Mecanismos de comunicaçao celular

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Histologia e Embriologia
Pesquisa I
Aluna: Kamilla Gonçalves de Souza
Prof. Humberto Martins
Mecanismo de ação hormonal Jack-stat
Os receptores de citocinas ativam a via de sinalização JAK-STAT, promovendo um caminho rápido para o núcleo.
A grande família dos receptores de citocinas inclui receptores para vários tipos de mediadores locais (coletivamente chamados de citocinas), bem como receptores para alguns hormônios, tais como o hormônio do crescimento e a prolactina. Esses receptores estão associados, de forma estável, a uma classe de tirosina-cinases citoplasmáticas denominadas Janus-cinases (JAKs) (em homenagem ao deus romano de duas faces), que ativam proteínas reguladoras gênicas chamadas de STATs (transdutoras de sinal e ativadoras de transcrição, signal transducers and activators oftranscription). Estas proteínas localizam-se no citosol e são referidas como proteínas reguladoras gênicas latentes porque migram para o núcleo e regulam a anscrição gênica somente após serem ativadas. 
Apesar de muitas vias de sinalização intracelular irem dos receptores de superfície para o núcleo, onde alteram a transcrição gênica, a via de sinalização JAK-STAT é uma das mais diretas. Os receptores de citocinas são dímeros ou trímeros e estão associados a uma ou duas das quatro JAKs conhecidas (JAK1, JAK2, JAK3 e Tyk2). A ligação da citocina altera a organização, causando a aproximação de duas JAKs para que possam fazer transfosforilação, aumentando, assim, a atividade de seus domínios de tirosina-cinase. As JAKs então fosforilam as tirosinas dos receptores de citocinas, criando assim sí os para a ancoragem das STATs. Algumas proteínas adaptadoras podem também se ligar a alguns desses sítios e acoplar os receptores de citocinas à via de sinalização Ras-MAP-cinase. 
São conhecidas, pelo menos, seis STATs nos mamíferos. Cada uma delas possui um domínio SH2 que realiza duas funções. A primeira consiste na mediação da ligação da proteína STAT a um sítio de ancoragem de fosfotirosina em um receptor de citocina ativado. Uma vez ligada, suas tirosinas são fosforiladas pelas JAKs, o que provoca sua dissociação do receptor. A segunda consiste na mediação, pelo domínio SH2 da STAT livre, da ligação desta a uma fosfotirosina de ou a STAT, formando um homo ou um heterodímero de STAT. O dímero formado se desloca para o núcleo onde, em combinação com outras proteínas reguladoras gênicas, liga-se a um elemento específico de resposta ao DNA em vários genes e es mula a sua transcrição. Por exemplo, a STAT5 ativada estimula a transcrição de genes que codificam proteínas do leite, em esposta ao hormônio prolactina, o que estimula a produção de leite pelas células da mama. 
Algumas STATs também possuem um domínio SH2, o que lhes permite ancorar em fosfotirosinas específicas de determinados RTKs ativados. Esses receptores podem ativar a STAT de maneira direta, independentemente das JAKs. O nematoide C. elegans usa STATs para sinalização, mas não sintetiza JAKs nem receptores de citocinas, o que sugere que as STATs tenham evoluído antes deles. 
As respostas mediadas pelas STATs são reguladas por retroalimentação negativa. 
Além da ativação de genes que codificam proteínas que medeiam a resposta induzida pelas citocinas, os dímeros de STAT ativam também genes que codificam proteínas inibidoras que ajudam na nalização da resposta. Algumas destas proteínas se ligam às JAKs fosforiladas, inativando-as, bem como os seus receptores associados; outras se ligam aos dímeros de STAT fosforilados e os impedem de se ligar aos seus DNAs-alvo. Contudo, somente estes mecanismos de retroalimentação negativa não são suficientes para finalizar a resposta. A inativação das JAKs e das STATs requer a desfosforilação de suas fosfotirosinas.
 
Mecanismo de ação hormonal Tirosina-cinase
Assim como os GPCRs, os receptores associados a enzimas são proteínas transmembrana com seu domínio de interação com o ligante localizado na super cie externa da membrana plasmática. Seu domínio citosólico, entretanto, em vez de estar associado a uma proteína G trimérica, associa-se diretamente a uma enzima, ou tem atividade enzimática intrínseca. Enquanto os GPCRs possuem sete segmentos transmembrana, cada subunidade dos recep­ tores associados a enzimas possui apenas um. Algumas vias de sinalização são a vadas pe­ las duas classes de receptores, e não há razão óbvia para um determinado sinal extracelular utilizar uma ou ou a classe desses receptores.
Existem seis classes de receptores associados a enzimas: 
Os receptors tirosina-cinases fosforilam tirosinas específicas próprias e em um pequeno grupo de proteínas sínalizadoras intracelulares. 

Os receptors associados à tirosina cinase não têm atividade enzimática intrínseca, mas recrutam, diretamente, proteínas tirosína-cinases citoplasmáticas para transmitir o sinal. 

Os receptors serinatreonina-cinases fosforilam serínas ou treoninas específicas próprias e em proteínas reguladoras gênicas latentes, com as quais se associam. 

Os receptores associados à histidina-cinase ativam uma via de sinalização de dois componentes na qual a cinase fosforila suas próprias histidínas e transfere o fosfato 
imediatamente para uma segunda proteína sínalizadora intracelular. 

Os receptores guanilil-ciclases catalisam, diretamente, a produção de GMP cíclico no citosol, o qual atua como um mediador intracelular pequeno da mesma maneira 
que o cAMP. 

6. As tirosina-fosfatases similares a receptor removem grupos fosfato de tirosinas de proteínas sínalizadoras intracelulares específicas. (São chamadas de "similares a receptor" porque os ligantes presumidos ainda não foram identicados, de forma que sua função receptora aínda não foi demonstrada diretamente).
Muitas proteínas-sinal extracelulares atuam via receptores tirosina-cinases (RTKs, receptor tyrosine kinases). Exemplos marcantes, incluem o fator de crescimento epidérmico (EG epidermal growth factor). o fator de crescimento derivado de plaquetas (PDG platelet-derived growth factor), os fatores de crescimento de fibroblastos (FGFs, broblast growth factors), o fator de crescimento de hepatócitos (HGF, hepatocyte growthfactor), a insulina, o fator de crescimento-1 semelhante à insulina (IGFi, insulinelike growthfactor-i), o fator de crescimento endotelial vascular ( G vascular endothelial growthfactor), o fator estimulador de colônia de macrófagos (MCS macrophage­ colony-stimulatingfactor) e as neutrofinas, incluindo o fator de crescimento neuronal (NG nerve growthfactor). 
Muitas proteínas-sinal extracelulares ligadas à superfície celular também atuam via RTKs. A maior classe desses ligantes é a das efrinas, tendo sido identificadas oito em humanos. Entre suas muitas funções, elas ajudam a guiar a migração das células e dos axônios por vias específicas durante o desenvolvimento, pela estimulação de respostas que resultam na atração ou repulsão. Os receptores para as efrinas, chamados de receptores Eph, também são os mais abundantes entre os RTKs, sendo codificados por treze genes em humanos. As efrinas e os receptores Eph são incomuns pelo fato de poderem atuar, simultaneamente, como receptores e como ligantes: algumas efrinas, ao se ligarem aos receptores Eph, não só os ativam, como também ativam a si mesmas, transmitindo sinais para o interior da célula que expressa efrina; dessa forma, o comportamento da célula sinalizadora e da célula-alvo é alterado. Essa sinalização bidirecional é necessária, por exemplo, para impedir que alguns grupos de células vizinhas se misturem com outros grupos durante o desenvolvimento. 
	Existem cerca de 60 genes que codíficam os RTKs. Estes receptores são classificados em mais de 16 subfamílias estruturais, cada uma delas relacionada às famílias complementares de proteínas ligantes. Em todos os casos, a ligação, no lado de fora da célula, da proteína-sínal ao domínio de ligação ativa o domínio intracelular da tirosina-cínase, possibilitando a fosforilação de cadeias laterais de tirosinas selecionadasnos próprios receptores e nas proteínas de sinalização intracelular que, subsequentemente, ligam-se às tirosínas fosforiladas dos receptores. 
De que forma a interação com um ligante extracelular ativa o domínio de cinase, do outro lado da membrana plasmática? Acredita-se que, no caso de um GPCR, a ligação altere a orientação relativa de várias hélices membrana, alterando, assim, a posição relativa das alças citoplasmáticas. É dificil imaginar, contudo, como uma mudança conformacional se propagaria através da bicamada lipídica por meio de uma única hélice membrana. No caso dos RTKs, a interação com o ligante induz a dimerização das cadeias do receptor aproximando os domínios de cinase de dois receptores (um exemplo de proximidade induzida, discutida anteriormente), de modo que se tornam ativados e fosforilam reciprocamente múltiplas tirosinas, um processo conhecido como transautofosforilação.

Devido à necessidade de dimerização do receptor, é relativamente fácil desativar uma tirosina-cinase específica a fim de determinar sua importância para a resposta celular. Para isso, as células são transfectadas com o DNA codificando uma forma mutante do receptor que dimeriza normalmente, mas possui um domínio de cinase inativo. Quando coexpresso em altos níveis junto com receptores normais, o mutante atua de forma negativo-dominante, desativando os receptores normais pela formação de dímeros inativos. 
A fosforilação cruzada de caudas citosólicas dos RTKs contribui de duas formas para o processo de ativação. Primeiramente, a fosforilação das tirosinas dentro do dominio cinase aumenta a atividade cinásica da enzima. Em segundo lugar, a fosforilação das tirosinas fora do domínio cinase cria sítios de ancoragem de alta afinidade para a ligação de um grande número de proteínas sinalizadoras intracelulares na célula-alvo. Cada tipo de sinalizador se liga a um sítio fosforilado diferente no receptor ativado, porque ele contém um domínio de ligação específico para fosfotirosina que reconhece características da cadeia polipeptídica, além da fosfotirosina. 
Uma vez ligada ao RTK ativado, a proteína sinalizadora pode ser fosforilada em algumas tirosinas, tornando-se ativa. Em muitos casos, contudo, a ligação por si só é suficiente para ativar a proteína sinalizadora, tanto por induzir uma mudança conformacional na proteína, como simplesmente por aproximá-la da proteína seguinte na via de sinalização. Assim, a transautofosforilação serve como comutador para desencadear a montagem ansitória de grandes complexos de sinalização intracelular, que enviam sinais ao longo de múltiplas vias para muitos destinos na célula. Diferentes RTKs desencadeiam diferentes respostas, pois se ligam a diferentes combinações de proteínas sinalizadoras. 
Os receptores de insulina e de IGFl atuam de uma forma ligeiramente diferente. Eles são tetrâmeros, e presume-se que a interação com o ligante provoque um rearranjo das suas cadeias transmembrana de forma a aproximar dois domínios cinase. Além disso, a maioria dos sítios de ancoragem de fosfotirosinas gerados não está no próprio receptor, mas em uma proteína de ancoragem especializada, chamada de substrato-l do receptor de insulina (IRSl, insuline receptor substrate-J). O receptor ativado transautofosforila primeiro seu domínio cinase, que fosforila múltiplas tirosinas em IRS1, criando, assim, um número de sítios de ancoragem maior do que aquele que seria gerado somente no receptor. Outras proteínas de ancoragem são utilizadas, de forma semelhante, por alguns outros RTKs para aumentar o tamanho do complexo de sinalização. 
Mecanismos de ação hormonal dos Esteroides e Homônimos da Tireoide.
Os hormônios esteroides - que incluem o cortisol, os hormônios sexuais esteroides, a vitamina D (nos vertebrados) e a ecdisona, ou hormônio da muda (nos insetos) - são derivados do colesterol. O cortisol é produzido no córtex das glândulas adrenais e influencia o metabolismo de muitos tipos de células. Os hormônios sexuais esteroides são sintetizados nos testículos e nos ovários e são responsáveis pelas características sexuais secundárias que distinguem machos de fêmeas. A vitamina D é sintetizada na pele em resposta à luz solar; após ser conver da em sua forma ativa no gado e nos rins, ela regula o metabolismo do Ca2" promovendo sua captação pelo intes no e reduzindo sua excreção pelos rins. Os hormônios da tireoide, produzidos a partir do aminoácido rosina, atuam aumentando a taxa metabólica de uma ampla variedade de tipos celulares, enquanto os retinoides, como o ácido retinoico, são produzidos a partir da vitamina A e têm papel importante como mediadores locais no desenvolvimento dos vertebrados. Embora todas essas moléculas-sinal sejam relativamente insolúveis em água, são transportadas na corrente sanguínea e em outros fluidos extracelulares, ligadas a proteínas carreadoras que as tornam solúveis e das quais se dissociam antes de entrar nas células-alvo. 
Os receptores nucleares se ligam a sequências específicas de DNA adjacentes aos genes regulados pelo ligante. Alguns deles, como os do cortisol, localizam-se primeiramente no citosol e entram no núcleo somente após a interação com o ligante; outros, como os receptores do hormônio tireóideo ou do retinol, ligam-se ao DNA no núcleo, mesmo na ausência do ligante. Em ambos os casos, o receptor inativo está ligado a complexos proteicos inibidores. A interação com o ligante altera a conformação do receptor, causando a dissociação do complexo inibidor e a ligação do receptor a proteinas coativadoras que estimulam a transcrição gênica. Em outros casos, contudo, a interação do ligante com um receptor nuclear inibe a transcrição: alguns receptores dos hormônios tireóideos, por exemplo, atuam como ativadores transcricionais na ausência de seus hormônios e tornam-se repressores da transcrição quando os hormônios estão ligados a eles. 
A resposta transcricional geralmente acontece em etapas múltiplas. Nos casos, por exemplo, em que a interação com o ligante ativa a transcrição, a ativação direta de um pequeno número de genes específicos ocorre dentro de 30 minutos e constitui a resposta primária; os produtos proteicos desses genes ativam, por sua vez, ou os genes, produzindo uma resposta tardia, a resposta secundária; e assim por diante. Além disso, algumas das proteínas produzidas na resposta primária podem atuar retroativamente na inibição dos genes de resposta primária, limitando dessa forma a resposta - um exemplo de retroalimentação negativa, que será discutida mais tarde. Dessa forma, um sinal hormonal simples pode desencadear uma mudança muito complexa no padrão da expressão gênica. 
As respostas aos hormônios esteroides e tireóideos, aos retinóis e à vitamina D são determinadas tanto pela natureza da célula-alvo como pela natureza da molécula-sinal. Muitos tipos celulares possuem receptores intracelulares idênticos, mas o conjunto de genes regulados por eles é diferente em cada tipo celular. Isso acontece porque é necessária a ligação de mais de um tipo de proteína reguladora a um gene eucariótico para ativar sua transcrição. Por isso, um receptor intracelular só pode ativar um gene se ocorrer a combinação correta de outras proteínas reguladoras, e muitas delas são específicas para os diferentes tipos celulares. 
Em resumo, essas moléculas-sinal hidrofóbicas induzem, em animal, um conjunto característico de respostas por dois motivos. Primeiro, porque somente determinados tipos de células possuem receptores para elas. Segundo, porque cada um desses tipos celulares tem uma combinação diferente de outras proteinas reguladoras específicas que colaboram com o receptor ativado para induzir a transcrição de conjuntos específicos de genes. Esse princípio se aplica a todas as respostas sinalizadas que dependem de proteínas reguladoras gênicas. 
FECUNDAÇÃO
Fases da Fecundação:
A fecundação é uma seqüência complexa de eventos coordenados.
1. Passagemdo espermatozóide através da corona radiata. 
A dispersão das células foliculares da corona radiata que circunda o ovócito e da zona pelúcida parece ser resultado principalmente da ação da enzima hialuronidase, liberada do acrossoma do espermatozóide, mas a evidência para isto não é inequívoca. As enzimas da mucosa tubária também parecem auxiliar nessa dispersão. Os movimentos da cauda do espermatozóide também são importantes para sua penetração na corona radiata.
2. Penetração da zona pelúcida. 
A passagem do espermatozóide através da zona pelúcida é uma fase importante para o início da fecundação. A formação de um caminho resulta também da ação de enzimas liberadas pelo acrossoma. As enzimas — esterases, acrosina e neuraminidase — parecem causar a lise da zona pelúcida, formando assim um caminho para que o espermatozóide chegue ao ovócito. A mais importante dessas enzimas é a acrosina, um enzima proteolítica. Logo que o espermatozóide penetra a zona pelúcida, ocorre uma reação zonal — uma mudança nas propriedades da zona pelúcida que a torna impermeável a outros espermatozóides. A composição dessa cobertura de glicoproteína extracelular muda após a fecundação. Acredita-se que a reação zonal seja o resultado da ação de enzimas lisossômicas liberadas pelos grânulos corticais situados logo abaixo da membrana plasmática do ovócito. O conteúdo desses grânulos, que são liberados dentro do espaço perivitelino, também causa mudanças na membrana plasmática, tornando-a impermeável aos espermatozóides.
3. Fusão das membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozóide. 
As membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozóide se fusionam e se rompem na área de fusão. A cabeça e a cauda do espermatozóide entram no citoplasma do ovócito, mas a membrana plasmática do espermatozóide fica para trás.
4. Término da segunda divisão meiótica e formação do pronúcleo feminino. 
A penetração do ovócito pelo espermatozóide estimula o ovócito a completar a segunda divisão meiótica, formando um ovócito maduro e segundo corpo polar. Os cromossomos maternos em seguida se descondensam, e o núcleo do ovócito maduro torna-se o pronúcleo feminino.
5. Formação do pronúcleo masculino. 
Dentro do citoplasma do ovócito, o núcleo do espermatozóide aumenta para formar o pronúcleo masculino, e a cauda do espermatozóide degenera, Morfoiogicamente, os pronúcieos masculino e feminino são indistinguíveis. Durante o crescimento dos pronúcieos, eles replicam seu DNA-1 n (haplóide), 2 c (duas cromátides). O ovócito contendo dois pronúcieos haplóides é chamado de oótide.
6. Logo que os pronúcieos se fundem em uma agregação de cromossomos única e diplóide, a oótide torna-se um zigoto. 
Os cromossomos no zigoto arranjam-se em um fuso de clivagem, na preparação para a divisão do zigoto.
Um fator inicial de gravidez, uma proteína imunossupressora, é secretada pelas células trofoblásticas e surge no soro materno dentro de 24 a 48 horas após a fecundação. O fator inicial de gravidez forma a base do teste de gravidez durante os primeiros 10 dias de desenvolvimento.
O zigoto é geneticamente único porque metade dos seus cromossomos vem da mãe e a outra metade do pai. O zigoto contém uma nova combinação de cromossomos que é diferente da contida nas células dos pais. Esse mecanismo forma a base da herança biparental e da variação da espécie humana. A meiose permite a distribuição independente dos cromossomos paternos e maternos entre as células germinativas. O crossing-over dos cromossomos, por relocação dos segmentos dos cromossomos paternos e maternos, "embaralha" os genes, produzindo assim uma recombinação do material genético. O sexo cromossômico do embrião é determinado na fecundação pelo tipo de espermatozóide (X ou Y) que fertiliza o ovócito. A fecundação por um espermatozóide portando um X produz um zigoto 46, XX, que se desenvolve normalmente em fêmea, enquanto a fecundação por um espermatozóide portador de um Y produz um zigoto 46, XY, que normalmente se desenvolve em macho.
Fecundação
Estimula o ovócito penetrado a completar a segunda divisão meiótica.
Restaura o número diplóide normal de cromossomos (46) no zigoto.
Resulta na variação da espécie humana através da mistura de cromossomos paternos e maternos.
Determina o sexo cromossômico do embrião.
Causa a ativação metabólica do ovócito e inicia a clivagem (divisão celular) do zigoto.
Clivagem Do Zigoto
A clivagem consiste em divisões mitóticas repetidas do zigoto, resultando em rápido aumento do número de células. Essas células embrionárias — os blastômeros — tornam- se menores a cada divisão por clivagem. A clivagem ocorre normalmente quando o zigoto passa pela tuba uterina em direção ao útero. Durante a clivagem, o zigoto situa-se dentro da espessa zona pelúcida. A divisão do zigoto em blastômeros inicia-se cerca de 30 horas após a fecundação. As divisões subseqüentes seguem-se uma após outra, formando progressivamente blastômeros menores. Após o estágio de nove células, os blastômeros mudam sua forma e se agrupam firmemente uns com os outros para formar uma bola compacta de células. Esse fenômeno — a compactação — provavelmente é mediado por glicoproteínas de adesão de superfície celular. A compactação permite uma maior interação célula com célula e é um pré-requisito para a segregação de células internas que formam a massa celular interna ou embrioblasto do blastocisto. Quando já existem 12 a 32 blastômeros, o ser humano em desenvolvimento é chamado de mórula (L. morus, amora). As células internas da mórula (massa celular interna) estão circundadas por uma camada de células que formam a camada celular externa. A mórula se forma cerca de 3 dias após a fecundação e alcança o útero.
Formação Do Blastocisto
Logo após a mórula ter alcançado o útero (cerca de 4 dias após a fecundação), surge no interior da mórula um espaço preenchido por fluido, conhecido como cavidade blastocística. O fluido da cavidade uterina passa através da zona pelúcida para formar esse espaço. Como o fluido aumenta na cavidade blastocística, ele separa os blastômeros em duas partes:
Uma delgada camada celular externa — o trofoblasto (Gr. trophe, nutrição) — que formará a parte embrionária da placenta.
Um grupo de blastômeros localizados centralmente — a massa celular interna — que dará origem ao embrião; por ser o primórdio do embrião, a massa celular interna é chamada de embrioblasto.
Durante esse estágio do desenvolvimento — a blastogênese —, o concepto é chamado de blastocisto. O embrioblasto agora se projeta para a cavidade blastocística e o trofoblasto forma a parede do blastocisto. Após o blastocisto permanecer livre e suspenso nas secreções uterinas por cerca de 2 dias, a zona pelúcida gradualmente se degenera e desaparece.
A incubação do blastocisto e a degeneração da zona peliícida foram observadas in vitro. A degeneração da zona pelúcida permite ao blastocisto incubado aumentar rapidamente em tamanho. Enquanto está flutuando no útero, esse embrião inicial obtém nutrição das secreções das glândulas uterinas.
Cerca de 6 dias após a fecundação (20 dia de um ciclo menstrual de 28 dias), o blastocisto adere ao epitélio endometrial, normalmente adjacente ao pólo embrionário. Logo que ele adere ao epitélio endometrial, o trofoblasto começa a proliferar rapidamente e, gradual- mente, se diferencia em duas camadas:
Uma camada interna de citotrofoblasto.
Uma massa externa de sinciciotrofoblasto formada por uma massa protoplasmática multinucleada, na qual nenhum limite celular pode ser observado.
Fatores intrínsecos e da matriz extracelular modulam, em seqüências cuidadosamente programadas, a diferenciação do trofoblasto. Em torno de 6 dias, os prolongamentos digitiformesdo sinciciotrofoblasto se estendem para o epitélio endometrial e invadem o tecido conjuntivo. No fim da primeira semana, o blastocisto está superficialmente implantado na camada compacta do endométrio e obtém sua nutrição dos tecidos maternos erodidos. O sinciciotrofoblasto, altamente invasivo, se expande rapidamente em uma área conhecida como pólo embrionário, adjacente ao embrioblasto. O sinciciotrofoblasto produz enzimas que erodem os tecidos maternos, possibilitando ao blastocisto implantar-se dentro do endométrio. Em torno de 7 dias, uma camada de células, o hipoblasto (endoderma primitivo), surge na superfície do embrioblasto voltada para a cavidade blastocística. Dados embriológicos comparativos sugerem que o hipoblasto surge por delaminação do embrioblasto.
Referência Bibliogáfica
BRUCES, Alberts; et. al. Biologia Molecular da Célula. 5ª edição. Artmed.