2 - INTRODUÇÃO AOS MECANISMOS DE TRANSDUÇÃO DE SINAL

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INTRODUÇÃO AOS MECANISMOS DE TRANSDUÇÃO DE SINAL – Sinalização Celular 
Nosso metabolismo é complexo. Ele é formado por diferentes órgãos, tecidos e células que possuem funções específicas, e essas 
células precisam trabalhar de forma integrada, trocando informações sobre: a concentração de íons e glicose nos fluidos 
extracelulares, as atividades metabólicas interdependentes que ocorrem em diferentes tecidos, e também no embrião, e sobre a 
localização correta de células durante o desenvolvimento. Esta comunicação entre células é chamada de Sinalização Celular 
 
 
São quatro as etapas da Sinalização Celular (Comunicação Intercelular): 
À esquerda temos a Célula sinalizadora, que produz e libera o sinal químico, a molécula sinalizadora. À direita temos a Célula alvo, 
aquela capaz de detectar o sinal químico e alterar o seu metabolismo, respondendo a esse sinal modificando a sua fisiologia. 
 
Esta comunicação entre as células é feita por 
moléculas sinalizadoras, também chamadas de 
sinais químicos, fazendo então o controle do 
metabolismo. E esses sinais irão regular a 
atividade das enzimas marcapasso/regulatórias 
das rotas metabólicas. As células 
desenvolveram a capacidade de receber e 
responder esses sinais, alterando assim a sua 
bioquímica/fisiologia. 
Na primeira etapa temos a síntese e a liberação 
da molécula sinalizadora pela célula 
sinalizadora. Depois é feito o transporte da 
molécula sinalizadora até a célula alvo. Então é 
feita a detecção do sinal químico pela célula 
alvo, por meio de um receptor específico 
(receptor com especificidade para sinal 
químico). Por último nós teremos a modificação 
do metabolismo da função ou do 
desenvolvimento celular, acionada pelo 
complexo sinal-receptor, ou seja, haverá uma 
cascata de eventos bioquímicos que irá 
culminar na resposta celular à este sinal 
químico. 
A sinalização extracelular pode ser de cinco tipos: 
 
 
 
 
 
 
 
Na sinalização Endócrina, a molécula 
sinalizadora é o hormônio que vai agir na 
célula alvo distante do local de sua produção. 
A célula sinalizadora é chamada de 
Célula/Glândula Endócrina, e o hormônio 
consegue atingir a célula alvo que está 
distante por meio da corrente sanguínea: Ele 
é liberado na corrente sanguínea e viaja até 
encontrar a célula que possui/expressa 
receptores para aquele hormônio, a célula 
Alvo. Esse tipo de comunicação é um tipo de 
comunicação LENTA. 
A Sinalização mais rápida que existe entre 
duas células é a sinalização sináptica. Na 
Sinalização Sináptica a molécula sinalizadora 
é o Neurotransmissor, que vai agir numa 
célula alvo muito próxima de onde ele foi 
formado. A célula Sinalizadora é chamada de 
Neurônio Pré-Sináptico, a que possui o 
receptor para o Neurotransmissor é 
chamada de célula pós sináptica (pode ser 
um outro neurônio, uma célula muscular 
[junção neuromuscular], uma célula 
endócrina [junção neuroendócrina]). A 
aproximação entre o neurônio pré-sináptico 
e a célula pós-sináptica é chamado de 
Sinapse, e o espaço entre elas é chamada de 
Fenda Sináptica. O neurônio pré-sináptico 
sintetiza o neurotransmissor e quando 
houver uma despolarização nesta célula esse 
neurotransmissor que está guardado na 
vesícula sináptica vai ser liberado na fenda 
sináptica e vai viajar até o receptor que está 
na célula pós-sináptica que vai responder 
então à presença desse Neurotransmissor 
 
 
 
➢ A célula alvo consegue detectar a presença do sinal químico por meio da ligação dele ao seu receptor e a partir dessa 
ligação ocorre uma cascata de eventos bioquímicos que vai culminar numa resposta fisiológica. 
Na Sinalização parácrina, as moléculas 
sinalizadora são os mediadores locais, 
eles agem rapidamente próximo ao 
local onde foram produzidos. 
Na Sinalização Autócrina, a molécula 
sinalizadora também é chamada de 
Mediador Local, no entanto a diferença é 
que a célula sinalizadora e a célula alvo são a 
mesma. Esse tipo de comunicação é uma 
comunicação rápida também e é usada por 
embriões/neonatos para o desenvolvimento 
e crescimento e por adultos na resposta 
imune e inflamatória. 
Essa sinalização é feita por meio de proteínas 
que podem ser canais proteicos de junções 
comunicantes (gap junctions) por onde 
passam íons e metabólitos, ou por meio de 
proteínas que estão ligadas à membrana e que 
vão interagir com receptores da membrana de 
outra célula (como os fatores de crescimento 
epidérmico). 
 
 
 
 
O receptor tem afinidade e especificidade pelo seu ligante. A especificidade ocorre devido à uma complementaridade 
estereoespecífica ou estereoquímica entre o ligante e o sítio de ligação do receptor. Essa especificidade é mediada por ligações 
não covalentes que se estabelecem entre o ligante e o sítio de ligação do receptor (ligações do tipo iônicas, hidrofóbicas, pontes 
de hidrogênio) e essa interação entre o ligante e o receptor promove mudanças conformacionais que vai alterar a atividade 
biológica desse receptor deixando-o ativado. Exemplo: Se é um receptor do tipo canal iônico a presença do ligante vai permitir a 
abertura desse canal iônico pelo qual passarão determinado íons. Portanto, na especificidade, a molécula sinalizadora se encaixa 
no sítio de ligação do receptor complementar, outros sinais não se encaixam. 
 
Como a Célula vai traduzir aquela 
ligação entre o sinal químico e o 
receptor 
 
Kd - Constante de Dissociação 
Quanto maior o valor do KD menor é a 
afinidade do receptor pelo ligante porque 
vai ser necessário uma maior quantidade de 
ligante para ocupar metade dos sítios de 
ligação. 
 
 
As proteínas sinalizadoras são moduláveis, elas possuem afinidades multivalentes, ou seja, elas podem reconhecer diferentes 
proteínas, diferentes moléculas e interagir com elas formando diversos complexos de sinalização, o que quer dizer que a célula 
pode combinar um conjunto de moléculas sinalizadoras formando complexos proteicos/multienzimáticos, com diferentes 
funções/localizações dentro da célula, e os pontos de contato entre essas proteínas pra formar esses complexos são sítios 
fosforilados/resíduos de aminoácidos fosforilados. A formação desse complexo desencadeou uma resposta celular. 
 
A outra propriedade é da amplificação do sinal 
químico: quando enzimas ativam enzimas e o 
número de moléculas aferradas aumentam 
geometricamente na cascata enzimática. No 
final, a partir de um único sinal químico, têm-se 
dezenas-centenas de enzimas 3 ativadas por 
este sinal, essas enzimas 3 são o alvo desse 
sinal. 
Quando um sinal químico está continuamente 
ligado a seu receptor ocorre a 
dessensibilização/adaptação desse receptor, 
ou seja, a ativação do receptor a partir da 
ligação com o ligante dispara um circuito de 
retroalimentação que desliga o receptor 
(como uma inativação por ligação covalente) 
ou remove o receptor da superfície (por 
internalização e degradação do complexo 
ligante-receptor) isso ocorre para que a célula 
seja sensível quando houver uma nova 
liberação do sinal químico e dessa forma possa 
responder a esse sinal. 
 
 
Os tipos de Mecanismos de Transdução de Sinal são classificados de acordo com os tipos de receptores: 
 
A integração é a capacidade de um sistema 
de receber múltiplos sinais e produzir uma 
resposta unificada adequada às necessidades 
da célula ou organismo, ou seja, quando dois 
sinas diferentes apresentam efeitos opostos 
(exemplo um aumenta a concentração de X e 
outro diminui a concentração de X, a 
resposta será a junção desses dois efeitos, 
mantendo assim a homeostasia da célula ou 
organismo). 
Quando os componentes de um sistema de 
sinalização estão localizados/confinados em 
uma mesma estrutura subcelular específica, a 
célula pode regular o processo localmente, 
sem afetar regiões distantes da própria 
célula, ou seja, quando a enzima que destrói 
um mensageiro está co-localizada com aenzima que produz esse mensageiro dentro 
da célula, esse mensageiro é destruído antes 
que ele se difunda pela célula, e a resposta 
fica limitada à esta região da célula. 
 
 
 
Os receptores intracelulares interagem com 
pequenas moléculas hidrofóbicas que 
conseguem se difundir através da membrana 
plasmática e entrar na célula. Esses receptores 
podem ser citoplasmáticos ou nucleares, no 
caso dos citoplasmáticos a ligação com o ligante 
ativa o receptor e o complexo todo é deslocado 
para dentro do núcleo. Esses receptores 
nucleares e citoplasmáticos quando ativados, 
funcionam como fatores de transcrição gênica, 
eles interagem com o DNA, regulando a 
expressão de genes específicos. Como exemplos 
temos os receptores citoplasmáticos para 
glicocorticóides e os receptores nucleares para 
vitamina D. 
Os receptores de Superfície de membrana por 
sua vez interagem com moléculas hidrofílicas. 
São proteínas que em geral possuem um 
domínio extracelular que contém o sitio de 
ligação para o ligante, um ou mais domínios 
transmembrana em α-hélice, e um domínio 
intracelular que vai disparar a cascata de 
sinalização. Esses receptores tem um efeito 
rápido e imediato nos níveis de íons ou de 
ativadores e inibidores enzimáticos, e um efeito 
mais lento sobre a expressão gênica. 
Nessa figura observa-se que há uma série de tipos de receptores de superfície de membrana. Vamos estudar a transdução de sinal 
do Glucagon, da Adrenalina e da Insulina, que são importantes hormônios reguladores do metabolismo celular. O Glucagon e a 
Adrenalina possui receptores associados à Proteína-G, que é uma proteína que ativa a produção de segundos mensageiros 
celulares. A Insulina possui receptores do tipo Tirosina-Cinase, que é uma enzima que se auto-fosforila e que pode fosforilar uma 
série de proteínas dentro da célula.