SINALIZAÇÃO CELULAR

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SINALIZAÇÃO CELULAR 
 A comunicação intracelular alcançou um nível de complexidade 
surpreendente durante a evolução dos organismos multicelulares. 
Os sistemas complexos de comunicação intracelular evoluíram 
para permitir a colaboração e a coordenação de diferentes tipos 
de células e tecidos, eles controlam todas as características 
concebíveis da função das celular e dos tecidos durante o 
desenvolvimento e no individuo adulto. 
 A comunicação entre as células em organismos multicelulares é 
mediada, principalmente, por moléculas de sinalização extracelular. 
Algumas delas atuam a longas distâncias, sinalizando para 
células distantes, outras sinalizam apenas para células vizinhas. 
 A maioria das células em um organismo multicelular emite e recebe 
sinais. 
 A recepção de sinais depende das proteínas receptoras, geralmente 
(mas nem sempre) localizadas na superfície celular, às quais as 
moléculas de sinalização se ligam. 
A ligação ativa o receptor, o qual, por sua vez, ativa uma ou mais 
vias ou sistemas de sinalização intracelular. 
Esses sistemas dependem de proteínas sinalizadoras 
intracelulares, que processam o sinal dentro da célula receptora e o 
distribuem para os alvos intracelulares apropriados. 
Os alvos localizados na porção final das vias de sinalização 
geralmente são denominados de proteínas efetoras, as quais são de 
alguma forma, alteradas pelo sinal recebido e implementam a alteração 
adequada no comportamento celular. 
Dependendo do sinal, do 
tipo e do estado da célula que o 
recebe, esses efetores podem 
ser reguladores de transcrição 
(altera a expressão gênica), 
canais iônicos, componentes 
de uma via metabólica (altera o 
metabolismo) ou parte do 
citoesqueleto (altera a forma 
celular ou o movimento). 
 
 A sinalização dependente do contato ocorre porque muitas moléculas 
de sinalização extracelulares permanecem ligadas à superfície das 
células e influenciam somente as células que estabelecem contato. 
É importante, especialmente, durante o desenvolvimento e na 
resposta imune. 
Às vezes pode atuar em distâncias relativamente longas se as 
células que se comunicam estenderem longos prolongamentos 
finos para fazer contato umas com as outras. 
 A sinalização parácrina ocorre quando as células sinalizadoras 
secretam moléculas para o fluido extracelular (as moléculas secretadas 
são mediadores locais que atuam somente sobre as células no ambiente 
da célula sinalizadora). 
Geralmente a célula sinalizadora e a célula alvo são de tipos 
celulares diferentes; 
Ás vezes elas podem produzir sinais aos quais elas mesmo 
respondem, denominando-se sinalização autócrina (como as 
células cancerosas que produzem sinais extracelulares que 
estimulam sua própria sobrevivência e proliferação). 
 A sinalização sináptica é realizada por neurônios que transmitem 
sinais elétricos (que são estimulados por outras células nervosas) ao 
longo de seus axônios (que são longos prolongamentos) e liberam 
neurotransmissores (secreção de sinais químicos) nas sinapses (contato 
com a célula-alvo), que frequentemente estão localizadas longe do 
corpo celular neural. 
 A sinalização endócrina ocorre quando as células endócrinas, que 
secretam suas moléculas sinalizadoras (chamadas de hormônios) na 
corrente sanguínea, que se encarrega de transportar essas moléculas 
sinalizadoras por todo o corpo, permitindo que atuem sobre as células-
alvo que podem estar em qualquer lugar do corpo. 
 
 Independentemente da natureza do sinal, a célula-alvo responde por 
meio de um receptor, ao qual a molécula de sinalização se liga, iniciando 
uma resposta na célula-alvo. 
O sítio de ligação do receptor possui uma estrutura complexa que 
é organizada para reconhecer, com alta especificidade, a 
molécula de sinalização, ajudando a assegurar que o receptor 
responda ao sinal adequado e não ás muitas moléculas 
sinalizadoras presentes no ambiente da célula. 
 Na maioria dos casos os receptores são proteínas transmembrana 
expostas na superfície da célula-alvo. 
Ao se ligarem a uma molécula de sinalização extracelular, esses 
receptores são ativados e geram uma cascata de sinais 
intracelulares, que alteram o comportamento da célula. 
 Em outros casos os receptores proteicos são intracelulares, e a 
molécula de sinalização tem que 
penetrar na célula-alvo para se 
ligar a eles. 
Isso requer que a 
molécula de sinalização seja 
suficientemente pequena e 
hidrofóbica para que possa se 
difundir através da membrana 
plasmática. 
 Uma célula típica em um organismo multicelular está exposta a centenas 
de moléculas de sinalização diferentes em seu ambiente. 
A célula responde a essa gama de sinais de modo seletivo, em 
grande parte por expressar somente aqueles receptores e 
sistemas de sinalização intracelular que respondem aos sinais 
que são necessários para a regulação dessa célula. 
 A maioria das células responde a muitos sinais diferentes do ambiente, e 
alguns deles podem influenciar a reposta a outros sinais. 
Um dos grandes desafios da biologia celular consiste em 
determinar como uma célula integra todas as essas informações 
para tomar suas decisões. 
Muitas células, por exemplo, exigem uma 
combinação especifica de fatores extracelulares 
de sobrevivência para permitir que continuem 
vivas; uma vez privadas desses sinais, as células 
ativam um programa suicida e se matam 
(normalmente por apoptose – forma de morte 
celular programada-). 
 Uma molécula de sinalização normalmente tem diferentes efeitos sobre 
diferentes células-alvo. 
O neurotransmissor acetilcolina, por exemplo, diminui a 
velocidade do potencial de ação 
das células cardíacas e estimula a 
produção de saliva pelas glândulas 
salivares apesar dos receptores 
em ambas as células serem os 
mesmos. No musculo esquelético, 
a acetilcolina causa a contração 
das células por se ligar a uma 
proteína receptora diferente. Os 
diferentes efeitos aqui se devem a diferença nas proteínas de 
sinalização intracelular, proteínas efetoras e genes que são 
ativados. 
 A maioria das moléculas de sinalização extracelular se liga a receptores 
específicos na superfície das células-alvo e não entra no citosol ou no 
núcleo. 
Esses receptores funcionam como transdutores de sinal, e 
convertem um evento extracelular de interação com o ligante em 
sinais intracelulares que alteram o comportamento da célula-alvo. 
 A maioria das proteínas receptoras de superfície celular pertence a três 
classes, definidas por seus mecanismos de transdução: 
1- Receptores acoplados a canais iônico  estão envolvidos na 
sinalização sináptica rápida entre células nervosas e outras células-alvo 
eletricamente excitáveis (como neurônios e células musculares); É 
mediado por um pequeno numero de neurotransmissores que abrem ou 
fecham temporariamente um canal iônico formado pela proteína a qual 
se ligam, alterando por um curto espaço de tempo a permeabilidade da 
membrana plasmática aos íons e, dessa forma, alterando a 
excitabilidade da célula-alvo pós-sináptica. 
2- Receptores acoplados à proteína G  atuam indiretamente na 
regulação da atividade de uma 
proteína-alvo ligada à membrana 
plasmática, que pode ser tanto 
uma enzima quanto um canal 
iônico. A interação entre o receptor 
e essa proteína-alvo é mediada 
por uma terceira proteína, a GTP 
(proteína G / proteína trimérica de 
ligação). A ativação da proteína-
alvo altera a concentração de uma 
ou mais moléculas sinalizadoras 
intracelulares pequenas (se a proteína-alvo for uma enzima) ou altera a 
permeabilidade da membrana plasmática aos íons(se a proteína-alvo 
for um canal iônico). As pequenas moléculas sinalizadoras intracelulares 
afetadas, por sua vez, alteram o comportamento de outras proteínas de 
sinalização celular. 
3- Receptores acoplados a enzimas  quando ativados, funcionam 
como enzimas, ou estão associados diretamente a enzimas ativadas por 
eles. 
 Numerosas moléculas sinalizadoras intracelulares transmitem no interior 
da célula sinais recebidos pelos receptores de superfície celular. 
A cadeia de eventos de sinalização intracelular resultante altera 
proteínas-alvo que serão responsáveis pela modificação do 
comportamento da célula (enquanto que os sinais extracelulares 
alteram na conformação do receptor de membrana). 
Algumas moléculas sinalizadoras intracelulares são substancias 
químicas pequenas chamadas de segundos mensageiros (os 
primeiros são os sinais extracelulares). Eles são gerados em 
grande quantidade em resposta á ativação do receptor e se 
difundem rapidamente dentro da célula e, portanto, são muito 
efetivas na propagação do sinal. 
 A maioria das moléculas sinalizadoras intracelulares são proteínas que 
auxiliam na transmissão do sinal pela geração dos segundos 
mensageiros ou pela ativação da proteína seguinte na via sinalizadora 
ou efetora. 
Muitas dessas proteínas se comportam como comutadores 
moleculares (quando recebem um sinal passam do estado inativo 
para ativo, até que outro processo as inative, retornando-as ao 
seu estado original). 
 
Segundo mensageiro: 
pequena molécula 
formada ou liberada para 
a matriz celular em 
resposta a um sinal 
extracelular e que auxilia 
na condução deste sinal 
para o interior da célula. 
Exemplos incluem o 
AMPc, IP3 e Ca2+.