Comunicação Celular

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04/12/2011
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�As células dos organismos multicelulares são 
interdependentes;
� A > parte das atividades nesses organismos só 
ocorre quando estas são alcançadas por estímulos 
externos
� Estímulos externos são moléculas produzidas 
por outras células
INTRODUÇÃO
COMUNICAÇÃO 
QUÍMICA
● diferenciação
● multiplicação
● degradação ou síntese substâncias
● secreção
● incorporação solutos ou macromoléculas 
● contração ou movimentação
● condução impulsos elétricos
● morte
INTRODUÇÃO
O que um estímulo pode induzir?
Comunicação se inicia na vida embrionária
INTRODUÇÃO
Comunicação pode se dar através de junções comunicantes
Conexon
INTRODUÇÃO
passagem de 
nucleotídeos, 
aminoácidos e íons.
INTRODUÇÃO
Comunicação Química se dá através da membrana plasmática 
da células
Molécula 
sinalizadora Molécula 
receptora
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Proteínas (80%), peptídeos, 
aminoácidos, nucleotídeos, 
esteróides, deriv. ac. graxos, 
gases
Proteínas
Molécula Sinalizadora LIGANTE
sinal
ligante
receptor
Molécula Receptora RECEPTOR
converte os sinais de uma 
forma química à outra 
(transdução de sinal)
INTRODUÇÃO
chave-fechadura
CARACTERÍSTICAS DA LIGAÇÃO
Especificidade
Reversibilidade
Saturabilidade
Diferentes células 
respondem de forma
diferente a um mesmo 
sinal
MESMO SINAL INDUZ RESPOSTAS 
DIFERENTES
MESMO SINAL INDUZ RESPOSTAS 
DIFERENTES
Diferentes células 
respondem de forma
diferente a um mesmo 
sinal
MÚLTIPLOS SINAIS ATUAM EM COMBINAÇÃO 
E REGULAM O COMPORTAMENTO CELULAR 
Célula é 
dependente de 
múltiplos sinais
Ausência de sinais 
levam à morte 
celular
TIPOS DE COMUNICAÇÃO
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Ex: linfócitos T citotóxicos entram em contato direto com 
células infectadas por vírus, disparando a morte celular
TIPOS DE COMUNICAÇÃO- DEPENDENTE 
DE CONTATO
Secreção de moléculas que atuam nas células vizinhas, sendo retidas no 
local de produção ou inativadas logo após exercerem sua função (mediador 
químico de ação local);
���� Ex: histamina (reação alérgica), heparina (anticoagulante), 
prostaglandinas (permeabilidade hemáceas, etc)
TIPOS DE COMUNICAÇÃO- PARÁCRINA
���� Não há contato direto e sim um pequeno espaço entre as células 
(sinapse). Resposta rápida devido à pequena distância entre uma célula e 
outra. Ex: acetilcolina (contração muscular)
sinapse
TIPOS DE COMUNICAÇÃO- SINÁPTICA
Secreção de hormônios (moléculas secretadas pelas glândulas 
endócrinas) que vão agir à distância, inibindo ou estimulando à ação de 
células, ex: secreção de insulina
���� Maioria é um processo lento, pois os hormônios levam algum tempo 
para se distribuírem pelo corpo carregados pela corrente sanguínea;
TIPOS DE COMUNICAÇÃO- ENDÓCRINA
LIGANTE
RECEPTOR
TIPOS DE COMUNICAÇÃO- AUTÓCRINA
Neurotransmissores
MESMA MOLÉCULA PODE ATUAR EM 
COMUNICAÇÕES DIFERENTES
Adrenalina
e
Noradrenalina
Hormônios
Comunicação Sináptica
Comunicação Endócrina
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HIDROFÍLICA
HIDROFÓBICA
TIPOS DE MOLÉCULAS SINALIZADORAS
Domínio extracelular 
do receptor.
Domínio intracelular 
ou citossólico do 
receptor.
RECEPTOR DE SUPERFÍCIE- ESTRUTURA
Efeito desejado
segundos mensageiros
primeiro mensageiro
- pequenos
- difusão rápida
TRANSDUÇÃO 
DE SINAL
RECEPTOR DE SUPERFÍCIE- ATUAÇÃO
Proteínas efetoras
Proteínas de sinalização intracelular
Proteína receptora
Molécula- sinal extracelular
membrana plasmática 
da célula-alvo
PROTEÍNAS DE SINALIZAÇÃO INTRACELULAR-
ATUAÇÃO
Como são ativadas e desativadas?
Adição de fosfato = liga
Remoção de fosfato = desliga
PROTEÍNAS DE SINALIZAÇÃO INTRACELULAR-
ATUAÇÃO
Adição do fosfato pode ocorrer de duas maneiras
Sinalização por fosforilação Sinalização por ligação a GTP
Receptor associado a canal iônico 
RECEPTOR DE SUPERFÍCIE- TIPOS
3 TIPOS Receptor associado a proteína G
Receptor associado a enzima
De acordo com 
o tipo de 
molécula ao 
qual o receptor 
se associa
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Fluxo de íons pela membrana produz corrente elétrica;
Responsáveis pela transmissão rápida de sinais pelas sinapses;
Exclusivo de células nervosas e células eletricamente excitáveis
(células musculares).
RECEPTOR DE SUPERFÍCIE- TIPOS
1- RECEPTOR ASSOCIADO A CANAL IÔNICO
receptor
canal iônico
PROTEÍNA G = proteína ligadora de GTP
RECEPTOR DE SUPERFÍCIE- TIPOS
2- RECEPTOR ASSOCIADO A PROTEÍNA G
Proteína
receptora Proteína G inativa
ATUAÇÃO DA PROTEÍNA G- ATIVAÇÃO
Como a proteína 
G é ativada?
Através da 
troca do GDP 
pelo GTP
ATUAÇÃO DA PROTEÍNA G- INATIVAÇÃO
Como a proteína 
G é inativada?
Através da 
hidrólise do GTP
proteína G ativada, 
através de uma 
cadeia de reações, 
gera:
cAMP Ca 2+
vão se ligar a 
proteínas-alvo, 
modificando sua 
atividade.
segundos mensageiros
PROTEÍNA G GERA SEGUNDOS MENSAGEIROS
Receptores quando ativados atuam como enzimas ou se associam a elas. 
RECEPTOR DE SUPERFÍCIE- TIPOS
3- RECEPTOR ASSOCIADO A ENZIMA
Receptor c/ atividade 
enzimática
Receptor ativa uma 
enzima
Quinase
(fosforilação)
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RECEPTOR INTRACELULAR-TIPOS
Receptor citossólico
Receptor nuclear
2 TIPOS
De acordo com 
a localização
RECEPTOR INTRACELULAR-TIPOS
1- Citossólico
ex: Hormônios esteróides
O complexo 
receptor –ligante 
vai ativar certos 
genes.
Ligantes lipossolúveis 
(hidrofóbicos)
Célula endotelial Célula muscular lisa
RECEPTOR INTRACELULAR-TIPOS
Ex: Receptor para óxido nítrico (NO)
1- Citossólico
Região dobrável do receptor
RECEPTOR INTRACELULAR-ESTRUTURA
Região de ligação ao ligante
Região de ligação ao DNA
Região ativadora do gene
RECEPTOR INTRACELULAR-ATIVAÇÃO
RECEPTOR 
INATIVO
Região de ligação ao ligante
Região de ligação 
ao DNA
Região ativadora do gene
Proteína inibidora
ligante
Proteína inibidora 
liberada
RECEPTOR 
ATIVO
Resposta pode ser rápida ou lenta
TIPOS DE RESPOSTA
Atuação numa 
proteína já 
sintetizada
Induz síntese 
proteica
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Molécula
sinalizadora
Resposta 
celular
Proteína 
Receptora
Moléculas 
sinalizadoras
intracelulares
Proteínas
Alvo
Liga-se à
ativando
que alteram
Que causam
Classes de proteínas receptoras
Receptores associados a canal iônico
Receptores enzimáticos
Receptores acoplados a proteína G
Receptores intracelulares 
SEQUÊNCIA GERAL DE 
EVENTOS
Respostas celulares
Alteração no potencial de membrana
Contração muscular
Secreção
Regulação da expressão gênica,etc
Receptor acoplado à proteína G
Receptor enzimático
Receptor intracelular
Receptor associado a canal iônico
cAMP/ 
cálcio
VISÃO GERAL DOS RECEPTORES
� Quando vários ligantes atuam sobre uma célula cuja 
membrana possui receptores específicos pra todos eles, a 
resposta é menor do que seria de esperar da soma de todos 
os estímulos recebidos. Isso ocorre porque os mensageiros 
intracelulares não são capazes de atender à todos os 
receptores simultaneamente.
� Quando uma célula está exposta ao mesmo estímulo por 
um longo período de tempo, passa a responder ao estímulo 
com intensidade menor. A célula ajusta de modo reversível 
sua sensibilidade ao nível dos estímulo.
PARTICULARIDADES DA SINALIZAÇÃO 
CELULAR
� De maneira geral, assim que os ligantes se combinam 
com os receptores e esses passam o sinal para a molécula 
seguinte, os ligantes são inativados ou degradados.
� Um mesmo ligante pode desencadear respostas 
diferentes em diferentes tipos celulares.
PARTICULARIDADES DA SINALIZAÇÃO 
CELULAR
Molécula sinalizadora Local de produção Natureza química Algumas ações
ALGUNS EXEMPLOS- HORMÔNIOS
COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA
Local deproduçãoMolécula sinalizadora Natureza química Algumas ações
ALGUNS EXEMPLOS- MEDIADORES LOCAIS
COMUNICAÇÃO PARÁCRINA
Molécula sinalizadora Local de produção Natureza química Algumas ações
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Molécula sinalizadora Local de produção Natureza química Algumas ações
ALGUNS EXEMPLOS- NEUROTRANSMISSORES
COMUNICAÇÃO SINÁPTICA
FALHAS NA COMUNICAÇÃO CELULAR
Toxina da bactéria penetra nas 
células que revestem o intestino
Pode causar doenças
Vibrio cholerae
Modifica a subunidade da proteína 
G de forma que ela perde a 
capacidade de hidrolizar GTP 
(constantemente ativa)
CÓLERA
Perda excessiva de Ca2+ e água 
pelas células (diarréia)
FALHAS NA COMUNICAÇÃO CELULAR
Pode causar doenças
COQUELUCHE
Compromete sistema respiratório: 
sintomas de gripe, tosse
Inativa a subunidade da 
proteína G 
Bordetella pertussis
Toxina da bactéria penetra 
as mucosas
1- Alberts B et al. 2006. FUNDAMENTOS 
BIOLOGIA CELULAR. ARTMED, 2ª ed. Porto 
Alegre, RS.
2- DE Robertis E & Hib J. 2006. BASES DA 
BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR.
Guanabara Koogan, 4ª ed. Rio de Janeiro, RJ.
3- Junqueira LCU & Carneiro J. 2005. 
BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR. 
Guanabara Koogan, 8ª ed. Rio de Janeiro, RJ.
BIBLIOGRAFIA