Resumo_sinalização celular

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UFPB – Universidade Federal da Paraíba
	Disciplina: Princípios Moleculares e Celulares
Resumo de Sinalização celular
As células do nosso corpo estão sempre se comunicando para realizar as suas funções. As células dos organismos multicelulares detectam e respondem a incontáveis sinais intra e extracelulares que controlam seu crescimento, divisão e diferenciação durante o desenvolvimento, bem como seu comportamento em tecidos adultos.
No centro de todos esses sistemas de comunicação, estão proteínas que produzem sinais químicos, que são enviados de um lugar a outro no corpo ou dentro de uma célula, sendo geralmente processados ao longo do trajeto e integrados com outros sinais para realizar uma comunicação clara e efetiva.
Apesar de essas células terem vidas quase totalmente independentes, elas podem se comunicar e influenciar seu comportamento de forma mútua. 
Esse processo, permite às bactérias coordenar seu comportamento, incluindo mobilidade, produção de antibióticos, formação de esporos e conjugação sexual. 
A comunicação entre as células em organismos multicelulares é feita, principalmente, por moléculas de sinalização extracelular como fatores de crescimento e hormônios. Algumas delas atuam a longas distâncias, sinalizando para células distantes; outras sinalizam apenas para células vizinhas.
Mas a maioria das células em um organismo multicelular emite e recebe sinais.
A recepção dos sinais depende das proteínas receptoras, geralmente localizadas na superfície celular, às quais as moléculas de sinalização se ligam. A ligação ativa o receptor, que por sua vez, ativa os sistemas de sinalização intracelular.
Tipos de sinalizadores:
 
 Os s inaliz adores podem s er de dois tipos : os que pe ne tr am na cé lula e os 
 Os sinalizadores podem ser de dois tipos: os que penetram na célula e atuam externamente na superfície celular. No primeiro caso, as células possuem receptores intracelulares, no segundo caso, os receptores do sinalizador estão na membrana celular. Se forem hidrossolúveis (ambos se ligam a receptores transmembrana), ou por difusão, caso sejam lipossolúveis (que se ligam a receptores intracelulares).
 A célula que recebeu a molécula sinalizadora, também chamada de ligante, é chamada de célula-alvo. Já a célula que emite sinal ou libera os ligantes é denominada de célula sinalizadora.
Esses sistemas dependem de proteínas sinalizadoras intracelulares, que processam o sinal dentro da célula receptora e o distribuem para os alvos intracelulares. Os alvos localizados na porção final das vias de sinalização geralmente são denominados 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, canais iônicos, componentes de uma via metabólica ou partes do citoesqueleto.
Fonte: Biologia Molecular da Célula - Bruce Alberts, 6ª Ed.
Via de sinalização intracelular simples, ativada por uma molécula de sinalização extracelular. 
A molécula de sinalização geralmente se liga a uma proteína receptora que está inserida na membrana plasmática da célula-alvo.
O receptor ativa uma ou mais vias de sinalização intracelular, envolvendo uma série de proteínas de sinalização. No final, uma ou mais dessas proteínas alteram a atividade de proteínas efetoras, modificando, assim, o comportamento da célula.
Muitas moléculas de sinalização extracelulares permanecem ligadas à superfície das células e influenciam somente as células que estabelecem contato como na figura acima. Essa sinalização dependente de contato é importante, especialmente durante o desenvolvimento e na resposta imune.
Há quatro categorias básicas de sinalização química encontradas em organismos multicelulares: sinalização parácrina; sinalização autócrina, sinalização endócrina e sinalização por contato direto.
Sinalização parácrina
Muitas vezes, as células que estão perto uma da outra se comunicam por meio da liberação de mensageiros químicos (ligantes que podem difundir-se através do espaço entre as células). Esse tipo de sinalização, na qual as células se comunicam em distâncias relativamente curtas, é conhecida como sinalização parácrina.
A sinalização parácrina permite que células coordenem localmente atividades com suas células vizinhas. Embora elas sejam usadas em muitos tecidos e contextos diferentes, sinais parácrinos são especialmente importantes durante o desenvolvimento, quando permitem que um grupo de células comunique a um grupo de células vizinhas, qual identidade devem assumir. 
[Exemplo: desenvolvimento da medula óssea]
Sinalização sináptica
Um exemplo de sinalização parácrina é sinalização sináptica, na qual células nervosas transmitem sinais. Este processo é chamado de sinapse, que é a junção entre duas células nervosas, onde ocorre a transmissão de sinal.
Sinalização autócrina
Na sinalização autócrina, um sinal celular por si só, liberando um ligante que se liga a receptores em sua própria superfície. A sinalização autócrina tem papel importante em muitos processos.
a sinalização autócrina é importante durante o desenvolvimento, ajudando as células a assumir e reforçar suas identidades corretas. Do ponto de vista médico, a sinalização autócrina é importante no câncer e acredita-se que tenha papel chave na metástase.
Sinalização endócrina
Na sinalização endócrina de longa distância, os sinais são produzidos por células especializadas e liberados na corrente sanguínea, que transporta estes sinais para as células alvo em partes distantes do corpo.
Sinais que são produzidos em uma parte do corpo e viajam através da circulação para atingir alvos distantes, são conhecidos como hormônios.
Em humanos, glândulas endócrinas que liberam hormônios incluem a tireóide, o hipotálamo, e a pituitária, assim como as gônadas (testículos e ovários) e o pâncreas. Cada glândula endócrina libera um ou mais tipos de hormônios, muitos dos quais são reguladores principais do desenvolvimento e da fisiologia.
Por exemplo, a hipófise libera hormônio do crescimento (GH), que promove crescimento, particularmente do esqueleto e da cartilagem.
Fonte: Khan Academy
Moléculas sinalizadoras e seus receptores
A - Moléculas de sinalização ativas nos receptores da membrana
1 - Hormônios peptídicos
- Hipotalâmicos (TRH, CRH, GH-RH, GnRH, etc)
- Adeno-hipofisários (GH, TSH, ACTH, prolactina, LH, FSH)
- Neuro-hipofisários (ADH, ocitocina)
- Tireóideos (Calcitonina)
- Paratormônio (PTH)
- Pancreáticos (Insulina e glucagon)
- Fatores endoteliais (endotelina)
2 - Citocinas
3 - Eicosanóides (prostaglandinas e tromboxanos)
4 - Neurotransmissores (norepinefrina, acetilcolina, serotonina, etc) e neuropeptídios.
B - Moléculas de sinalização ativas nos receptores intracelulares (citosólicos e/ou nucleares)
1 - Hormônios esteroides
- Glicocorticóides e mineralocorticoides
- Sexuais (testosterona, estrogênios, progesterona)
- Vitamina D
2 - Hormônios tireóideos (T3/T4)
3 - CO, ON
Proteína G
Existem também os receptores extracelulares dos quais um tipo é a proteína G. A proteína G vai atuar por meio de segundos mensageiros. O que chamo de segundos mensageiros se existe uma molécula que se liga na face externa no receptor extracelular, ela precisa gerar algumas moléculas dentro da célula para gerar a resposta. As moléculas serão os segundos mensageiros. A adrenalina e o glucagon são os principais ligantes da proteína G.
O ligante, no caso a adrenalina, não possui sempre a mesma resposta, a resposta vai depender sempre do receptor. Por exemplo, a adrenalina pode-se ligar a um receptor adrenérgico alfa 1, ou ao beta-adrenérgicos.
No caso de um receptor adrenérgico alfa, a adrenalina se liga ao receptor que está acoplado com uma proteína G.q, a proteína G.q vai se associar ao GTP o que irá resultar no GDP e vai ativar a enzima fosfolipase. A fosfolipase vai atuar degradando alguns fosfolipídios como o PIP2. O PIP2 será dividido em duas moléculasuma é o Diacilglicerol e a outra vai ser o IP3.
O IP3 vai atuar no retículo sarcoplasmático liberando cálcio, e esse cálcio vai atuar na enzima proteína quinase C. 
Agora, o receptor beta-adrenérgico ao invés de ter uma proteína G.q vou ter uma G.s. Quando a adrenalina se liga ao G.s irá ativar a adenilciclase. Essa enzima é responsável pela conversão de ATP em AMPc, que por sua vez ativa a proteína quinase A. E a PKA irá fazer a fosforilação de diversas substâncias na célula desencadeando a resposta celular.
O glucagon receptor também tem seu receptor acoplado em uma proteína G.s. que irá ativar a adenilciclase que irá converter o ATP em AMPc que por sua vez irá ativar a PKA fazendo a fosforilação dentro da célula. A diferença é que o glucagon vai atuar principalmente no fígado enquanto os receptores beta-adrenérgicos vão estar principalmente no músculo. 	
Outro caso de receptor extracelular são os receptores enzimáticos um grande exemplo é o receptor ligado a Tirosina-Quinase. Um grande exemplo de um receptor ligado a enzimas são os receptores de insulina. Quando a insulina ao receptor tirosina-quinase a primeira coisa que ele vai fazer é se autofosforila, e depois ele vai fosforilar substratos de insulina. 
Outro caso de receptor extracelular são os canais iônicos. Por exemplo, na transmissão do um sinal em uma sinapse um terminal axônio libera vesículas contendo acetilcolina que irá ser o ligante e ira se ligar ao receptor nicotínico. E o receptor vai abrir o canal iônico para a entrada de um íon, mas se a acetilcolina for degradada o canal iônico fecha. 
Referências
Biologia Molecular da Célula - Bruce Alberts, 6ª Ed.
https://pt.khanacademy.org/science/biology/cell-signaling/mechanisms-of-cell-signaling/a/introduction-to-cell-signaling