando a resposta envolve somente mudanças em proteínas já existentes na célula, ela pode ocorrer muito rapidamente: por exemplo, uma mudança alostérica em um canal iônico controlado por neurotransmissor pode alterar o potencial elétrico da membrana plasmática em milissegundos e as respostas dependem da fosforilação de proteínas podem ocorrer em segundos. Contudo, quando a resposta envolve mudanças na expressão gênica e na síntese proteica, normalmente demora muitos minutos ou horas.
9. Quais mecanismos de dessensibilização a sinais extracelulares se encontram representados na imagem
Sequestro do receptor, retrorregulação do receptor, inativação do receptor, inativação de proteínas sinalizadoras e produção de proteínas inibidoras
10. Explique como ocorre a sinalização celular iniciada por uma GPCR. Use o esquema abaixo para descrever as fases deste processo.
Quando uma molécula-sinal (ligante) se liga ao GPCR, ele sofre uma mudança conformacional e, devido a isso, a subunidade alfa trocaPIB (difosfato de guanosina) por GTP. A subunidade alfa vai se dissociar (se afastar das subunidades beta e gama) e regular as proteínas alvo. Proteína alvo retransmite o sinal. GTP é hidrolisado, perde fosfato, em PIB.
11. Qual(is) mensageiro(s) secundário(s) será(ão) influenciado(s) caso a subunidade alpha (α) de uma proteína Gs perca a sua atividade GTPase? Qual tipo de alteração? De que forma esta alteração vai influenciar a ativação de quinases?
Quem vai sofrer alteração é a adenilil-ciclase, que produz o AMP cíclico (segundo mensageiro), se ela não quebra o GTP, ela permanece ativa e estimula indefinidamente a produção de AMPc e uma das doenças causadas por isso é a cólera.
12. Relacione a influência da toxina da cólera e a sinalização mediada por GPRCs. 
A bactéria da cólera libera uma toxina que mantém a proteína Gs ativa (Gs: essa ptn G estimula uma ptn chamada adenilato ciclase). Portanto, essa toxina não deixa a proteína G se inativar fazendo com que a adenilato ciclase não pare de trabalhar e a consequência disso nas células do intestino é que elas então jogam muito cloro e água pra fora causando uma forte diarreia que leva muita perda de água e de íons. 
13. Como os receptores tirosina-cinases funcionam e qual efeito na via de sinalização intracelular espera encontrar se uma célula que possui Ras com uma mutação que levou à perda da atividade GTPase da proteína?
Receptores acoplados a enzimas: Os receptores tirosina-cinases RTKs atuam no crescimento celular, proliferação, diferenciação, sobrevivência e migração. 
Como funcionam? 
RTKs são inativos quando estão separados, eles têm o domínio tirosina cinase que está inativo, ali ela vai agir como uma enzima que vai ligar fosfato a uma tirosina. A molécula sinal é um dímero, por exemplo, e assim conseguirá unir as duas partes das RTKs que estavam separadas ativando o domínio tirosina cinase e assim, uma cauda vai fosforilar a outra. E então, proteínas específicas vão se ligar a esses resíduos de tirosina fosforilados e essas proteínas também, ao se ligarem aí, serão ativadas. E isso vai ativar as vias de sinalização intracelular.
A maioria das RTKs vão ativar uma GTPase Ras (que estará ligada ao GDP). Após acontecer a ativação das RTKs, uma proteína adaptadora se liga à tirosina-cinase e uma Ras-GEF se acopla a essa proteína adaptadora e age sobre a proteína Ras inativa, fazendo ela trocar GDP por GTP, ativando-a e assim ela transmitirá o sinal.