Quando Tomba o Guardião

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
CURSO DE GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
Atividade Prática Supervisionada
Quando Tomba o Guardião
Goiânia
2° Semestre de 2015
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
CURSO DE GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
 Professor: Dr. Antonio Márcio Teodoro Cordeiro
Alunos RA
Maria Cristina C. de Jesus Arcanjo................................C079FB-1 Marielle Pontes de Almeida ..........................................C27609-0 Martha Thays Nascimento Silva....................................B99123-9 Meirelly Caroline C. Albernaz........................................B91EJ-5 Nabilla Mikaelle Fidelis Silva.........................................C07821-2 Nathalia Sousa do Nascimento.....................................B7089C-9 Nayara Roberto da Silva...............................................C1284F-4 Pablo Henrique de O. Assunção...................................C12856-2 Pedro Paulo P. de Oliveira............................................C26JBD-6 Ramilla Guedes da Silva...............................................C08248-5 Raylene Cristina Silva Campos.....................................C217IF-0 Renata Rodrigues Viana da Silva.................................C2473C-1 Thais Reis Oliveira........................................................C216H1-0 Thalita Luiz Ribeiro........................................................C22887-7
Goiânia
2° Semestre de 2015
Quando tomba o Guardião
When falls the Guardian
RESUMO
 As proteínas são essenciais para que o corpo obtenha suas funções desejadas e fique em completa homeostase, se caso não funcione corretamente pode ocasionar em vários problemas. Ao decorrer do texto foi descrito informações sobre o Príon natural, que é uma proteína de extrema importância para regular células nervosas, entretanto, existe nesse mesmo gene uma manifestação prejudicial que em excesso causa várias sequelas no sistema nervoso central. E além disso, foram citados pesquisas sobre a desnaturação protéica e suas características, e que a mesma faz a proteína perder suas funções e gerar complicações do gene do indivíduo. Desse modo, foi de grande importância abranger sobre esse assunto para melhor entender as doenças que causam tantas alterações teciduais. 
Palavras-chave: Proteína, homeostase, príon, desnaturação, gene.
ABSTRACT
Proteins are essential for the body to get their desired functions and stay in complete homeostasis, if he did not work up correctly may result in several problems. As described throughout the text information on the natural prion protein which is of utmost importance to regulate nerve cells, entretando, exist in the same gene in a preliminary demonstration excess causes various sequelae in the central nervous system. And besides, they were cited research on determining protein denaturation and its characteristics, and that it makes the protein lose its functions and generate the individual gene complications. Thus, it was of great importance cover on this issue to better understand the diseases that cause so many tissue changes.
Keywords: Protein, homeostasis , prion , denaturation, gene.
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	5
2.	O papel do enovelamento protéico e a função das proteínas	6
3. Enovelamento incorreto e a geração de doenças............................................................9
4. Papel dos Príons na função das proteínas celulares normais......................................11
5. Forças químicas na estrutura das proteínas nativas e a desnaturação protéica....13
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................................................15
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................16
INTRODUÇÃO
Dentre os estudos das proteínas, destacam-se o estudo pela sua diversidade de funções no corpo, sendo algumas delas catalisadores, estruturais, de reserva, de transporte, contráteis, protetoras, hormonais, entre outras. Define-se como proteína a molécula de grande peso molecular formada por dois ou mais aminoácidos, os aminoácidos são unidades de uma proteína e o enovelamento é o processo pelo qual uma molécula assume a sua forma ou conformação.
Com o presente trabalho pode se mostrar que de alguma maneira, os seres vivos são dependentes do bom funcionamento das proteínas para que uma homeostasia seja mantida. Caso haja alguma alteração, principalmente no ciclo celular, o indivíduo vai ter alguma doença.
A compreensão do processo de enovelamento de proteínas é de grande importância para se entender os vários processos celulares, já que para uma proteína ser funcional ela deve estar enovelado corretamente. O enovelamento incorreto de uma proteína pode ocasionar uma deposição da mesma na célula na forma de agregados ou de fibrilas amilóides que tem efeito citotóxico.
Este trabalho também busca destacar e abordar sobre a desnaturação protéica, que segundo a graduada em química Jennifer Rocha Vargas: “A desnaturação das proteínas ocorre quando as suas estruturas secundárias, terciárias ou quaternárias são modificadas ou destruídas mantendo somente a estrutura primária, que é a própria cadeia peptídica, formada pela sequência de aminoácidos ligados entre si.”
Inicialmente será abordado de forma sucinta, porém não menos importante, o enovelamento protéico e a função das proteínas, bem como o enovelamento incorreto na geração de doenças. No decorrer deste texto serão abordados outros temas como o papel dos príons na função das proteínas celulares normais e as estruturas de proteínas nativas juntamente com a desnaturação protéica.
 (http:www.brasilescola.com.br)
O papel do enovelamento protéico e a função das proteínas 
 
 Um dos principais paradigmas da Biologia Molecular Estrutural traz a ideia de que a estrutura tridimensional de uma proteína, ou estrutura nativa, está diretamente relacionada à sua função biológica. Como a vida depende diretamente da existência e do funcionamento correto das proteínas, é importante que se compreenda como as sequências primárias das proteínas se reorientam para formar as estruturas terciárias, num processo que envolve o enovelamento da cadeia polipeptídica.
Enovelamento é o processo pelo qual uma molécula assume a sua forma ou conformação. O processo pode também ser descrito como automontagem intramolecular, onde a molécula é dirigida para adquirir uma conformação específica através de interações não covalentes, tais como ligação de hidrogênio, coordenação de metal, forças hidrofóbicas, forças de van der Waals, pi-pi interacções, e / ou efeitos eletrostático.
 
Toda informação necessária para se especificar a conformação tridimensional de uma proteína está contida em sua sequência de aminoácidos. Um indicativo para isso é quando as proteínas são desnaturadas mediante tratamentos com determinados solventes (rompendo-se, assim, interações fracasnão-covalentes que mantêm o enovelamento) e, na sequência, ao remover estes solventes, as mesmas proteínas podem voltar espontaneamente à sua conformação original. A estrutura enovelada ou a conformação final adotada por qualquer cadeia polipeptídica é, geralmente, aquela a qual a energia livre é minimizada de forma mais favorável energeticamente.
E, neste sentido, embora as interações estéricas restrinjam severamente uma variadade de conformações tridimensionais de átomos, uma longa e flexível cadeia proteica ainda pode ser enovelada em uma variedade de formas. Muitas ligações não covalentes fracas atuam no enovelamento, envolvendo tanto átomos que se formam entre uma parte e outra da estrutura polipeptídica, como também átomos das cadeias laterais de aminoácidos.
 As ligações fracas que participam deste processo são de 3 tipos: ligações de hidrogênio, ligações iônicas e atrações de Van der Waals - elas agem em paralelo para manter duas regiões da cadeia polipeptídica unidas. A estabilidade de cada forma enovelada é, portanto, determinada pela força combinada de um grande número de tais ligações não covalentes. Portanto, um fator importante governando o enovelamento de qualquer proteína é a distribuição de seus aminoácidos polares e não-polares.
Folhas-β e α-hélices são dois padrões regulares de enovelamento, resultado de ligações hidrogênio entre N-H e C=O, na cadeia polipeptídica, sem o envolvimento das cadeias laterais de aminoácidos. As α-hélices são geradas quando uma única cadeia polipeptídica gira em si mesma para formar um cilindro rígido. Enquanto, folhas-β são formadas quando cadeias peptídicas vizinhas se interagem de forma rígida formando cadeias paralelas e/ou anti-paralelas.
Função das Proteínas
As proteínas são macromoléculas formadas pela polimerização por condensação de alfa-aminoácidos, que por são substâncias formadas por uma ligação peptídica entre um grupo amino e um grupo carboxílico, formando um grupo amida. As proteínas não podem ser armazenados nas células. Porém fazem parte da estrutura biológica. De forma que a construção e manutenção do organismo humano dependem do fornecimento dessas proteínas. Elas tem várias funções no nosso organismo, sendo:
Enzimas: As enzimas nada mais são do que proteínas que tem a função de diminuir a energia de ativação ao mesmo tempo em que aumenta a velocidade dessa reação, sem que o produto final seja alterado ou que ela seja consumida, o que facilita para que ela trabalhe várias vezes seguidas.
 Proteínas transportadoras: Podemos encontrar proteínas transportadoras nas membranas plasmáticas e intracelulares de todos os organismos. Elas transportam substâncias como glicose, aminoácidos, ente outros, através das membranas celulares. Também estão presentes no plasma sanguíneo, transportando ions ou moléculas especificas de um órgão para outro. A hemoglobina presente nos glóbulos vermelha transporta gás oxigênio para os tecidos.
O processo que a proteínas transportadoras transfere uma molécula de soluto através da bicamada lipídica assemelha com uma reação enzima-substrato. O soluto transportado não é covalentemente modificado pela proteína transportadora, porém é liberado inalterado no outro lado da membrana.
Cada tipo de proteína transportadora tem um ou mais sítios de ligação específicos para seu soluto. Ela transfere o soluto atreves da bicamada lipídica por alterações conformacionais reversíveis que expõem alternadamente o sitio de ligação ao soluto, primeiro em um lado da membrana e, então, no outro.
Proteínas estruturais: As proteínas estruturais são a mais abundante de todos os tipos de proteínas existentes no nosso corpo. As proteínas estruturais são fibrosas. Entre essas proteínas fibrosas, queratina proteínas estrutural é provavelmente a mais conhecida. Essa proteína é a cobertura protetora de todos os vertebrados terrestres. Apesar se ser pouco visível, a proteína de miosina e actina são proteínas estruturais que formam o tecido muscular. Sendo então, o suporte mecânico 
Proteínas de defesa: Quando uma proteína estranha penetra num organismo, acontece a produção de uma proteína de defesa chamada anticorpo. A molécula do anticorpo se liga quimicamente ao antígeno, neutralizando seu efeito. Os anticorpos são específicos, assim, determinado anticorpo atua somente contra aquele antígeno particular que induziu sua formação. Também é válida o sistema chave-fechadura.
Desde que um certo antígeno tenha invadido o corpo pela primeira vez, provocando a fabricação de anticorpos, o organismo forma uma espécie de memória da estrutura da proteína invasora. Isso faz com que invasões posteriores de mesmo antígeno sejam rapidamente repelidas. Dizemos que o organismo ficou imunizados.
Proteínas reguladoras: Existem alguns tipos de hormônios que são proteínas e possuem a função de regular atividade metabólica no organismo. Podemos citar como exemplo de proteína reguladora a insulina. Sintetizada no pâncreas, ela atua no metabolismo de lipídeos e proteínas, além de ser responsável pela entrada da glicose nas células.
Muitas vezes, a expressão de um gene é controlada por mais de uma proteína reguladora (podendo chegar a centenas). Como casa proteína reguladora é, por sua vez, controlada por outras proteínas, o sistema adquire um grau muito alto de complexidade.
 
 
Proteínas de armazenamento: Muitas proteínas são nutrientes na alimentação, como é o caso da albumina do ovo e a caseína do leite. Algumas plantas armazenam proteínas nutrientes em suas sementes para a germinação e crescimento.
Proteínas de mobilidade ou contráteis: Algumas proteínas atuam na contração de células e produção de movimento, como é o caso da actina e da miosina, que se contraem produzindo o movimento muscular.
Enovelamento incorreto e a geração de doenças
O material genético de cada célula é capaz de produzir uma única sequência de aminoácidos, sofre arranjos se dobrando em si mesma, para que se torne uma proteína no final com uma estrutura tridimensional definida dotada de funções biológicas. Este processo é conhecido como enovelamento protéico e a proteína final enovelada é chamada nativa, por tanto uma estrutura secundária (alfa hélices, folhas e voltas), terciária (arranjo tridimensional) e quarternária completamente definidas.
Esta estrutura única permite que a proteína desempenhe uma única função, daí está a grande importância da fidedignidade dos processos de transição (DNA para RNA) e tradução (RNA para proteína). Quando ocorre mutações neste contexto, acabam por gerar uma proteína com sequência alterada que por conseguinte poderá apresentar uma conformação distinta da conformação ativa que por sua vez pode abolir ou alterar uma determinada função.
Em certas soluções e sendo determinadas condições, as proteínas podem não se dobrar. Temperaturas acima ou abaixo da gama na qual as células costumam sobreviver, levam a proteína a desdobrar-se ou desnaturar. Altas concentrações de soluto e extremos de ph podem levar ao mesmo resultado estando uma proteína completamente desnaturada ela não possui estruturas terciarias e secundarias.
No câncer ocorre a proliferação desenfreada da células estando relacionadas com o mesmo mecanismo molecular que ocorre nas doenças da vaca loca, doença de Alzheimer e mal de Parkinson sendo conhecidas também por amiloides. em todos os casos, a falha no enovelamento presos e conferir a proteína alterada uma característica típica de agentes infecciosos tradicionais como os vírus e as bactérias: a capacidade de autopropagar e infectar outras células.
Quando essas proteínas se enovelam de forma incorreta, ficando mal dobrados, deformam as moléculas saudáveis da p53 que aderem gerando fibras inativas, sendo chamado esse fenômeno de seeding ou semeadura, uma propriedade característica dos prions, deixando de funcionar como deveriam e passam a produzir funções extras.
As fibras que são afetadas no câncer e a p53, chamada de guardião do genoma por ser responsável por coordenar a respiração do DNA no caso de pequenosdanos causados, encaminhando as células para a morte, quando os efeitos não podem ser concertados. Ao atingir a p53 as células começam a se proliferarem de forma desenfreada causando tumores de mama, de pele como o carcinoma basocelular e tumores celebrais muito agressivos.
O enovelamento incorreto modifica também outras proteínas da mesma família sendo ela: a p63 que é responsável pelo controle da multiplicação celular, e a p73, que de forma independente, encaminha as células com defeito para a apoptose, um tipo de morte programada, tanto a p63 quanto a p73 desempenham um importante papel antitumorais. sendo esses enovelamentos anormais os causadores de grande parte dos cânceres, fazendo com que as células defeituosas multiplique-se cada vez mais e mais.
Papel dos Príons na função de proteínas celulares normais
Na década de 1960 começou a surgir hipótese de fragmentos de proteínas poderiam ser causadoras de algumas doenças. Em meados de 1980, outro cientista conseguiu isolar essa proteína, produzida normalmente por genes de todos os animais PrPc (proteína príon celular) atuam nas células nervosas e, em condições normais não provocam nenhum dano ao nosso organismo.
Príon natural ou O PrPC é obtido a partir do código genético, pelo mecanismo natural de síntese da proteica que apresenta uma estrutura molecular alfa, onde as pontes dissulfidicas formam uma configuração em hélice ou alfa – hélice (que é uma estrutura proteica conhecida como secundária).os príons normais podem fazer o ajuste das funções neuronais ao nível celular, por estarem localizados na superfície das células nervosas são reguladoras, enquanto normais das atividades neurais como sono ,equilíbrio corporal e raciocínio
 
 (Stanley Priusner 1997 Nobel Laureate)
 Há também outro tipo de príon chamado de obscuro ou scrapie chamado de PrPSc. Príons são proteínas modificadas causadoras de doenças neurodegenerativas e que apresentam resistência à ação das proteases e são do tipo beta. As doenças causadas por príons geralmente se manifestam na fase adulta, e ocorrem de forma extremamente rara.
O acumulo dessas proteínas modificadas podem causar no sistema nervoso central placas amilóides que são tóxicas e levam a morte do tecido formando vacúolos que deixam o encéfalo com aparência esponjosa. As doenças priônicas afetam animais e o homem e se diferenciam das demais doenças infecciosas, seus sintomas variam conforme a doença em questão como exemplo podemos cita algumas das que acometem os seres humanos.
Doença de Creutzfeldt-Jakob
 DCJ é determinada não por um agente infeccioso tradicional, mas pela mudança na conformação de uma proteína. Ela pode ocorrer de uma forma espontânea e ser determinada por uma mutação no gene que a codifica causada pela ingestão ou inoculação acidental de partícula de príon que tenha conformação anômala.
DCJ é a mais comum das doenças priônicas humanas Esta proteína possui uma sequência de aminoácidos e uma configuração que a torna insolúvel na água; enquanto que a proteína normal, isto é, que não sofreu uma mutação, é altamente solúvel. A DCJ é classificada como uma encefalopatia espongiforme transmissível juntamente com outras doenças que ocorrem em humanos e animais. A DCJ pode ser também transmitida de forma iatrogênica, devido a procedimentos médicos como uso de hormônios do crescimento contaminados, transplantes de córnea e duramáter de indivíduos portadores da doença, instrumentos neurocirúrgicos e eletrodos contaminados.
Existem quatro formas dessa doença, que são:
Esporádica: esta forma representa 85% dos casos, apresentando incidência de 0,5 a 1,5 casos por milhão a cada ano. Não há variação sazonal dos casos e nem fatores de riscos relacionados.
Familiar: representa 10-15% dos casos e possui um padrão de transmissão do tipo autossômico dominante.
Nova variante: esta forma é a denominada encefalopatia espongiforme (BSE, mais conhecida como a “doença da vaca louca”), que foi citada anteriormente. Existem poucos casos descritos dessa forma.
Em exames de imagem não e possível o diagnostico em fase inicial apresentando em estado mais avançado atrofia cerebral e hiperdensidade dos gânglios. O melhor método de diagnostico é a análise histopatológica de tecido com coloração imunohistoquimica, os achados mais importantes são:
Alterações espongiformes;
Astrocitose;
Perda neural
Placas mielóides são observadas em 10% dos casos da forma esporádica
Até o momento ainda não há cura e nem terapia para atrasar o avanço da doença a única opção são medidas paliativas nas ações sintomática.
Insônia Familiar
Doença que difere das outras encefalopatias espongiformes, o tálamo é a região mais afetada como e responsável pelo sono pessoas acometida vão perdendo a capacidade de dormir, causando várias alterações no organismo podendo levar a morte são seus sintomas,dificuldade para dormir juntamente com contração muscular súbitas,sudorese,estupor,taquicardia,tremores,perde do equilíbrio,alteração na fala e demência progressiva e surgem em cerca dos 35 anos.
Gerstmann-Sträussler-Scheinker 
É uma doença muito rara,neurodegenerativa fatalque afeta pacientes entre 20 a 60 anos de idade e com tempo de sobrevida de 5 anos,seu diagnóstico é feito por testes genéticos sua evolução do seu quadro clinico e mais lenta seus sintomas incluem dificuldade na fala, instabilidade e demência progressiva muitos paciente apresentam nistalgismo, distúrbios visuais, cegueira e surdez.
Papel das forças químicas na estrutura das proteínas nativas e a desnaturação protéica
As proteínas são polímeros, ou seja, longas cadeias moleculares resultante da união repetida de varias moléculas menores, os chamados aminoácidos. Um aminoácido é uma molécula que contem simultaneamente os grupos funcionais amina (Nh2) é ácido carboxílico (COOH) especialmente cada aminoácido possui uma base comum, e um grupo lateral, ou resíduo, sendo este ultimo o responsável pelas propriedades químicas de cada aminoácido.
O arranjo tridimensional dos átomos da proteína na estrutura terciária é de muita importância porque geralmente coincide com a chamada estrutura nativa, a estrutura que confere a proteína uma função biológica especifica. Um dos mais importantes princípios da biologia molecular é a idéia de que a estrutura nativa de uma proteína determina a função biológica, a estrutura da proteína se forma em um processo que envolve o enovelamento é a dobragem (folling, em inglês ) o estado nativo de cada proteína é único porque é determinado por uma sequência de aminoácidos específicos.
A desnaturação protéica é a perda das estruturas tridimensional da proteína, ou seja, ela perde a sua forma e sua função original. Existem dois tipos de desnaturação a reversível e a irreversível, como irreversível podemos dar exemplo da albumina do ovo que uma vez cozida, o resfriamento não faz com que a proteína se renature.
A desnaturação faz com que a proteína perca sua função, alterações no ph causam desnaturação protéica. E por esse fator que não podemos passar de 42°C de febre, pois daí em diante muita enzimas (que são proteínas) irão se desnaturar e podem trazer muitos malefícios do individuo. As hemácias, quando desnaturadas não podem acoplar o gás na hemoglobina, e assim não tem mais função. Alguns agentes responsáveis pela desnaturação são o ph, a temperatura e agentes químicos.
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em vista dos argumentos apresentados, a favor das imprescindíveis características das células-tronco mesenquimais, percebemos que a vida depende diretamente da existência e funcionamento correto das proteínas, onde fazem parte da estrutura biológica das células, auxiliando na construção e manutenção do organismo humano através de suas diversas funções, como: enzimáticas, de transporte, estruturais, de defesa, reguladoras, de armazenamento, de mobilidade e entre outras. 
Porém, apesar de sua multifuncionalidade e importância, as proteínas sãomacromoléculas muito sensíveis a alterações do meio, dos quais podem provocar sua desnaturação. Alguns agentes responsáveis pela desnaturação proteica, como, pH, temperatura e agentes químicos, devem ser zelados para que não haja perda das estruturas tridimensionais da proteína em seu contato, prejudicando e comprometendo assim, todo um organismo. Por fim, concluímos que as proteínas são estruturas fundamentais para que possamos sobreviver, garantindo nossa imunidade, saúde e bem-estar.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Wilson Roberto Paulino. “Biologia” (2009): Volume 1
2. http://www.iesde.com.br
3. http://www.scielo.br/scielo
4. http://www.brasilescola.com
5. http://www.uoleducaçao.com.br
6. http://www.fapespbibliotecavirtual.com
7. http://www.infoescola.com
8. http://www.clickescolar.com.br/proteinas.