Comunicação Celular por meio de sinais químicos

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Comunicação Celular por meio de sinais químicos
Comunicação celular:
Sinais ou mensageiros químicos:
Coordenam crescimento e funcionamento do organismo
Relevância biológica:
Alteração no metabolismo (Ex: Glicogênese)
Alteração no padrão de expressão gênica (Ex: Diferenciação celular)
Alterações estruturais (Ex: contração muscular) 
Manutenção do estado funcional (Ex: Fatores de Sobrevida)
Migração (Ex: Diapedese) 
Regulação da divisão celular (Ex: Controle de Populações Celulares
Fertilização ( Ex: Ativação do Metabolismo do Gameta Feminino)
Desenvolvimento (Ex: Morfogênese)
Ação de Medicamentos (Ex: Interação á Fármaco x Alvo Molecular) 
Cada célula é programada para responder as combinações específicas de moléculas sinalizadoras.
Princípios Gerais da Comunicação Celular:
Uma molécula sinalizadora se liga a um receptor
Ativação da cadeia de sinalização 
Uma ou mais proteínas sinalizadoras interagem com roteína alvo
Alteração da proteína alvo-efeito 
Etapas da Sinalização: 
Síntese e liberação da molécula sinalizadora pela célula sinalizadora
Transporte da molécula sinalizadora até a célula alvo
Detecção do sinal pela célula alvo através de um receptor específico
Modificação do metabolismo, da função ou do desenvolvimento celular acionada pelo complexo sinal-receptor. 
Especificidade do receptor:
Receptor para a mesma molécula podem ter estruturas diferentes em diferentes células
Ações diferentes 
Ex: Acetilcolina: 
Célula Muscular Cardíaca: diminuição da contração 
Célula Muscular Esquelética: contração
Célula de Glândula Salivar: secreção
Moléculas Sinalizadoras
Óxido Nítrico (gás)
Neurotransmissores (acetilcolina, adrenalina, ...)
Hormônios esteroidais (receptores intracelulares nucleares)
Hormônios peptídicos e não peptídicos 
Receptores
A maioria das moléculas sinalizadoras são hidrofílicas e se ligam a receptores na superfície celular 
Algumas moléculas podem se difundir pela membrana (hidrofóbicas) e chegar ao núcleo, transportadas por carreadores 
Formas de Sinalização Celular 
Dependente de Contato (importante durante o desenvolvimento e resposta imune)
Proteínas ligadas á membrana plasmática de uma célula podem interagir com receptores de uma célula adjacente.
Ex: fator de crescimento epidérmico (EGF)
Parácrina 
As moléculas sinalizadoras (mediadores locais) agem em múltiplas células-alvo, próximas do local de sua síntese
Ex: fatores de crescimento, citocinas, interleucinas, eicosanoides e neurotransmissores
Autócrina 
A célula responde a substâncias liberadas por ela mesma
As moléculas sinalizadoras são os mediadores locais 
Ex: fatores de crescimento 
Endócrina 
Molécula sinalizadora (hormônio) age na célula alvo (altamente específica) distante do sítio de síntese 
Agem por difusão 
Sináptica ou Neuronal 
A molécula sinalizadora (neurotransmissor) age em uma célula alvo próxima ao local em que foi formada
Em raríssimas exceções pode atingir a célula alvo no sangue 
Receptores de superfície celular 
A maioria das moléculas sinalizadoras são grandes demais ou muito hidrofílicas 
Não atravessam a membrana e ligam-se a receptores transmembrana 
Agem na transdução do sinal: convertem um evento extracelular em sinal intracelular 
Principais classes de receptores de superfície celular 
Receptor associado a canal iônico
Receptor associado á proteína G
Receptor associado a enzimas 
Receptor-canal: a ligação do ligante abre ou fecha o canal 
Receptor enzimático: a ligação do ligante a um receptor enzimático ativa uma enzima intracelular 
Receptor acopiado á proteína G: a ligação do ligante a um receptor acoplado á proteína G abre um canal iônico ou altera a atividade de enzimas 
Receptor integrina: a ligação do ligante a receptores integrina altera o citoesqueleto 
Transdução de sinais
Sinal bioquímico extracelular ativa um receptor de membrana –> altera moléculas intracelulares para gerar uma resposta
O receptor de membrana ativado aciona a proteína associada que pode:
Fosforilar (regulação de processos intracelulares): ativação de proteínas cinases, enzimas que transferem um grupo fosfato do ATP para uma proteína 
Ativar enzimas amplificadoras que geram segundos mensageiros intracelulares 
Componentes intracelulares que participam da sinalização
Moléculas pequenas: “segundos mensageiros”
Ex: Camp, Cgmp, ETC
Proteínas de sinalização intracelular 
Ex: quinases /fosfatases; proteínas de ligação a GTP
Amplificação de sinais 
Receptor-ligante: aciona enzima amplificadora que ativa diversas moléculas 
Aumenta o rendimento: pequenas quantidades de ligante gera um grande efeito intracelular 
Mediadores intracelulares pequenos: 
Segundos mensageiros
Pequenas moléculas liberadas ou formadas no citosol em resposta a um sinal extracelular
Ajudam a PROPAGAR o sinal dentro da célula
Maior rendimento: maior efeito
Segundos mensageiros 
Alteram:
Abertura de canais iônicos 
Concentração de cálcio intracelular –> altera função de proteínas quando ligados a esta –> resposta celular
Atividade enzimática. Ex: proteínas cinase ou fosfatase 
As proteínas modificam por Ca+2 ou fosforilação controlam uma ou mais:
Enzimas metabólicas 
Proteínas motoras (contração muscular e movimento do citoesqueleto)
Proteínas envolvidas com a regulação gênica e síntese de proteínas 
Alterar proteínas receptoras e transportadoras de membranas 
Transporte transmembranar
Proteínas sintetizadas nos ribossomos aderidos á membrana do REG podem ter destinos diferentes
Proteínas solúveis liberadas no lumen do REG – podem ser direcionadas para o complexo golgiense (via de exportação ou via de secreção)
Endereçadas: 
aos endossomos tardios
as vesículas secretoras 
á membrana plasmática (meio extracelular)
Proteínas sintetizadas no REG:
Proteínas integrais transmembrana (maioria)
Unipasso ou multipasso
Podem seguir os mesmos destinos das proteínas solúveis sintetizadas no REG
Transporte vesicular
Proteínas sintetizadas nos ribossomos aderidos á membrana do retículo endoplasmático: diferentes destinos celulares
Proteínas transportadas de um compartilhamento para o outro por meio de vesículas especializadas 
Três vias de transporte vesicular:
Via de exportação: tem início no retículo endoplasmático e pode seguir três destinos: 
Formação dos lisossomos, 
Secreção constitutiva (SC): vesículas contendo as proteínas sintetizadas no REG são direcionadas para a membrana plasmática
Secreção regulada (SR): vesículas necessitam de sinais extracelulares para liberarem os seus conteúdos no meio extracelular; aumento dos níveis de Cálcio intracelular –> fusão destas vesículas com a membrana plasmática e consequentemente liberação do conteúdo vesicular no meio extracelular
Via de recuperação 
Via endocitica
Funções primordiais da membrana plasmática:
Transporte, sinalização, adesão ou reconhecimento