aula 3 Bio Cel e Mol

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Biologia Celular e Molecular
Janaína Soares
AULA 3
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Mecanismos de Transdução de Sinal: Enzimas Efetuadoras e Segundos Mensageiros
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ESTÍMULO EXTERNO: químico (hormônios, GF, peptídeos, aminoácidos, NO, CO e etc) ou ainda físico (temperatura, luminosidade e etc.)
Componentes da cascata de sinalização
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RECEPTORES ESPECÍFICOS: proteínas presentes na superfície da membrana plasmática (canais iônicos, proteínas unipasso e multipasso) ou no interior da célula (citosol ou dentro no núcleo). Reconhecimento do estímulo externo e transmitem adiante o sinal.
Componentes da cascata de sinalização
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PROTEÍNAS EFETUADORAS: localizam-se na face citoplasmática da membrana (proteína G, algumas kinases, lipases) e no citosol (kinases, fosfatases, lipases). A ação destas proteínas fará com que proteínas específicas de acordo com a célula e com o estímulo, sejam ativadas. Amplificam o sinal.
Componentes da cascata de sinalização
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SINALIZADORES INTRACELULARES: moléculas presentes em baixas concentrações no citosol que são mobilizadas levando a ativação de proteínas e vias metabólicas que culminam com a resposta celular em relação ao estímulo externo.
Componentes da cascata de sinalização
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Componentes da cascata de sinalização
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Características dos Segundos Mensageiros
Encontrados em baixas concentrações nas membranas biológicas ou no meio intracelular
Rapidamente mobilizados em presença de sinais externos e/ou internos
Modulam diretamente proteínas efetoras resultando em respostas biológicas
Pode ser metabolizados gerando outras moléculas bioativas.
Principais exemplos: Ca2+ e AMPc (10-7 M)
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Moléculas sinalizadoras extracelulares podem agir a pequenas ou grandes distâncias
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1) Sinalização Parácrina: célula sinalizadora secreta o mediador químico no meio extracelular, que se difunde e atinge as células vizinhas mais próximas.
2) Sinalização Sináptica: Liberação de neurotransmissores por uma projeção de um neurônio a uma distância muito pequena (50 – 100 nm) da célula-alvo (célula pós-sináptica).
3) Sinalização Endócrina: moléculas sinalizadoras denominadas hormônios são secretadas na corrente sangüínea por células especializadas chamadas células endócrinas.
4) Sinalização Autócrina: moléculas sinalizadoras são secretadas e se ligam a receptores na própria célula ou em células do mesmo tipo. Ex. células cancerígenas
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Características das moléculas sinalizadoras extracelulares
Hidrofóbica
Hidrofílica
Receptor intracelular
(geralmente...)
Receptor na superfície
Ação direta (nem sempre...)
Cascata de sinalização
Longo tempo em circulação
Rapidamente degradado
Diluído
Concentrado entre as células
Alta afinidade
Baixa afinidade
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Tipos de Receptores
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Receptor Nicotínico (Ionotrópico)
1) Receptores que atuam como canais iônicos
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Receptores
Ionotrópicos
 Entrada de Na+e saída de K+
O potencial sináptico na célula muscular: resultado da ação do neurotransmissor
Despolarização da membrana
Potencial pós-Sináptico Excitatório (PPSE)
Acoplamento excitação-contração
Curare
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Tipos de Receptores
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2) Receptores acoplados a proteína G
Receptor Muscarínico (metabotrópico)
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2) Receptores acoplados a proteína G
As três principais famílias de proteínas G triméricas
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2) Receptores acoplados a proteína G
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GDP
β
γ
α
GTP
Ptn efetora
Ptn efetora
+
+
α
β
γ
GDP
GTP
 α
β
γ
GDP
GTP
Mecanismo de ação da proteína G
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Sinalização via Proteína G e Adenilato Ciclase
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Sinalização via Proteína G e Adenilato Ciclase
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Mecanismo de ativação de PKA (Proteína cinase dependente de AMP cíclico – reconhece resíduos de serina e treonina)
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Sinalização via Proteína G e Adenilato Ciclase
Algumas respostas celulares induzidas por hormônios e mediadas por AMP cíclico
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Sinalização via Proteína G e Adenilato Ciclase
Algumas respostas mediadas pelo AMPc são rápidas, enquanto outras podem durar horas.
Um exemplo de resposta lenta ocorre nas células que sintetizam o hormônio somatostatina, que atua na regulação da glicemia. PKA ativa o gene que codifica este hormônio.
Proteína de ligação ao CRE (Elemento de resposta ao AMPc)
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Efeitos de PKA e outras cinases são transitórios...
As células são capazes de desfosforilar as proteínas que foram fosforiladas por PKA e outras.
Entram em ação as Fosfatases de serina/treonina: Fosfatases I, IIA, IIB e IIC.
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2) Receptores acoplados a proteína G
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Sinalização via Fosfolipase C (PLC) / Fosfoinositídeos
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Sinalização via PLC / Fosfoinositídeos Três tipos de fosfoinositídeos
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Sinalização via PLC / Fosfoinositídeos Hidrólise do PI(4,5)P2 pela fosfolipase C
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Sinalização via PLC / Fosfoinositídeos Os dois ramos da rota do fosfolipídeo de inositol
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Sinalização via PLC / Fosfoinositídeos Liberação de Ca2+ por IP3 pode ser mimetizada por substâncias denominadas ionóforos de Ca2+.
Principais formas de a célula manter baixa a concentração de Ca2+
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Proteínas de ligação ao Ca2+ Ex.: Calmodulina
Possui 4 sítios de ligação ao Ca2+
Constitui 1% da massa proteíca em células eucarióticas
Processo de ativação é parecido com o da PKA, mas não é uma enzima.
Ativa proteínas cinases dependentes de Ca2+/Calmodulina
Ex.: CaM-kinase II (dispositivo de memória molecular, pois fosforila a si mesma)
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Regulação de canais iônicos por Proteína G
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2) Receptores acoplados a proteína G
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3) Receptores associados a enzimas
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3) Receptores com atividade tirosina cinase
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4) Receptores intracelulares
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4) Receptores intracelulares 
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4) Receptores intracelulares de agonistas peptídicos 
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