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Membrana plasmática Prof.ª Dra. Natália Aguiar natalia.aguiar@estacio.br ✓ Estrutura ✓ Funções ✓ Transporte ✓ Especializações Teoria celular: todas as células vivas eram formadas pelo crescimento e divisão de células existentes. 2 Microscópios: auxiliaram no descobrimento das células e das estruturas celulares A célula é a unidade que constitui os seres vivos Duas classes de células Procariontes: Parede celular Ausência de membranas Indivíduos independentes Pequenos Grande variedade de nichos Membrana plasmática é uma característica universal Diversidade de tamanho, forma e necessidades químicas muitas vezes refletem as diferenças na função celular São compostas pelos mesmos tipos de moléculas que participam nos mesmos tipos de reações químicas Teoria da Endossimbiose: Mitocôndria Cloroplastos Teorias de origem da vida Eucariontes: Núcleo Maiores e complexas Formam organismo multicelulares Animal: apresenta mobilidade Vegetal: cloroplastos Prof.ª Dra. Natália Aguiar Composição química celular 3 4 Membrana plasmática Barreira que impede que o conteúdo celular extravase e se misture ao meio circundante Para uma célula sobreviver e crescer, os nutrientes precisam atravessar a membrana plasmática de fora para dentro, assim como os resíduos devem ser eliminados. Como essas trocas acontecem? 5 Membrana plasmática A membrana plasmática possui canais altamente seletivos e proteínas transportadoras que permitem a importação e exportação de pequenas moléculas e íons específicos!! 6 Membrana plasmática ▪ As membranas celulares não são apenas fronteiras inertes que formam compartimentos na célula ▪ Barreiras com permeabilidade seletiva que controlam a passagem de íons e moléculas pequenas, como os solutos ▪ Suporte físico para a atividade ordenada das enzimas que nelas se situam ▪ Possibilitam o deslocamento de substâncias pelo citoplasma, mediante a formação de pequenas vesículas transportadoras ▪ Participam dos processos de endocitose (célula incorpora substâncias a partir do exterior) e de exocitose (célula secreta substâncias) ▪ Existem moléculas que possibilitam que as células se reconheçam e promovam a aderência entre si e com componentes da matriz extracelular ▪ Tem receptores que interagem especificamente com moléculas provenientes do exterior, como hormônios, neurotransmissores, fatores do crescimento e outros indutores químicos 7 Membrana plasmática ▪ A membrana plasmática está envolvida na comunicação celular, na importação e exportação de moléculas, no crescimento celular e na sua mobilidade. ▪ A membrana plasmática é composta por três tipos de biomoléculas: lipídeos, proteínas e carboidratos. 8 Membrana plasmática ▪ Procariotos: possuem apenas uma única membrana ▪ Células eucarióticas: possuem membranas internas que delimitam compartimentos intracelulares. ✓ As membranas internas formam diversas organelas: retículo endoplasmático, aparelho de Golgi e mitocôndrias. ✓ Membranas internas são construídas com bases nos mesmos princípios da membrana plasmática, existem diferenças sutis na sua composição (proteínas de membrana). Independentemente da sua localização, todas as membranas celulares são compostas por lipídeos e proteínas e dividem uma estrutura geral comum 9 Bicamada lipídica 10 Bicamada lipídica ▪ Estrutura fundamental de todas as membranas celulares. ▪ Os lipídeos das membranas celulares combinam duas propriedades bastante distintas: ✓ Região hidrofílica (interage com a água) ✓ Região hidrofóbica (não interage com a água) A presença de partes hidrofóbicas e hidrofílicas tem papel crucial no arranjo das moléculas lipídicas como bicamadas em ambientes aquosos Anfipáticas ▪ Lipídios frequentes nas membranas celulares: ✓ Fosfolipídeo; ✓ Colesterol; ✓ Glicolipídeo 11 Membrana plasmática Lodish , H. Biologia celular e molecular. 7a ed. Porto Alegre : Artmed, 2014. Fosfolipídeos Propriedade de autosselamento: qualquer ruptura na bicamada cria uma extremidade livre exposta à água. As moléculas da bicamada se rearranjam de maneira espontânea para eliminar a extremidade livre 12 Bicamada lipídica ▪ As moléculas anfipáticas estão submetidas a duas forças contraditórias: ✓ Cabeça hidrofílica: atraída pelas moléculas de água, ✓ Cauda hidrofóbica repele a água e se agregar com outras moléculas hidrofóbicas. ▪ A formação da bicamada lipídica satisfaz ambas as partes e é energeticamente mais favorável. ✓ As cabeças hidrofílicas permanecem expostas à água nas duas superfícies da bicamada; ✓ As caudas hidrofóbicas ficam protegidas da água e justapostas no interior, como o recheio em um sanduíche 13 Bicamada lipídica 14 Os lipídeos podem se mover dentro da bicamada lipídica? 15 Bicamada lipídica ▪ Os lipídeos podem se mover e trocar de lugar uns com as outros no plano da bicamada =>Fluidez ▪ Fluidez da membrana celular ▪ Importante para as funções da membrana, devendo ser mantida dentro de certos limites. ▪ Dependente das propriedades das caudas apolares Saturados + viscosa/- fluida - viscosa/+ fluida Insaturados Cada ligação dupla em uma cauda insaturada cria uma pequena “dobra” que torna mais difícil o empacotamento das caudas umas contra as outras. Por essa razão, uma bicamada lipídica que contenha uma grande proporção de caudas apolares insaturadas será mais fluida. 16 Bicamada lipídica ▪ Fluidez da membrana celular Tipos movimentos que os fosfolipídeos apresentam em uma bicamada lipídica. Devido a esses movimentos, as bicamadas se comportam como líquidos bidimensionais. 17 Bicamada lipídica ▪ Em células animais, a fluidez da membrana é modulada pela inclusão de moléculas do colesterol. ▪ Estão presentes em grandes quantidades na membrana plasmática, representando aproximadamente 20% dos lipídeos do total do peso da membrana. ▪ São pequenas e rígidas, ✓ Preenchem os espaços vazios entre as moléculas vizinhas de fosfolipídeos, originados pelas dobras das suas caudas apolares insaturadas ✓ O colesterol tende a tornar a bicamada mais rígida, menos flexível e menos permeável 18 Proteínas de membrana 19 Proteínas de membrana ▪ Desempenham a grande maioria das funções das membrana plasmática. ✓ Transporte; ✓ Adesão; ✓ Receptora; ✓ Enzimática. Cada tipo de membrana celular contém um conjunto diferente de proteínas, refletindo as funções especializadas de cada tipo de membrana em particular 20 Proteínas de membrana ▪ As proteínas de membrana se associam à bicamada lipídica de formas diferentes Anfipáticas (regiões hidrofóbicas e hidrofílicas) se estendem pela bicamada lipídica Todas as proteínas de membrana possuem uma única orientação na bicamada lipídica, que e essencial para a sua função Proteínas integrais de membrana Proteínas periféricas de membrana (inseridas na bicamada lipídica) Se prendem à superfície externa ou interna da membrana 21 Proteínas de membrana ▪ As proteínas integrais transmembrana, atravessam completamente a bicamada lipídica. Podem ser: ▪ Passagem múltipla (multipasso): poros aquosos transversais à bicamada lipídica, que permitem a passagem através da membrana de pequenas moléculas solúveis em água ▪ Passagem única (unipasso): são receptores de sinais extracelulares 22 Proteínas de membrana ▪ As proteínas integrais transmembrana, atravessam completamente a bicamada lipídica. Podem ser: Diferentes tipos de proteínas transmembranares: 1 – Unipasso 2 – Multipasso em alfa-hélice 3 – Multipasso em folha-beta 23 Proteínas de membrana ▪ Muitas membranas celulares são reforçadas e sustentadas por um arcabouço de proteínas ligadas à membrana por meio das proteínas transmembrânicas. ▪ A membrana plasmática das células animais é estabilizada por uma rede de proteínas fibrosas, chamada de córtex celular, que está ligada à face interna da membrana. 24 Proteínas de membrana ▪ As células podem criar barreiras que restrinjam componentes da membrana a um domínioespecífico moverem ▪ Nas células epiteliais que revestem o intestino: as proteínas de transporte envolvidas na absorção de nutrientes do intestino estão voltadas para o lúmen do intestino ▪ A distribuição de proteínas de membrana é assimétrica As proteínas podem ser presas: A) ao córtex celular dentro da célula B) a moléculas da matriz extracelular C) proteínas da superfície de outra célula. D)Barreiras de difusão podem restringi-las a um domínio de membrana específico 25 Camada de carboidratos ---Glicocálice--- 26 Camada de carboidratos ▪ Alguns lipídeos da camada externa da membrana plasmática possuem açúcares ligados covalentemente (glicolipídeos) ▪ A maioria das proteínas de membranas tem pequenas cadeias de açúcares, chamados de oligossacarídeos (glicoproteínas), ou uma ou mais cadeias polissacarídicas longas (proteoglicanos) Todo o carboidrato está localizado na face externa da membrana plasmática, formando um revestimento de açúcar chamado de camada de carboidratos ou glicocálice 27 Camada de carboidratos ▪ Função do glicocálice: ✓ Proteção da superfície celular contra danos mecânicos. • À medida que os oligossacarídeos e polissacarídeos adsorvem água, eles conferem à célula uma superfície lubrificada, que auxilia as células móveis, como os leucócitos, a se deslocarem em espaços pequenos e evita a adesão das células sanguíneas entre si ou à parede dos vasos sanguíneos. ✓ Importante papel no reconhecimento e na adesão celular • Camada de carboidratos na superfície das células de organismos multicelulares atua como um tipo de revestimento de diferenciação. • Camada característica de cada tipo celular é reconhecida por outros tipos celulares que interagem com a célula 28 Camada de carboidratos • Oligossacarídeos específicos reconhecimento do óvulo pelo espermatozoide • O glicocálice das hemácias determina os grupos sanguíneos (A, B, AB ou O) ✓ Esses glicídios funcionam como marcadores de determinados tipos de célula. ✓ O reconhecimento do tipo sanguíneo é fundamental para a realização de transfusões e para o tratamento de alguns problemas imunológicos 29 Atividade autônoma aura Prof.ª Dra. Natália Aguiar (Brasil Escola) Em 1972, foi proposto, por Singer e Nicolson, um modelo para explicar a estrutura da membrana plasmática. Esse modelo ficou conhecido por: a) Modelo da bicamada lipídica. b) Modelo do mosaico fluido. c) Modelo do mosaico lipídico. d) Modelo de Singer & Nicolson. e) Modelo da membrana de Singer. 30 Transporte na membrana 31 Transporte na membrana As células são capazes de transferir para o seu interior grupos de macromoléculas ou até mesmo outros microrganismos? 32 Transporte na membrana • Para sobreviver e crescer, as células devem ser capazes de trocar moléculas com seu ambiente ✓ Importar nutrientes, como açúcares e aminoácidos, ✓ Eliminar produtos metabólicos residuais ✓ Regular as concentrações de uma variedade de íons inorgânicos em seu citosol e organelas Como as membranas celulares controlam o tráfego de íons inorgânicos e pequenas moléculas solúveis em água para dentro e para fora da célula e de suas organelas envoltas por membranas? 33 Como se pode diferenciar o transporte passivo do transporte ativo? Prof.ª Dra. Natália Aguiar 34 Transporte na membrana • A permeabilidade é definida como sendo a travessia de solutos (ou seja, os íons e as moléculas pequenas) pela membranas celulares (entrada ou saída). Prof.ª Dra. Natália Aguiar Transporte Sem gasto de energia Transporte passivo Difusão simples Difusão facilitada Canais iônicos Transportadores Com gasto de energia Transporte ativo Transportadores 35 Transporte na membrana • A permeabilidade é definida como sendo a travessia de solutos (ou seja, os íons e as moléculas pequenas) pela membranas celulares (entrada ou saída). Prof.ª Dra. Natália Aguiar Transporte Sem gasto de energia Transporte passivo Difusão simples Difusão facilitada Canais iônicos Transportadores Com gasto de energia Transporte ativo Transportadores 36 Difusão simples • Substâncias lipossolúveis atravessam com alguma facilidade a zona hidrofóbica das membranas. ✓ Compostos lipossolúveis de maior tamanho (ácidos graxos e os esteroides) • Moléculas apolares pequenas – como o O2, o CO2 e o N2 – difundem-se livremente pelas bicamadas lipídicas. Prof.ª Dra. Natália Aguiar A água é o solvente no qual estão dissolvidos os solutos e dispersas as macromoléculas, desta forma o movimento das moléculas aquosas depende do gradiente osmótico entre os dois lados da membrana, e a água passa por difusão simples pela bicamada. • Moléculas polares pela bicamada lipídica depende do tamanho das mesmas; ou seja, quanto maiores as moléculas polares, menor a passagem. • Ocorre espontaneamente • Sua velocidade é diretamente proporcional à diferença de concentração (ou gradiente) do soluto entre um lado e outro da membrana 37 Porque os íons não passam pela membrana por difusão simples? Prof.ª Dra. Natália Aguiar Tendo em vista que os íons possuem carga elétrica, eles se unem a várias moléculas de água (a água se comporta como um dipolo) e isso impede que atravessem a bicamada lipídica por menores que sejam. 38 Difusão facilitada • Os componentes proteicos da membrana, canais iônicos e transportadores, facilitam e regulam a transferência dos solutos de um lado para outro da membrana. • O sentido da difusão é sempre a favor dos gradientes de concentração e de voltagem. • Não há consumo de energia Prof.ª Dra. Natália Aguiar • É passível de saturação. • Quando, em um canal iônico ou em uma permease, é alcançada a velocidade máxima do fluxo, a concentração do soluto não influenciará a velocidade. 39 Transportadores Prof.ª Dra. Natália Aguiar • Os transportadores são necessários à movimentação de quase todas as moléculas orgânicas pequenas através das membranas celulares. • Cada transportador é altamente seletivo, com frequência transferindo só um tipo de molécula. • Para guiar e impulsionar o complexo tráfego de moléculas pequenas para dentro e para fora da célula e entre o citosol e as diferentes organelas envoltas por membrana, cada membrana celular contém um conjunto de diferentes transportadores apropriados àquela membrana específica. 40 Difusão facilitada Canais iônicos • Formados por proteínas integrais transmembrana, geralmente do tipo multipasso • São extremamente seletivos ✓ Canais específicos para cada tipo de íon (Na+, K+, Ca2+, Cl−) • Os canais iônicos não estão continuamente abertos Prof.ª Dra. Natália Aguiar O fluxo de um íon é impulsionado pelo gradiente eletroquímico resultante do somatório do gradientes de concentração e de voltagem dos dois lados da membrana. O lado citosólico da membrana plasmática é eletronegativo com relação ao lado externo e isso favorece o influxo (ou dificulta o efluxo) dos íons com carga elétrica positiva. 41 Difusão facilitada Canais iônicos Prof.ª Dra. Natália Aguiar Os canais iônicos controlados por voltagem formam a base da resposta de fechamento foliar na mimosa • A resposta envolve a abertura de canais iônicos controlados por voltagem, gerando um impulso elétrico. • Quando o impulso alcança células de junção especializadas na base de cada folíolo, ocorre uma perda rápida de água por essas células, fazendo com que os folíolos se dobrem e se fechem súbita e progressivamente abaixo • da haste foliar. 42 Canais iônicos Prof.ª Dra. Natália Aguiar 43 Difusão facilitada Transportadores • Formados várias proteínas transmembrana multipasso • Cada permease apresenta sítios de ligação específicos para uma ou para duas classes de solutos Prof.ª Dra. Natália Aguiar A fixação do soluto provoca modificação na conformação da permease que possibilita a transferência de material para o outro lado da membrana 44 Difusão facilitada Transportadores Prof.ª Dra. Natália Aguiar Monotransporte (uniport)• Transferem um único tipo de soluto. Cotransporte (symport) • Transportam dois tipos de solutos simultaneamente no mesmo sentido. Contratransporte (antiport) • Transferem dois tipos de solutos em sentidos contrários. 45 Transporte ativo • Transporte do soluto ocorre no sentido contrário a seu gradiente de concentração ou de voltagem • Gasto de energia Apresenta as mesmas características de especificidade e saturabilidade apresentadas para a difusão facilitada, mas difere desta por ser realizada contra o gradiente do soluto. • Um dos sistemas de transporte ativo mais difundidos é o que estabelece as diferenças nas concentrações de Na+ e K+ entre o interior da célula e o líquido extracelular. Prof.ª Dra. Natália Aguiar O funcionamento da bomba provoca a troca de Na+ intracelular por K+ extracelular 46 Transporte ativo • A bomba de Na+-K+ ajuda a manter o balanço osmótico das células animais Prof.ª Dra. Natália Aguiar Entrada de água na célula: • Osmose: baixa concentração de soluto (alta concentração de água) para uma região de alta concentração de soluto • Aquaporinas: canais especializados para água A bomba de Na+-K+, bombeia para fora da célula o Na+ que escoa para dentro Se a concentração de solutos dentro de uma célula for maior do que aquela no exterior, a água se moverá para dentro por osmose, fazendo com que a célula inche 47https://www.youtube.com/watch?v=wgloUpS7IX8&ab_channel=GabrielMoraes 48https://www.youtube.com/watch?v=fV5LCuc_Uto&ab_channel=GabrielMoraes 49 Atividade autônoma aura Prof.ª Dra. Natália Aguiar As células são formadas tanto por substâncias orgânicas como inorgânicas. A membrana plasmática, por exemplo, é constituída principalmente por fosfolipídios e proteínas, sendo chamada de membrana lipoproteica. A constituição da membrana permite que ela selecione o que entra e o que sai da célula, uma característica denominada: a) permeabilidade absoluta. b) permeabilidade seletiva. c) impermeabilidade. d) permeabilidade de fluxo. e) hiperpermeabilidade. 50 51 Especializações da membrana plasmática Prof.ª Dra. Natália Aguiar 52 Especializações da membrana plasmática • A membrana pode desempenhar funções especiais que estão relacionadas com as especializações que ela pode apresentar, • Essas especializações podem estar presentes em uma das regiões da célula: Cada região pode apresentar especializações características Região Apical Região Lateral Região Basal Prof.ª Dra. Natália Aguiar 53 Especializações da membrana plasmática Prof.ª Dra. Natália Aguiar Especializações da região apical Aumento da superfície da membrana Microvilosidades Estereocílios Movimento celular Flagelos Cílios 54 Especializações da membrana plasmática Especializações da região apical • Microvilosidades • Prolongamentos do citoplasma recobertos por membrana. • Aumentam a superfície de absorção das células • Encontradas em células do intestino e tubos contorcidos proximais dos rins, que precisam absorver muitas substâncias Fotomicrografia de Microvilosidades de uma célula do intestino humano. Microvilosidades Prof.ª Dra. Natália Aguiar 55 Especializações da membrana plasmática Especializações da região apical Estereocílios • Semelhantes às microvilosidades, • Possuem maior comprimento e se ramificam frequentemente. • Aumentam a superfície de absorção facilitando o transporte de água e outras moléculas para dentro das células. • São encontrados nos epidídimos e no pavilhão auditivo. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 56 Especializações da membrana plasmática Especializações da região apical Cílios • Projeções móveis semelhantes a pelos. • São finos, curtos e móveis, • Presentes em grande quantidade em células do revestimento do sistema respiratório e de tubas uterinas. • Movimentam substâncias e partículas que estão sobre as células. • Alguns protozoários utilizam cílios para a sua locomoção. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 57 Especializações da membrana plasmática Prof.ª Dra. Natália Aguiar Especializações da região lateral Adesão entre as células Adesão entre as células e a matriz extracelular Oclusão entre as células Comunicação entre as células 58 Junção celular 59 Junção celular Muitas vezes, as células acham-se unidas umas às outras => Epitélio Como as células se unem? Através das junções celulares ✓ Vedação compacta para impedir o vazamento de moléculas ao longo do epitélio pelos espaços entre suas células; ✓ Ligações mecânicas fortes; ✓ Tipo especial de íntima comunicação química. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 60 Junção celular Junções compactas: ▪ Função de vedação ▪ Selam as células vizinhas de modo que as moléculas solúveis em água não podem vazar facilmente entre elas. ▪ Formadas por proteínas (claudinas e ocludinas). ▪ Organizadas em feixes ao longo das linhas das junções, criando o lacre. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 61 Junção celular ▪ As junções celulares que mantêm o epitélio unido, pela formação de ligações mecânicas, são de três principais tipos. ▪ Junções aderentes e os desmossomos: ligam uma célula epitelial à outra. ▪ Hemidesmossomos: ligam as células epiteliais à lâmina basal. Lâmina basal: treliça de macromoléculas, funcionalmente importante para a célula. Essa estrutura delimita o tecido epitelial do tecido conjuntivo subjacente. Trata-se de uma matriz rica em proteínas e polissacarídeos Prof.ª Dra. Natália Aguiar 62 Junção celular Junções aderentes e desmossomos: ▪ Ligam uma célula epitelial à outra. ▪ São formadas ao redor das proteínas transmembrânicas que pertencem à família das caderinas (exibem adesividade na presença de íons Ca2+). ▪ A molécula de caderina da membrana plasmática de uma célula se liga diretamente a uma molécula de caderina idêntica na membrana plasmática da célula vizinha Quando as células tocam umas nas outras, suas caderina se concentram nesse ponto de ligação. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 63 Junção celular Junções aderentes e desmossomos: ▪ Cada molécula de caderina está presa dentro de sua célula por meio de várias proteínas ligadoras aos filamentos de actina. ▪ Formam um cinturão de adesão contínuo ao redor de cada célula epitelial, logo abaixo das junções compactas. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 64 Junção celular Junções aderentes e desmossomos: ▪ Em um desmossomo, um grupo diferente de moléculas de caderina conecta os filamentos de queratina, os filamentos intermediários encontrados especificamente nas células epiteliais, logo abaixo das junções compactas. ▪ Confere grande força elástica à camada epitelial ▪ Abundante no epitélio resistente e exposto como o da epiderme, revestimento da língua e esôfago Prof.ª Dra. Natália Aguiar 65 Junção celular Junções comunicantes (tipo fenda) ▪ As junções tipo fenda proporcionam um canal de comunicação direta entre duas células adjacentes. ▪ As membranas das duas células estão próximas e exatamente paralelas, com um espaço bem estreito de 2 a 4 nm entre elas. ▪ Esta fenda não está totalmente vazia; ela é atravessada por extremidades salientes de muitos complexos proteicos transmembrânicos idênticos atravessam esta fenda (Conéxons) Prof.ª Dra. Natália Aguiar 66 Junção celular Junções comunicantes (tipo fenda) ▪ Os conéxons permitem que íons inorgânicos e pequenas moléculas solúveis em água passem diretamente do citosol de uma célula para o citosol da outra. ▪ Criando um um acoplamento metabólico e elétrico entre as duas células ▪ Podem se abrir ou fechar em resposta aos sinais extra ou intracelulares O citoplasma das células vegetais adjacentes é conectado por pequenos canais comunicantes denominados plasmodesmas. O citoplasma, em princípio, é contínuo de uma célula para outra Prof.ª Dra. Natália Aguiar 67 Junção celular Hemidesmossomos ▪ Uniões das células epiteliais à lâmina basal abaixo delas Bolhas As células da epiderme devem estar ligadas fortemente umas às outras e tambémancoradas ao tecido conectivo subjacente Prof.ª Dra. Natália Aguiar 68 Junção celular Prof.ª Dra. Natália Aguiar 69 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar 70 Comunicações intercelulares • As células dos organismos multicelulares usam centenas de tipos de moléculas de sinalização extracelulares para se comunicar umas com as outras. • A membrana plasmática também participa de alguns processos de comunicação intercelular, por meio da sinalização celular. • Um dos principais mecanismos que garantem o funcionamento integrado nos organismos pluricelulares é o da sinalização celular. • As células se comunicam mandando sinais elétricos ou químicos, que regulam as atividades celulares, respostas a estímulos do meio ambiente, e outras. • As moléculas-sinal podem ser proteínas, peptídeos, aminoácidos, nucleotídeos, esteroides, derivados de ácidos graxos e até mesmo gases dissolvidos Prof.ª Dra. Natália Aguiar 71 Comunicações intercelulares As células-alvo possuem proteínas chamadas de receptores que reconhecem e respondem especificamente à molécula-sinal. Transdução do sinal O receptor de uma célula-alvo recebe um sinal extracelular e o converte em moléculas de sinalização intracelular que alteram o comportamento celular. Célula sinalizadora Molécula-sinal extracelular Célula alvo Prof.ª Dra. Natália Aguiar 72 Comunicações intercelulares Sinalização celular Dependente de contato Endócrina Autócrina Parácrina Prof.ª Dra. Natália Aguiar 73 Comunicações intercelulares Sinalização Dependente de contato ▪ Mais específica e de mais curto alcance ▪ Não requer a liberação de uma molécula secretada. ▪ As células fazem contato direto por meio de moléculas-sinal localizadas na membrana plasmática das células sinalizadoras e proteínas receptoras inseridas na membrana plasmática da célula-alvo ▪ Desenvolvimento embrionário, especialização de células adjacentes iguais, para formar tipos celulares diferentes. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 74 Comunicações intercelulares Sinalização Dependente de contato Prof.ª Dra. Natália Aguiar 75 Comunicações intercelulares Sinalização Endócrina • Transmissão do sinal pelo corpo todo por sua secreção na corrente sanguínea dos animais. • As moléculas de sinalização extracelular são os hormônios, produzidas nas células endócrinas. Parte do pâncreas é uma glândula endócrina que produz vários hormônios – incluindo a insulina, que regula a captação da glicose em todas as células do corpo. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 76 Comunicações intercelulares Sinalização Endócrina Prof.ª Dra. Natália Aguiar 77 Comunicações intercelulares Sinalização Parácrina • As moléculas-sinal se difundem localmente pelo líquido extracelular, permanecendo nas vizinhanças da célula que as secretou. • Atuam como mediadores locais sobre as células próximas. • Muitas das moléculas-sinal que regulam a inflamação nos locais de infecção ou controlam a proliferação celular na cicatrização de um ferimento funcionam dessa maneira. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 78 Comunicações intercelulares Sinalização Parácrina Prof.ª Dra. Natália Aguiar 79 Comunicações intercelulares Sinalização autócrina As moléculas-sinal se difundem localmente pelo líquido extracelular, entanto, os mediadores é para promover a resposta da própria células As células cancerígenas às vezes promovem, assim, sua própria sobrevivência e proliferação. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 80 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar • Resposta limitada à um conjunto de sinais extracelulares • Responde seletivamente, mesmo exposta a centenas de moléculas-sinal • A resposta é dependente da presença do receptor específico Célula • Ativado por apenas um tipo de sinal • Sem o receptor apropriado, a célula será insensível ao sinal e não poderá reagir • A célula restringe os sinais que irá afetá-la, pois produz um pequeno conjunto de receptores Receptor 81 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar • Todas as proteínas receptoras de superfície celular se ligam a uma molécula--sinal extracelular • A mensagem é traduzida para uma ou mais moléculas de sinalização intracelular que alteram o comportamento da célula. Receptores Acoplados a canais iônicos Acoplados à proteína G Acoplados à proteína G 82 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar Receptores acoplados a canais iônicos • Também conhecidos como canais iônicos controlados por transmissores • Modificam a permeabilidade da membrana plasmática a íons específicos • Alteram o potencial de membrana • Produzem uma corrente elétrica • Transformam o sinal químico em um sinal elétrico ✓ Abertura ou fechamento de um canal iônico para o fluxo de íons específicos – como Na+, K+ ou Ca2+ – na membrana plasmática ✓ O deslocamento dos íons ocasionam mudança no potencial da membrana Importantes nas células nervosas e em outras células eletricamente excitáveis como as células musculares Um receptor acoplado a um canal iônico abre em resposta à ligação de uma molécula de sinalização extracelular 83 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar Receptores acoplados à proteína G • Medeiam respostas a uma enorme diversidade de moléculas de sinalização extracelular, incluindo hormônios, mediadores locais e neurotransmissores. • Diversidade de estrutura e função: ✓ Podem ser proteínas, pequenos peptídeos ou derivados de aminoácidos ou de ácidos graxos, ✓ Para cada uma delas existe um receptor ou um conjunto de receptores diferentes Proteína G • Proteínas receptoras transmembrânicas de sete passagens • Envolvidas em uma variedade tão grande de processos celulares, • São um alvo atraente para o desenvolvimento de fármacos para tratar vários distúrbios 84 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar Receptores acoplados à proteína G • Ativam as proteínas triméricas de ligação ao GTP (proteínas G) ligadas à membrana, as quais ativam (ou inibem) uma enzima ou um canal iônico na membrana plasmática, iniciando uma cascata de sinalização intracelular. Receptor acoplado à proteína G ✓ Se liga à sua molécula de sinalização extracelular, ✓ O receptor ativado sinaliza para uma proteína G no lado oposto da membrana plasmática Ativação (ou inibição) de uma enzima (ou um canal iônico) 85 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar Receptores acoplados a enzimas • Agem como enzimas ou se associam a enzimas no interior da célula • Quando estimulados, as enzimas podem ativar uma ampla variedade de vias de sinalização intracelular. 86 Comunicações intercelulares Prof.ª Dra. Natália Aguiar • Uma célula típica possui muitos tipos de receptores = sensibilidade a vários sinais extracelulares. • Permite que um número relativamente pequeno de moléculas-sinal, em diferentes combinações, exerça um controle complexo e refinado sobre o comportamento celular. Uma combinação de sinais pode ocasionar uma resposta que é diferente da soma dos efeitos que cada sinal desencadearia isoladamente 87 Comunicações intercelulares A mesma molécula-sinal pode induzir respostas distintas em células-alvo diferentes. Tipos celulares diferentes são configurados para responder ao neurotransmissor acetilcolina de modos distintos. Prof.ª Dra. Natália Aguiar 88https://www.youtube.com/watch?v=1r-A9RpbIr8&ab_channel=Anatomiaeetc.comNataliaReinecke Dúvidas? 89
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