Aula Comunicao Celular

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Comunicação Celular 
Prof. Hermann A. Rodrigues 
Princípios gerais da comunicação celular 
Princípios gerais da comunicação celular 
Os mecanismos de comunicação dependem de: 
 
- Moléculas sinalizadoras extracelulares produzidas pela célula, para 
sinalizar às suas vizinhas ou às células mais distantes. 
 
- Sistemas protéicos elaborados existentes nas células, que lhes permitem 
responder, de forma específica, a determinados grupos desses sinais. 
Essas proteínas podem ser: 
A) Receptores de superfície celular 
Ligam-se à molécula sinalizadora. 
Princípios gerais da comunicação celular 
B) Proteínas sinalizadoras intracelulares 
Distribuem o sinal para regiões adequadas das células. 
Ex.: quinases, fosfatases, proteínas que se ligam a GTP e outras com as 
quais estas interagem. 
No final de cada uma dessas rotas de sinalização 
Proteínas-alvo 
São alteradas quando a rota está ativa 
Mudando o comportamento da célula 
Princípios gerais da comunicação celular 
Proteínas-alvo podem ser: 
 
 
 
- Reguladores de genes, 
 
- Canais iônicos, 
 
- Componentes de uma 
rota metabólica, 
 
- Componentes do 
citoesqueleto. 
Princípios gerais da comunicação celular 
Princípios gerais da comunicação celular 
Moléculas sinalizadores podem ser: 
Proteínas; 
Pequenos peptídeos; 
Aminoácidos; 
Nucleotídeos; 
Esteróides; 
Retinóides; 
Derivados de ácidos graxos; 
Gases dissolvidos. 
Essas moléculas podem ser liberadas pela célula sinalizadora por: 
Exocitose; 
 
Difusão através da membrana; 
 
Exposição ao espaço extracelular, mas ficam ligadas à 
superfície da célula sinalizadora. 
Princípios gerais da comunicação celular 
Independente da natureza do sinal, a célula-alvo responde por meio de uma 
proteína específica 
Receptor 
Neste a molécula sinalizadora se liga de forma 
específica, iniciando uma resposta na célula-alvo. 
 
Podem ser proteínas transmembrana na superfície 
da célula-alvo; 
 
Podem ser intracelulares. 
1) Sinalização dependente de contato: 
Formas de sinalização intercelular 
Molécula sinalizadora permanece 
ligada na superfície. 
Importante durante o desenvolvimento e na resposta imune. 
Formas de sinalização intercelular 
2) Sinalização parácrina: Molécula sinalizadora é secretada e age localmente. 
Moléculas sinalizadoras têm difusão restrita; 
São captadas rapidamente pelas células-alvo da vizinhança; 
Destruídas por enzimas; 
Imobilizadas pela matriz extracelular. 
É o tipo de comunicação 
realizado nos processos 
inflamatórios. 
 
Ex.: resposta mediada por 
mastócitos 
Formas de sinalização intercelular 
3) Sinalização sináptica: Molécula sinalizadora é liberada à longas distâncias 
em junções celulares especializadas. 
Sinapses neuronais 
Formas de sinalização intercelular 
4) Sinalização endócrina: Moléculas sinalizadoras liberadas na corrente sangüínea 
e agindo à distância. 
Hormônios 
Formas de sinalização intercelular 
Sinalização sináptica x sinalização endócrina 
Formas de sinalização intercelular 
Considerações... 
 
A velocidade da resposta a um sinal não depende somente do mecanismo de 
liberação, mas também da natureza da resposta da célula-alvo. 
 
Quando a resposta envolve somente mudanças em proteínas já existentes, a 
resposta é rápida. 
 
Quando a resposta envolve mudanças na expressão gênica e na síntese de 
novas proteínas, a resposta é lenta. 
 
A interação molécula sinalizadora  receptor é específica. 
 
A resposta da célula-alvo é dependente do receptor e não da molécula 
sinalizadora. 
Sinalização intracelular 
Sinalização autócrina: 
Uma célula secreta moléculas sinalizadora que se ligam aos seus próprios 
receptores. 
 
Também podem enviar sinais para outras células do mesmo tipo. 
 
Ex.: durante o desenvolvimento, quando um grupo de células decide seguir 
uma rota de diferenciação, elas secretam sinais autócrinos que reforçam 
suas decisões. 
Porém, as células 
cancerígenas também usam 
a sinalização autócrina para 
alterar o controle normal da 
proliferação e sobrevivência. 
Cada célula está programada para responder a 
combinações específicas de moléculas 
sinalizadoras extracelulares 
As células estão expostas a 
milhares de sinais diferentes, que 
atuam sob diversas combinações. 
 
 
A seletividade da resposta deve-se à 
especialização celular adquirida 
durante o desenvolvimento. 
Células diferentes respondem de forma diferente à 
mesma molécula sinalizadora extracelular 
A maneira específica pela qual a célula reage ao seu ambiente é variável. 
 
 
A variação depende das proteínas receptoras que a célula possui 
Determina o subgrupo particular de sinais aos quais a célula pode responder 
O que por sua vez varia de acordo com a maquinaria intracelular 
Por meio da qual a célula integra e interpreta os sinais que recebe 
Células diferentes respondem de forma diferente à 
mesma molécula sinalizadora extracelular 
Assim, uma única molécula sinalizadora tem normalmente diferentes efeitos 
sobre células-alvo diferentes. 
Porque os receptores podem ser diferentes. 
Porque os receptores podem ser iguais, mas a resposta intracelular diferente. 
O óxido nítrico 
A maioria dos sinais extracelulares é formada por moléculas hidrofílicas, que se 
ligam a receptores na membrana da célula-alvo. 
 
Algumas são suficientemente hidrofóbicas e/ou pequenas para atravessar a 
membrana plasmática da célula-alvo. 
 
Uma vez no interior da célula elas regulam diretamente a atividade de uma 
proteína específica. 
 
Ex.: gás óxido nítrico 
Funciona como regulador da contração da musculatura lisa  vasos sangüíneos; 
Atua combatendo microorganismos  macrófagos e neutrófilos. 
O óxido nítrico 
O papel do óxido nítrico sobre o relaxamento do músculo liso da parede de um 
vaso sangüíneo. 
Aplicação clínica: Viagra. 
Os receptores nucleares 
Algumas moléculas sinalizadoras pequenas e hidrofóbicas 
Difundem-se através da membrana plasmática das células-alvo 
Ligam-se a receptores protéicos intracelulares 
Ex.: hormônios esteróides, hormônios tireoidianos, os retinóis e a vitamina D. 
Os receptores nucleares 
Essas moléculas sinalizadoras 
Ativam seus receptores (superfamíla dos receptores nucleares) 
Estes se ligam ao DNA 
Regulam a transcrição de genes específicos. 
Os receptores nucleares 
A resposta transcricional acontece em etapas sucessivas: 
 
 
1) Ativação direta de um pequeno número de genes específicos 
Resposta primária 
2) Os produtos destes genes ativam, por sua vez, outros genes 
Resposta secundária 
As três maiores classes de receptores de 
superfície celular 
Todas as moléculas sinalizadoras hidrossolúveis ligam-se a receptores 
específicos na superfície das células-alvo. 
 
Estes receptores funcionam como transdutores de sinal. 
Porque convertem um evento extracelular em sinais 
intracelulares que alteram o comportamento da célula-alvo. 
Os receptores de superfície pertencem a três classes, definidas pelo 
mecanismo de transdução usado: 
As três maiores classes de receptores de 
superfície celular 
1) Receptores associados a canais iônicos: 
Também conhecidos como: 
Canais iônicos com portões controlados por 
transmissores 
Receptores ionotrópicos 
Estão envolvidos na sinalização sináptica rápida entre células eletricamente 
excitáveis. 
 
É mediado por neurotransmissores. 
As três maiores classes de receptores de 
superfície celular 
2) Receptores associadosà proteína G: 
Atuam indiretamente na regulação da atividade de uma proteína-alvo ligada 
à membrana plasmática. 
Pode ser: 
Enzima 
Canal iônico 
A interação entre o receptor e essa proteína-alvo é mediada por uma terceira 
proteína, chamada proteína trimérica ligadora de GTP (proteína G). 
As três maiores classes de receptores de 
superfície celular 
2) Receptores associados à proteína G: 
A sua ativação altera a 
concentração de um ou de mais 
mediadores intracelulares 
Se a proteína-alvo for uma enzima Se a proteína-alvo for um canal iônico 
A sua ativação altera a 
permeabilidade da membrana 
plasmática a íons 
Os mediadores intracelulares afetados, por sua vez, alteram o 
comportamento de outras proteínas de sinalização na célula. 
As três maiores classes de receptores de 
superfície celular 
2) Receptores associados a enzimas: 
Quando ativados funcionam diretamente como enzimas, ou estão 
associados diretamente com enzimas ativadas por eles. 
A maioria é representada por quinases ou está associada à quinases. 
Quando ativados induzem a fosforilação de grupos específicos de 
proteínas na célula-alvo. 
As células podem ajustar sua sensibilidade ao sinal 
As células-alvo podem sofrem um processo reversível de adaptação ou 
dessensibilização. 
Pelo qual uma exposição prolongada a um estímulo reduz a 
resposta celular. 
Existem cinco formas básicas pelas quais as células-alvo tornam-se 
dessensibilizadas: 
As células podem ajustar sua sensibilidade ao sinal