ED P4 BIOCELL

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<p>Biologia Celular – ED4</p><p>1. Cite e explique os seis tipos de sinalização intercelular apresentados em aula.</p><p>Endócrina: A molécula sinalizadora (hormônio) age na célula alvo distante do sítio de síntese.</p><p>Sináptica: A molécula sinalizadora (neurotransmissor) age em uma célula alvo próxima de onde</p><p>ela foi formada (células próximas ao axônio).</p><p>Parácrina: As moléculas sinalizadoras (mediadores locais) agem em múltiplas células-alvo,</p><p>próximas do local de sua síntese.</p><p>Autócrina: A célula responde a substâncias liberadas por ela mesma. As moléculas sinalizadoras</p><p>são os mediadores locais.</p><p>Dependente de contato: Proteínas ligadas à membrana plasmática de uma célula podem interagir</p><p>com receptores de uma célula adjacente. Importante durante o desenvolvimento e resposta imune.</p><p>Comunicações Gap: São estruturas que permitem a comunicação entre células através de</p><p>conexinas (proteínas pertencentes a cada uma das células e que as atravessam).</p><p>2. Qual a importância para as células de se comunicarem entre si considerando a</p><p>interação com o meio externo e interno?</p><p>A sinalização celular faz parte de um complexo sistema de comunicação que governa e coordena</p><p>as atividades e funções celulares. A habilidade que as células possuem de perceber e responder</p><p>corretamente aos sinais do meio interno forma a base do desenvolvimento, da reparação de</p><p>tecidos, da imunidade e de outras funções de homeostasia. Erros existentes no processamento de</p><p>informação celular são responsáveis por doenças como a câncer, autoimunidade e diabetes. Se a</p><p>célula não recebesse nenhum sinal ela morreria. Só para sobreviver ela precisa receber várias</p><p>informações do meio externo sobre a disponibilidade de nutrientes, o número total de células do</p><p>órgão de que ela faz parte etc. Para se dividir, além dos sinais de sobrevivência, também são</p><p>necessários sinais de proliferação. Para que ela se diferencie em célula especializada, é preciso</p><p>que os sinais de proliferação não estejam presentes (ou que a célula não os reconheça mais porque</p><p>deixou de expor os receptores para eles) ao mesmo tempo em que sinais de diferenciação</p><p>apareçam.</p><p>3. Como ocorre a ativação da sinalização mediada por receptores associados a</p><p>enzimas?</p><p>Os receptores associados a enzimas, quando ativados, funcionam tanto diretamente como enzimas</p><p>quanto associados a outras enzimas. A maioria é de proteínas que atravessam a membrana uma</p><p>única vez, com seu sítio de ligação no exterior da célula e sítio catalítico no interior da mesma.</p><p>Os receptores enzimáticos são associados com proteínas que participam da cadeia de fosforilação,</p><p>ou seja, fosforilam grupos de proteínas específicas na célula-alvo.</p><p>4. Descreva os passos da sinalização mediada por receptores acoplados a proteína G</p><p>referente a ativação das enzimas abaixo:</p><p>• Adenilciclase</p><p>• Fosfolipase-C</p><p>Os receptores acoplados à proteína G (GPCR), são formados por sete domínios</p><p>transmembrana. Os GPCR são as primeiras estruturas envolvidas na transdução celular. Logo</p><p>após a interação do primeiro mensageiro com o GPCR, são vistas mudanças conformacionais</p><p>na estrutura deste último, iniciando o ciclo de atividade da proteína G. A cascata de ativação</p><p>intracelular inicia sua dinâmica graças à ação de uma proteína auxiliar GEF, que desloca o</p><p>GDP e dá lugar à ligação do GTP, configurando o estado ativo dessa proteína. Assim, a</p><p>subunidade α dissocia-se do dímero βγ e inicia cascatas de sinalização intracelular. Isso</p><p>resulta na ativação de efetores, tais como adenilciclase e fosfolipase-C.</p><p>A proteína Gs que ativa a adenilciclase – enzima intracelular aderida à membrana plasmática</p><p>que catalisa a formação de AMPc a partir do ATP – está relacionada com o aumento da</p><p>resposta celular. Assim, após a formação do complexo ligante/GPCR, a subunidade α da</p><p>proteína Gs, que interage com o nucleotídeo, catalisa a troca de GDP por GTP, assumindo a</p><p>forma ativa. A porção α da proteína desloca-se então do dímero βγ e ativa a adenilciclase,</p><p>resultando no aumento substancial da concentração de AMPc. O aumento na concentração de</p><p>AMPc intracelular culmina na ativação da proteína Kinase dependente de AMPc (PKA). Essa</p><p>enzima é composta por duas subunidades: uma reguladora (R), com alta afinidade pelo</p><p>AMPc, e uma catalítica (C). Na ausência de AMPc, a subunidade C torna-se inativa pela</p><p>formação de um complexo tetramérico R2C2.</p><p>A proteína Gq está envolvida na ativação da enzima fosfolipase C, que assim como a</p><p>adenilciclase participa da formação de segundos mensageiros. Depois de ativada ela degrada</p><p>o PIP2 presente na membrana em IP3 e DAG. Estes são os dois segundos mensageiros</p><p>envolvidos nas respostas fisiológicas mediadas pela proteína Gq. O IP3, dada sua estrutura</p><p>hidrossolúvel, migra pelo citosol e se liga a receptores específicos de IP3 no retículo</p><p>endoplasmático e mitocôndrias, promovendo a liberação do íon Ca+2 no citosol e</p><p>aumentando a concentração desse íon de forma brusca. O íon cálcio funciona como um</p><p>terceiro mensageiro que desencadeia respostas intracelulares. O DAG fica associado à</p><p>membrana plasmática devido à sua estrutura hidrofóbica, tendo a função de ativar a proteína</p><p>Kinase C (PKC), uma enzima ligada à membrana plasmática que promove a fosforilação de</p><p>radicais em diversas proteínas intracelulares.</p><p>5. Descreva o que é Ubiquitina e como ela está associada a funções celulares, inclusive</p><p>ao Proteassoma.</p><p>É um pequeno peptídeo que serve como sinalizador que contém 76 aminoácidos e liga se</p><p>como monoubiquitina ou cadeias poliubiquitinas.Influência no reparo do DNA, endocitose,</p><p>exportação nuclear, liberação de vírus e etc. As vias de ubiquitina-proteassoma são</p><p>responsáveis pela degradação não-lisossomal de proteínas que controlam oncogenese,</p><p>sinalização celular, ciclo celular entre outros.</p><p>6. Quais são os 4 principais passos da via Ubiquitina/Proteassoma?</p><p>São a Ubiquitinação (ligação covalente de ubiquitinas (poliubiquitinas) ao substrato),</p><p>Reconhecimento (reconhecimento específico desse sinal), Degradação (posterior degradação pelo</p><p>proteassoma) e a Deubiquitinação (ação das enzimas DUBs)</p><p>7. Descreva os papéis das enzimas na via de ubiquitinação.</p><p>A E1 é a enzima ativadora da ubiquitina, a E2 é a enzima conjugadora (compreendem uma</p><p>superfamília com 20-30 componentes), a E3 que é a ubiquitina ligase (tem o papel fundamental</p><p>de reconhecer os substratos proteicos) e as E4 que são as enzimas de polimerização cooperam</p><p>com as E3 para estender a cadeia poliubiquitina</p><p>8. Como é a estrutura do proteassoma?</p><p>Complexo proteico com morfologia tipo tubo. Tem uma partícula regulatória 19S, que reconhece</p><p>as proteínas poliubiquitinadas, remove as cadeias de ubiquitina e permite a passagem para a região</p><p>central do proteassoma (região ATPásica permite a passagem das proteínas ubiquitinadas) e a</p><p>partícula central 20S, as subunidades alfa funcionam como porta para a região 20S. As unidades</p><p>betas contêm atividades endopeptidases e geram peptídeos, não aminoacidos livres.</p><p>9. Explique o papel da via Ubiquitina/Proteassoma na ativação da via de NF-kB.</p><p>A via Ubiquitina/Proteassoma é responsável pela ativação da via NF-KB, fazendo com que ela</p><p>participe da proliferação celular, apoptose, respostas imune e inflamatórias, além disso ela ainda</p><p>faz parte do controle da atividade da via NF-KB, por meio da proteólise.</p><p>10. Como ocorre os diferentes tipos de respostas celulares aos estresses?</p><p>(Resumido) - No estresse, a célula tenta se adaptar, não havendo uma adaptação, ocorre uma</p><p>lesão irreversível na célula, fazendo com que ela sofra necrose ou apoptose. Nos estímulos</p><p>nocivos, há uma lesão celular, porém, é uma lesão reversível, sendo assim, quando o estimulo</p><p>cessa, a célula volta ao seu estado natural.</p><p>(Resposta completa) - Em situações de estresse fisiológico ou de exposição a alguns agentes</p><p>patogênicos, a célula pode desenvolver respostas estruturais e funcionais reversíveis, ou seja, ela</p><p>é capaz</p><p>de retornar ao seu estado natural sem ter sofrido qualquer consequência danosa quando o</p><p>estímulo nocivo cessar. Tais respostas adaptativas incluem hipertrofia, hiperplasia, atrofia e</p><p>metaplasia, a serem explicados adiante. A lesão celular se instala quando os limites da resposta</p><p>adaptativa forem ultrapassados, ou se as células forem expostas a agentes lesivos ou estresse,</p><p>privadas de nutrientes essenciais ou ficarem comprometidas por mutações importantes. A lesão</p><p>celular é reversível até certo ponto, mas se os estímulos nocivos persistirem por muito tempo, a</p><p>célula sofre lesão irreversível e morte celular.</p><p>11. Descreva os mecanismos de geração intrínseca e extrínseca da apoptose.</p><p>No mecanismo da via extrinseca, uma célula externa induz apoptose a outra célula, essa interação</p><p>ocorre por meio de receptores localizados na membrana celular e proteínas sinalizadoras (ou</p><p>ligantes), os ligantes se conectam nos receptores que sinalizam para as caspazes, para ocorre a</p><p>apoptose (morte a célula)</p><p>As vias intrínsecas produzem sinais intracelulares iniciados na mitocôndria que irão agir</p><p>diretamente em alvos na célula. A mitocôndria sinaliza para a proteína citocromo, essas proteínas</p><p>ativam as vias dependentes de caspases, o citocromo c ativa Apaf-1 e a procaspase-9, formando</p><p>um complexo chamado apoptossomo, que resulta na ativação da caspase, que faz com que ocorra</p><p>a apoptose.</p><p>12. Diferencie necrose e apoptose quanto aos seus mecanismos e características.</p><p>Necrose: Essa forma de morte celular, ocorre apenas quando há a digestão da célula por enzimas</p><p>lisossomais. Dentro da célula, existem cisternas (lisossomos) cheias de substâncias (enzimas),</p><p>que são responsáveis pela digestão da célula (autólise), assim como o estômago é responsável</p><p>pela nossa digestão. Na necrose observa-se inflamação, já que os restos de membranas celulares</p><p>são reconhecidos pelas células de defesa como antígenos (invasores).</p><p>Apoptose: Essa modalidade e dita como a morte celular programada ou morte celular não seguida</p><p>de autólise. Muitas vezes, por dezenas de razões, as células de nosso corpo precisam morrer, para</p><p>que não haja complicações mais graves, como no caso de uma invasão da célula por um parasita</p><p>ou em uma mutação genética, que nesse caso acabaria levando ao câncer. Em situações onde se</p><p>faz necessário a morte celular, o organismo, lança mão de um método muito eficiente para isso,</p><p>a Apoptose.</p><p>Diferente da necrose, a apoptose é um processo ordenado, onde as maiores causas da são:</p><p>Renovação: Quando o tecido precisa ser reposto ou renovado. Ocorre apoptose em demasia</p><p>durante o estágio embrionário (Mórula, Blástula e Gástrula) onde muitas estruturas do embrião</p><p>precisam involuir para continuar o processo de formação.</p><p>13. Além da apoptose e necrose, caracterize os outros tipos de morte celular discutidos</p><p>em aula.</p><p>A Necropitose: é uma forma programada de necrose.</p><p>Não envolve a ação das caspases, é responsável pela regulação das células deficientes de apoptose</p><p>e induz uma robusta resposta imunológica.</p><p>NETose e ETose: morte celular imunológica</p><p>Piropitose: produtos microbianos ativam o complexo multiprotéico chamado inflamossomo</p><p>Ferropitose: Morte Celular Programada devido a ação de peroxidação de lipídeos</p><p>14. Explique cada fase do ciclo celular em relação as suas características.</p><p>Processo contínuo dividido em duas partes principais:</p><p>INTERFASE : G1, S, G2</p><p>>G1: Primeira fase da interfase. Intensa síntese de RNA e proteínas, aumento do citoplasma,</p><p>cromatina não compactada. Duração: 12 horas</p><p>> S: ocorre a duplicação do cromossomo. Replicação do DNA. Duração: 8-7 horas</p><p>>G2: Período pré-mitótico. Crescimento celular continua e síntese proteica. Duração: 3-4 horas</p><p>>G0: estágio inativo metabolicamente ativo, mas sem proliferação</p><p>Mitose: divisão celular. Duração: 1-2 horas</p><p>15. O que são os check-points e sua importância para homeostase celular?</p><p>É um mecanismo responsável pelo monitoramento do ciclo celular. É grande importância pois,</p><p>os ‘pontos de checagem’ servem para fazer o controle do ciclo celular para que haja a execução</p><p>correta após cada fase do ciclo, eles impedem o início de eventos subsequentes o anterior seja</p><p>executado com sucesso.</p><p>16. Qual a relação das ciclinas e CDKs com o ciclo celular?</p><p>As ciclinas, associadas as CDKs, fazem o controle de cada fase durante o ciclo celular, cada</p><p>ciclina se combina a um tipo de CDK específica durante cada fase do ciclo.</p><p>17. Quais os três tipos predominantes de células capazes de se diferenciar em células</p><p>especializadas? Explique suas características.</p><p>Células totipotentes: Cada célula pode se desenvolver em um indíviduo</p><p>Células pluripotentes: Células que podem formar vários (>200) tipos celulares</p><p>Células multipotentes: Células diferenciadas e precursoras, originando as diferentes células do</p><p>tecido</p><p>18. Como são obtidas as células tronco embrionárias?</p><p>São as células chamadas de pluripotentes, pois têm a capacidade de se transformar em qualquer</p><p>tipo de célula adulta. São encontradas no interior do embrião, quando ele está no estágio</p><p>conhecido como blastocisto (4 a 5 dias após a fecundação).</p><p>Embora o estágio embrionário tenha duração de várias semanas, só são consideradas células-</p><p>tronco embrionárias estas com 4 a 5 dias de gestação. O embrião, em uma fase posterior ao</p><p>embrião de 5 dias, já apresenta estruturas mais complexas como coração e sistema nervoso em</p><p>desenvolvimento, ou seja, as suas células já se especializaram.</p><p>19. Como podemos gerar as células-tronco pluripotentes induzidas (iPS)?</p><p>Células iPS (células-tronco pluripotentes induzidas)</p><p>✓ Sofreram reprogramação devido a inserção de genes que atuam principalmente como fatores</p><p>de transcrição.</p><p>✓ Podem ser novamente diferenciadas em outro tipo celular.</p><p>Inserção de um vírus contendo 4 genes. Estes genes se inserem no DNA da célula adulta, como,</p><p>por exemplo, uma da pele, e reprogramam o código genético. Com este novo programa, as células</p><p>voltam ao estágio de uma célula-tronco embrionária e possuem características de autorrenovação</p><p>e capacidade de se diferenciarem em qualquer tecido.</p><p>Estas células são chamadas de células-tronco de pluripotência induzida ou pela sigla iPS.</p><p>20. Quais as principais características das células cancerígenas?</p><p>➢ Reduzida necessidade de fatores de crescimento</p><p>➢ Estimulação autócrina de crescimento</p><p>➢ Fraca adesão intercelular</p><p>➢ Ausência de inibição por contato</p><p>O câncer é causado por alterações da estrutura genética (DNA) das células, as chamadas</p><p>mutações. Cada célula sadia possui instruções de como devem proceder, ou seja, como crescer e</p><p>se dividir, o período de funcionamento e de sua morte. Na presença de qualquer erro nestas</p><p>instruções pode surgir uma célula alterada que se torna cancerígena.</p><p>Multiplicam-se de maneira desordenada e descontrolada, ou seja, elas se dividem mais</p><p>rapidamente do que as células normais do tecido à sua volta, e o crescimento celular torna-se</p><p>contínuo. O excesso de células vai invadindo progressivamente todo o organismo, adoecendo</p><p>todo o corpo. Geralmente, têm capacidade para formar novos vasos sanguíneos que as nutrirão e</p><p>manterão as atividades de crescimento descontrolado.</p><p>O acúmulo dessas células desordenadas dá origem aos tumores malignos.</p><p>As células possuem a capacidade de se desprenderem do tumor e de se deslocar. Invadem</p><p>inicialmente os tecidos vizinhos, podendo chegar ao interior de um vaso sanguíneo ou linfático e,</p><p>através desses disseminar-se, chegando a órgãos distantes do local onde o tumor se iniciou,</p><p>formando o que chamamos de as metástases. Dependendo do tipo da célula do tumor, alguns dão</p><p>metástases mais rápido e mais precocemente, outros o fazem bem lentamente ou até não o fazem.</p><p>As células cancerosas são, geralmente, menos especializadas nas suas funções do que as suas</p><p>correspondentes normais. Conforme as células cancerosas vão substituindo as normais,</p><p>os tecidos</p><p>invadidos vão perdendo suas funções. Por exemplo, a invasão dos pulmões gera alterações</p><p>respiratórias, a invasão do cérebro pode gerar, alterações neurológicas, etc.</p><p>21. Qual a diferença funcional entre proto-oncogene e gene supressor de tumor?</p><p>Proto-oncogene: genes promotores do crescimento e diferenciação celulares (sem mutação).</p><p>Oncogene: genes mutados cuja expressão alterada estimula a proliferação celular de forma</p><p>anormal.</p><p>Oncogenes</p><p>Proto-oncogenes são genes que normalmente ajudam às células a crescer. Quando um proto-</p><p>oncogene sofre mutações ou existem muitas cópias do mesmo, torna-se um gene "ruim", que pode</p><p>ficar permanentemente ligado ou ativado quando não deveria ser assim. Quando isso acontece, a</p><p>célula cresce fora de controle, o que pode levar ao câncer. Este gene ruim é chamado de oncogene.</p><p>Vamos pensar que uma célula é como um carro. Para funcionar corretamente, é preciso ter formas</p><p>de controlar sua velocidade. Um proto-oncogene normalmente funciona de forma muito parecida</p><p>ao pedal do acelerador. Ajuda a célula a crescer e se dividir. Um oncogene pode ser comparado</p><p>ao mesmo pedal do acelerador só que está preso ao chão, o que faz com que a célula se divida</p><p>fora de controle.</p><p>Algumas síndromes cancerígenas são causadas por mutações herdadas dos proto-oncogenes que</p><p>fazem com que o oncogene seja ativado. Mas, a maioria das mutações que causam câncer</p><p>envolvendo oncogenes é adquirida, não herdada. Geralmente ativam os oncogenes por:</p><p>Rearranjos Cromossômicos - Alterações nos cromossomos que colocam um gene ao lado de</p><p>outro, o que permite que um ative o outro</p><p>Duplicação - Ter cópias extras de um gene, pode fazer com se produza maior quantidade de</p><p>determinada proteína</p><p>Genes Supressores do Tumor</p><p>Genes supressores do tumor são genes normais que retardam a divisão celular, reparam erros do</p><p>DNA ou indicam quando as células devem morrer (processo conhecido como apoptose ou morte</p><p>celular programada). Quando os genes supressores do tumor não funcionam corretamente, as</p><p>células podem se desenvolver fora de controle, o que pode levar ao câncer. Um gene supressor de</p><p>tumor é como o pedal de freio em um carro. Normalmente impede que a célula se divida</p><p>rapidamente, assim como um freio impede que um carro ande muito rápido. Quando algo dá</p><p>errado com o gene, como uma mutação, a divisão celular pode sair fora de controle.</p><p>Uma diferença importante entre oncogenes e genes supressores do tumor é que os oncogenes</p><p>resultam da ativação de proto-oncogenes, enquanto que os genes supressores do tumor provocam</p><p>câncer quando eles são inativados. Alterações herdadas do gene supressor do tumor foram</p><p>encontradas em algumas síndromes cancerígenas hereditárias causando certos tipos de câncer, em</p><p>determinadas famílias. Mas, de novo, a maioria das mutações de genes supressores do tumor é</p><p>adquirida, não herdada. Por exemplo, anormalidades do gene TP53 (que codifica a proteína p53)</p><p>foram encontradas em mais de metade dos cânceres humanos.</p><p>22. Qual a função do gene p53 e sua relação com a origem do cânceres?</p><p>Sua função é regular a transcrição gênica. Quando a célula perde P53, ela perde o controle do</p><p>ciclo celular que é necessário para reparo do DNA lesado → aumento de células com mutações</p><p>(mutagenese aumentada). Perda da apoptose: importante ativador da morte celular programada</p><p>muitas células falham em entrar em apoptose em resposta a lesões no DNA.</p>