Sinalização e Apoptose Celular

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – SETOR PALOTINA
SINALIZAÇÃO E APOPTOSE CELULAR
Jessica Cristina Zandonai
GRR20140701
PALOTINA – PR
Julho/2014
Jessica Cristina Zandonai
SINALIZAÇÃO E APOPTOSE CELULAR
Trabalho de Sinalização e Apoptose Celular como disciplina obrigatória Biologia Celular na Universidade Federal do Paraná – Setor Palotina.
Prof. Cristiane Meinerz
PALOTINA – PR
Julho/2014
1 SINALIZAÇÃO CELULAR
Todas as células recebem e respondem aos sinais à sua volta. Mesmo a mais simples bactéria percebe e migra em direção a altas concentrações de nutrientes, como glicose ou aminoácidos. Muitos eucariotos unicelulares também respondem á sinalização de moléculas secretadas por outras células, permitindo a comunicação célula-célula. A reprodução entre células de levedura, por exemplo, é sinalizada por peptídeos que são secretados por uma célula e ligam-se aos receptores na superfície de outra. Entretanto, é nos organismos multicelulares que a comunicação célula-célula atinge o sei mais alto nível de sofisticação. Enquanto as células de procariotos e eucariotos unicelulares são em grande parte autônomas, o comportamento de cada célula individual em plantas e animais multicelulares deve ser cuidadosamente regulado para satisfazer as necessidades do organismo como um todo. Isto e realizado por uma variedade de moléculas sinalizadoras que são secretadas ou expressas na superfície de uma célula e ligam-se a receptores expressos por outras células, integrando e coordenando.
SINALIZAÇÂO DE MOLECULAS E SEUS RECEPTORES
Diferentes tipos de moléculas transmitem informações entre as células de organismos multicelulares. Embora todas essas moléculas atuem como ligantes que se ligam a receptores expressos por suas células-alvo, há consideráveis variações na estrutura. Estruturalmente, as moléculas sinalizadoras usadas por plantas e animais variam em complexidade desde simples gases até proteínas. Algumas dessas moléculas transportam sinais por longas distancias, enquanto outras atuam de forma localizada, transmitindo informações entre células vizinhas. Além disso, moléculas sinalizadoras diferem no seu modo de ação sobre suas células-alvo. Algumas são capazes de atravessar a membrana plasmática e ligar-se a receptores intracelulares no citoplasma ou núcleo, enquanto a maior parte liga-se a receptores expressos na superfície da célula-alvo. 
MODELOS DE SINALIZAÇÃO CELULA-CELULA
A sinalização celular pode resultar tanto da interação direta de uma célula com a célula vizinha ou da ação de moléculas sinalizadoras secretadas.
A sinalização por interação direta célula-célula desempenha um papel critico na regulação do comportamento das células nos tecidos animais. As células expressam uma variedade de receptores de superfície que interagem com moléculas sinalizadoras da superfície das células vizinhas. As vias de sinalização, como as interações célula-célula, tem uma função importante na regulação de muitas inter-relações de diferentes tipos de células que ocorrem durante o desenvolvimento embrionário, assim como na manutenção dos tecidos adultos.
Figura 1 retirada pg534 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed. , 2007.
As múltiplas variedades de sinalização por moléculas secretadas são frequentemente divididas em três categorias gerais, baseadas na distância em que os sinais são transmitidos.
Na sinalização endócrina: as moléculas sinalizadoras 9hormonios0 são secretadas por células endócrinas especializadas e transportadas através da circulação para atuarem sobre células-alvo localizadas em órgãos distantes. Um exemplo clássico é proporcionado pelo hormônio esteroide estrógeno, que é produzido pelo ovário e estimula o desenvolvimento e a manutenção do sistema reprodutor feminino e das características sexuais secundárias. Nos animais, mais de cinquenta hormônios diferentes são produzidos por glândulas endócrinas, incluindo pituitária, tireoide, paratireoide, pâncreas, adrenal e gônadas.
Na sinalização endócrina, hormônios são transportados através do sistema circulatório para atuarem sobre células-alvo distantes.
Figura 2 retirada pg534 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed. , 2007.
Diferentemente dos hormônios, algumas moléculas sinalizadoras atuam de forma local para influenciar o comportamento das células vizinhas.
Na sinalização parácrina: uma molécula liberada por uma célula atua sobre células-alvo vizinhas. Um exemplo e a ação de neurotransmissores no transporte de sinais entre as células nervosas até uma sinapse.
Na sinalização parácrina, uma molécula liberada por uma celula atua localmente para afetar células-alvo vizinhas.
Figura 3 retirada pg534 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.
Algumas celulas respondem à sinalização de moleculas que elas mesmas produzem.
A sinalização autócrina: é uma forma de resposta das células do sistema imnune de vertebrados aos antígenos estranhos. Certos tipos de linfócitos T respondem à estimulação antigênica por meio da sintese de um fator de crescimento que induz a sua propia proliferação, levando desta forma, ao aumento do numero de lundócitos T e à amplificação da resposta imune. Deve-se também salientar que a sinalização autócrina anormal frequentemente contrinbui para o crescimento descontrolado de celulas de cancer. Um bom exemplo seria que ma celula de cancer produz um fator de crescimento ao qual ela também responde, induzindo, por meio disto continuamente sua propia proliferação descontrolada. 
Na sinalização autócrina, uma celula produz uma molecula sinalizadora para a qual ela própia também responde.
Figura 4 retirada pg534 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.
Como anteriormente mencionado, todas as moleculas sinalizadoras atuam por meio da ligação a receptores expressos por suas células-alvo. 
Os hormônios Esteróides e Superfamilia de Receptores Nucleares: são os hõrmonios esteróides, o hôrmonio da tireióde, a vitamina D3 e o ácido retinóico são pequenas moléculas hidrofóbicas que se difunndem atraves da mambrana plásmatica de suas celulas-alvo e ligam-se a receptores intracelulares.Membros da superfamilia de recptores nucleares funcionam como fatores de transcrição para regular diretamente a expressão gênica em respostas à ligação do ligante.
Óxido Nítrico e Monóxido de Carbono: os gases simples óxido nítrico e monóxido de carbono são moleculas sinalizadoras parácrinas importantes no sistema nervoso e em outros tipos de célula.
Neurotransmissores: Os neurotransmissores são moleculas hidrofilicas pequenas que transportam sinais entre neurônios ou entre neuronios e outras células-alvo em uma sinapse. Muitos neurotransmissores ligam-se a canais de íons abertos por ligantes.
Hormônios Peptídeos e Fatores de Crescimento: Os peptídeos são a mais ampla variedade de moléculas sinalizadoras em animais, que variam desde uns poucos até mais que uma centena de aminoáciso. Este grupo de moléculas inclui hormonios peptídeos, neurioeotídeos e fatores de crescimento.
Eicosanoídes: Os eicosanóides são uma classe de lipideos que funcionam em sinalização parácrina e autócrina.
Fitormônios: Moléculas pequenas conhecidas como fitormõnios regulam o crescimento e o desenvolvimento das plantas.
FUNÇÕES DOS RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
A maioria dos ligantes responsaveis pela sinalização célula-célula liga-se ao receptor na superficie de suas células-alvo.
Receptores Acoplados à Proteina G: A fámilia mais ampla de receptores de superficie celular, incluindo os recptores para muitos hormônios e neurotransmissores, transmite sinaispara alvos intracelulares por meio da ação intermediária de preoteinas G.
Receptores Proteina-Tirosina Quinases: os receptores para a maioria dos fatores de crescimento são proteina-tirosina quinases.
Receptores de Citosina e Proteina-Tirosina Quinases Não-Receptores: Os receptores para muitos citocinas atuam em associação com proteina-tirosina quinases nao-receptores.
Receptores Ligados a Outras Atividades Enzimáticas: Outros tipos de receptores de superficie celular incluem proteina-tirosina fosfatases, proteina-serina/treonina quinases e guanilil ciclases.
SINALIZAÇÃO NO DESENVOLVIMENTO E NA DIFERENCIAÇÃO 
Tanto a diferenciação celular quanto o desenvolvimento de estruturas do organismo devem ser regulados por vias intrincadas de sinalização célula-célula que coordenam as atividades de células individuais e finalmente originam organismos tão complexos como seres humanos.
A Via do Receptor Tirosina Quinases/Ras/Raf/ERK em Drosophila e C. Elegans: O papel da Via Ras/Raf/ERK no desenvolvimento tem sido elucidado por meio de estudos da diferenciação de neurõnios fotorreceptores em Drosophila e indução da vulva em C.elegans.
Hedgehog e Wnt: as vias de sinaçização Hedgehog e Wnt desempenham funções-chave na determinação do destino e padrão celular durante o desenvolvimento de embiões tanto de vertebrados como de invertebrados.
Sinalização Notch: A via Notch controla o destino celular por interação direta célula-célula durante o desenvolvimento animal
2 APOPTOSE
MORTE CELULAR PROGRAMADA
Ela é um processo atico caracterizado por uma mudança morfologica distinta conhecida como apoptose. Durante o apoptose, o DNA cromossomal normalmente é fragmentado como resultado de clivagem entre nucleossomos. A cromatina condensa e o n~ucleo entao se dissolve em pequenos pedaços. Qundo então a própia celula diminui de volume e dissolve-se em fragmentos inclusos em membrana chamados de corpos apoptótucos. Tais celular apoptóticase fragmentos celulares são facilmente reconhecidos e fagocitados não so por macrófagos mas tambem por celulas vizinhas; deste modo, células que morrem por apoptose são eficientemente removidas dos tecidos. Em contraste, células que morrem por apoptose são eficientemente removidas dos tecidos.
Representação esquemática dos eventos de apoptose.
Figura 5 retirada pg572 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.
Micrografia óptica de célula normal 
Figura 6 retirada pg572 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.
 Apoptótica de leucemia humana, ilustrando a condensação de cromatina e a fragmentação nuclear durante a apoptose. (B, cortesia de D.R. Green/La Jolla Institute for Allergy and Immunology)
COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed. , 2007.
Figura 7 retirada pg572 do livro COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.
BIBLIOGRAFIA
COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Porto alegre: Artmed., 2007.