bioquimica molecular resumo

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Comunicação entre células VIZINHAS
SINALIZAÇÃO CONTATO-DEPENDENTE Junções abertas (gap junction): conexões citoplasmáticas entre células vizinhas.
B) Comunicação parácrina: o mediador difunde-se e age nas células adjacentes
 A) Sinalização autócrina: o mediador age na própria célula que o produziu
Comunicação entre células DISTANTES
COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA: o mediador age em células que são alcançadas via corrente sanguínea; Célula endócrina: sintetiza e secreta o mediador diretamente na corrente sangüínea Célula alvo: células que possuem receptores hormonais cuja função será controlada pela ação do hormônio
Comunicação sináptica: o mediador que é denominado neurotransmissor. Com a chegada do impulso nervoso, o NT é liberado pelos terminais axônicos em uma fenda e, por meio de difusão, age na membrana das células pós-sipápticas.
Receptores:
Tipo 1 • Canais iônicos regulados por ligantes (receptores ionotrópicos): – nicotínico para a acetilcolina – receptor do GABA – receptor do glutamato (NMDA)
Tipo 2 • Receptores lentos acoplados ao sistema de proteína G: – muscarínicos para a acetilcolina – adrenérgicos
Tipo 3 • Receptores ligados à tirosina quinase: – insulina – receptores para vários fatores de crescimento
Tipo 4 • Receptores nucleares – receptores de hormônios esteróides – hormônio tireoideano
Canais iônicos
Transporte pela membrana: difusão simples, osmose e com a ajuda de proteínas (difusão facilitada e transporte ativo) • Canais iônicos: proteínas que formam um poro aquoso que comunica a parte interna da célula com a interna • Canais iônicos: voltagem dependentes e ligantes dependentes
Esquema do funcionamento de receptores associados a canais iônicos 
Fluxo de íons pela membrana que produz corrente elétrica; Responsáveis pela transmissão rápida de sinais pelas sinapses; Exclusivo de células nervosas e células eletricamente excitáveis (células musculares). 
• Receptores associados a canais iônicos
• Papel da acetilcolina na abertura de canais na membrana de células musculares
Venenos
Venenos atuantes na formação do impulso nervoso
 • Devido à importância dos canais iônicos, principalmente de sódio e potássio, no sistema nervoso central, vários animais desenvolveram mecanismos de defesa e ataque que atuam nos mesmos. Como exemplo dessas substâncias, tem-se:
 • • • Baiacu-ará: um peixe produtor de tetrodotoxina •
 • Tetrodotoxina: atua bloqueando os canais de sódio, impedindo que o potencial de ação seja gerado e, consequentemente, paralisando os organismos que a ingerem. Tal substância é encontrada em algumas espécies de peixe-balão. •
• Saxitoxina: possui efeito muito semelhante ao da tetrodotoxina, pois é um homólogo químico da mesma. É produzida pelos dinoflagelados, constituindo um malefícios da maré vermelha, pois pode contaminar os bivalves que a ingerem através dos dinoflagelados. •
 • Alfa-toxinas: prolongam o potencial de ação, causando distúrbios nos SNC, uma espécie de confusão do SNC. É encontrada no veneno de escorpião. • 
• Beta-toxinas: altera a diferença de potencial nas quais os canais de sódio são ativados (abertos), diminuindo drasticamente tais valores, o que novamente causa distúrbios ao SNC. Também é encontrada no veneno de escorpião
Batracotoxina: é uma toxina alcalóide que combina os efeitos das alfa e beta-toxinas. É produzida por algumas rãs da América do Sul. É usada na ponta de flechas por tribos indígenas sul-americanas. 
Dendrotoxina, apamina : tais toxinas tem como efeito primordial o bloqueio dos canais de potássio.Tais tipos de venenos não são produzidos exclusivamente por animais, algumas espécies de vegetais produzem substâncias semelhantes, como por exemplo a aconitina e a veratridina
Venenos atuantes na liberação dos neurotransmissores 
• Novamente como mecanismos de defesa e ataque os animais desenvolveram estratégias contras os sistemas nervosos de seus adversários sendo, nestes casos, os neurotransmissores o alvo. • 
• Toxinas clostridiais: atuam bloqueando a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica; são proteases extremamente específicas que clivam proteínas da membrana pré-sináptica fundamentais para a fusão das vesículas com a membrana plasmática do neurônio pré-sináptico. São toxinas bacterianas produzidas por espécies do género Clostridium, extremamente potentes, responsáveis por doenças como o botulismo e o tétano. •
 • Alfa-latrotoxina: liga-se à membrana pré-sináptica facilitando a ligação das vesículas contendo neurotransmissores com a mesma, o que promove uma descarga abundante de neurotransmissores. É produzida pelas fêmeas da espécie de aranha viúva negra (género Latrodectu
Alfa-bungarotoxina: é um peptídeo que se liga de forma permanente aos receptores colinérgicos pós-sinápticos, o que impede a abertura dos canais iônicos da placamotora pela acetilcolina, paralisando o alvo. É produzido pela cobra Bungarus multicinctus. 
• Alfa-neurotoxina, erabutoxina e curare (mistura de toxinas vegetais): os três venenos citados tem efeito semelhante ao da alfa-bungarotoxina
. • Conotoxinas: tal classe de venenos possui efeito vasto, podendo bloquear desde os canais de sódio e cálcio até receptores para glutamato e acetilcolina. O efeito primordial é a paralisia total de presa. São produzidas por caracóis marinhos do género Conus.
 • Estricnina: é um alcalóide que atua nas sinapses de glicina, causando hiperatividade, espasmos, convulsões, podendo levar à morte. É extraído da semente do vegetal Strychnos nux-vomica.
Alvos da proteína G • Adenilato ciclase • Canais iônicos • Fosfolipase C • Rho A e Rho B quinase
Toxina da cólera (Vibrio cholerae): penetra nas células que revestem o intestino e faz com que a proteína G perca a capacidade de hidrolizar GTP (fica sempre ativada): ocorre perda excessiva de sais minerais como Ca2+ e água pelas células (diarréia) Toxina da Coqueluche (B. pertussis): inativa a proteína G
Algumas proteínas G regulam canais iônicos A abertura dos canais iônicos da célula muscular cardíaca altera as propriedades elétricas da célula – altera os ritmos de batimento do coração
Transdução de sinais • 2os. Mensageiros • – AMPcíclico • – IP3 (inositol trifosfato ) e DAG (Diacilglicerol) • - cálcio Fosfatidilinositol bifosfato
AMPc regula ativa várias proteínas quinase.... • Enzimas do metab. Energético • Divisão celular • Diferenciação celular • Transporte de íons • Canais iônicos • Proteínas contráteis musc. Liso
Receptores Tirosina-quinase1. Dimerização (ligação de 2 receptores) 2. Dimerização/Ativação da enzima 3. Adição de grupos fosfatos 4. Ativação de enzimas 5. Resposta celular R
Receptores Nucleares (citoplasmáticos: não ligados à membrana) 
Receptores Intracelulares 1. Sinal passa através da membrana 2. Liga a proteínas intracelulares 3. Resposta Celular
Ex. de fármaco: tamoxifeno (antagonista de estrógeno, indicação para câncer de mama)
CLASSIFICAÇÃO TOPOGRÁFICA DOS RECEPTORES • Receptores de Membrana (superficiais) • Receptores Intracelulares (citosólicos ou nucleares) • Receptores Pré ou Pós Sinápticos • Receptores Não-Sinápticos • (receptores adrenérgicos do trato respiratório)
Sistema Nervoso Autônomo (SNA) 
• Simpático • Parassimpático 
– Contração e relaxamento da m. lisa; – Secreções exógenas e certas secreções endócrinas; 
– Batimentos cardíacos; – Metabolismo energético • Entérico – Independente do SNC Farmacos podem: Neurotransmissão e Neuromodulação
NEUROTRANSMISSORES (substâncias que transmitem informações entre neurônios ) Aminoácidos -Acido-gama-amino-butirico (GABA) -Glutamato (Glu) -Glicina (Gly) -Aspartato (Asp) Aminas - Acetilcolina (Ach) - Adrenalina - Noradrenalina - Dopamina (DA) - Serotonina (5-HT) - Histamina Purinas - Adenosina - Trifosfato de adenosina (ATP
NEUROMODULADORES (substâncias que atuam junto com os neurotransmissores aumentando (efeito sinérgico) ou diminuindo suas funções ) Peptideos a) gastrinas: gastrina colecistocinina b) Hormônios da neurohipofise: vasopressina ocitocina c) Opioides d) Secretinas e) Somatostatinas f) Taquicininas g) Insulinas Gases NO CO
NeurotransmissoresExcitatórios • Adrenérgicos • Acetilcolina • Serotonina • Glutamato • Óxido Nítrico • Histamina despolarização
Inibitórios • GABA • Opióides•hiperpolarização Ativação Canais Potássio (opióides) • Ativação Canais Cloreto (GABA)
Transmissão sináptica • O neurônio transmissor se chama célula présináptica, e o receptor se chama célula póssináptica. • Na sinapse elétrica a transição de uma célula a outra faz-se por junções abertas (gap juctions).
potencial de ação • inicia com a despolarização (limiar de excitação) • abrem canais de sódio, • abrem canais de potássio, • bomba de sódio e potássio (hiperpolarização) • Abrem canais de cálcio
Receptores de acetilcolina • Nicotínicos ( musculares, ganglionares e do SNC) • Muscarínicos (M1, 2, 3, 4, 5) • M1: neurais - estimulação gástrica, neurônios do SNC) • M2: cardíacos • M3: musc liso das vísceras, estimulação de glândulas salivares, brônquicas, sudoríparas • M4 e M5 confinados ao SNC – papel funcional não está bem esclarecido
receptores colinérgicos • Receptores muscarínicos mAchR • São encontrados em gânglios do sistema nervoso periférico, coração, músculos lisos, cérebro e glândulas exócrinas. • M1 neurônios, cels. parietais gástricas • M2 cels. cardíacas, neurônios, músculos liso • M3 bexiga, glândula exócrina, músculos liso • M4 neurônios • M5 neurônios
• Receptores nicotínicos nAChR • Estruturas pentaméricas : • Podem ser divididos em: • Musculares(encontrados na junção neuro muscular) • Ganglionar: resp por transmissão de gânglios simpáticos e parassimpáticos • Do SNC: encontrados n o cérebro
fármacos • Agonistas muscarínicos • Antagonistas muscarínicos • Estimulantes ganglionares • Bloqueadores ganglionares • Bloqueadores neuromusculares • Anticolinesterásicos e outros que intensificam a transmissão colinérgica
Agonistas muscarínicos • Parassimpatomiméticos • Betanecol (clinica: esvaziamento de bexiga e estimular a motilidade gastro intestinal) e pilocarpina (clinica: tratamento do glaucoma) • Carbacol e metacolina: experimentos • Efeitos cardiomusculares: diminuição da frequência e débito cardíaco ( com queda da pressão arterial e redução da força dos átrios) • Efeitos nos músculos lisos: com exceção dos vasos, se contraem (dor e cólica no trato gastointestinal, bexiga e brônquios se contraem) • Efeitos nas glândulas: estimulação das gl exócrinas • Efeitos nos olhos: ativação dos musc. constritor de pupila reduz a pressão intra ocular (colírios com pilocarpina, timolol, clonidina, ecotiopato)
Antagonistas muscarínicos • Ocorrência natural: atropina e escopolamina • Ipatrópio: utilizado em inalações como broncodilatador • Inibidor de secreções: salivares, lacrimais, bronquicas, sudoriparas. • Freqüência cardíaca: atropina causa taquicardia • Olho: dilata pupila – (midríase) • Gastro intestinal:inibe a motilidade gastrointestinal • Efeitos sobre os musc. Lisos: atropina provoca relaxamento da musculatura brônquica, retém urina em homens idosos • Efeitos no SNC: atropina: produz efeitos excitatorios no SNC -provoca agitação e desorientação
Fármacos que afetam ganglios • Estimulantes - Nicotina (auxiliar para parar de fumar) e obelina • Bloqueadores ganglionares: toxina botulínica e hemicolínio • Bloqueadores neuromusculares – obsoletos - Paralisia por bloqueio da transmissão neuromuscular. • Agem na região pré sináptica inibindo a síntese ou liberação de ACh, ou no receptor da região pós sináptica: • Tubocurarina substituída por pancurônio, vecurônio – anestesia obstétrica • Hipotensão, perda de reflexos cardiovasculares
Agentes bloqueadores despolarizantes • Decametônio: estrutura semelhante a ACh • Suxametônio: efeitos adversos – bradicardia, liberação de K, aumento da pressão intraocular, paralisia prolongada. • Hipertermia maligna: hereditária – mutação no canal de Ca2+ do reticulo endoplasmático que produz espasmo muscular e elevação de temperatura após tomar fármacos com o suxametonio e halotano
BEROTEC • Broncodilatador • Bromidrato de fenotero • tem como princípio ativo o bromidrato de fenoterol, que é um agente simpaticomimético de ação direta, estimulando seletivamente os receptores beta2 em doses terapêuticas. A estimulação dos receptores beta1 ocorre com doses mais altas A ocupação de um receptor beta2 ativa a adenilciclase por meio de uma proteína estimulante Gs. O aumento do AMP cíclico (adenosinamonofosfato) ativa a proteína quinase A e esta, então, fosforila as proteínas-alvo nas células da musculatura lisa. Em resposta a isso, ocorre a fosforilação da quinase da cadeia leve da miosina, inibição da hidrólise da fosfoinositida e a abertura dos canais largos de condutância ABCD • Existem algumas evidências de que o canal máximo de Kpossa ser ativado diretamente via proteína Gs. • BEROTEC relaxa a musculatura lisa bronquial e vascular e previne contra estímulos broncoconstritores tais como histamina, metacolina, ar frio e exposição a alérgenos (fase precoce). Após administração aguda, a liberação de mediadores broncoconstritores e próinflamatórios dos mastócitos é inibida. Além disso, demonstrou-se um aumento no clearancemucociliar após a administração de doses de fenoterol (0,6 mg). • Efeitos colaterais = Pode ocorrer tremor distal das extremidades e inquietude, palpitaçães, taquicardias, enjoos, cefaléias
Atrovent - Indicações Atrovent é indicado como broncodilatador no tratamento de manutenção do broncoespasmo associado à Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC), que inclui bronquite crônica e enfisema. Atrovent solução para inalação também é indicado em combinação com uma medicação beta-2-agonista no tratamento do broncoespasmo agudo associado à asma e Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC). • Características farmacológicas • Atrovent tem como princípio ativo o brometo de ipratrópio, que é um composto de amônio quaternário com propriedades anticolinérgicas (parassimpaticolíticas). Em estudos pré-clínicos, parece atuar na inibição dos reflexos vagais por antagonizar a ação da acetilcolina, o agente transmissor liberado pelo nervo vago. Agentes anticolinérgicos impedem o aumento da concentração intracelular de monofosfato de guanosina cíclico, GMP cíclico, causado pela interação da acetilcolina com o receptor muscarínico na musculatura lisa brônquica. O efeito broncodilatador obtido após a inalação do brometo de ipratrópio é produzido pelas concentrações locais do fármaco suficientes para se atingir uma ação anticolinérgica eficaz sobre a musculatura lisa brônquica e não pelas concentrações sistêmicas do fármaco. Estudos préclínicos e clínicos sugerem que Atrovent não possui efeitos prejudiciais sobre a secreção de muco das vias aéreas, a depuração mucociliar e a troca gasosa • É indicado para broncoespasmo (falta de ar com dor) e bronquitecronica.Efeito Colateral = tosse, secura na garganta, cefaléias, tonturas,nervosismo , visão turva, congestão nasal , cansaço
Farmacos que inibem a liberação de ACh • Inibem a entrada de Ca2+:; podem provocar paralisia muscular x como efeito colateral estreptomicina e neomicina • Toxina botulinica e bungatotoxina: inibem a liberação de ACh
colinesterase • Anticolinesterasico de ação curta: edrofonio: melhora a força muscular • De duração media: fisiostigmina, neostigmina • Irreversíveis: organofosforados • Efeitos: refletem o aumento de ACh – aumento de secreções, broncoconstrição, bradicardia, hipotensão, aumentam a força de contração muscular, atravessam a barreira hemato-encefalica (convulsões) • Usos clínicos: reversão de cirurgia
Classificação das drogas
 DIRETO (agonistas, antagonistas) - Muscarínicos – Nicotínicos
INDIRETO (anticolinesterásicos) - inibidores das acetilcolinesterase
Usos Clínicos dos Agonistas Muscarínicos -Glaucoma e Xerostomia -(Pilocarpina: provoca a contração da pupila ) - Esvaziamento vesical Carbacol (diminui a pressão intra-ocular: provoca miose-constrição do diâmetro da pupila, Betanecol (usado no tratamento da retenção urinária ) Efeitos colaterais secreção glandular• • vasodilatação • cólicas do TGI
ANTICOLINÉRGICOS DIRETOS Antagonistas muscarínicos : Atropina(Atropa belladonna) Hioscina (Datura stramonium) Homatropina Metonitrato de Atropina Ipatropium Pirenzepina Tropicamida Ciclopentolato Benzexol Benztropina
MEDICAMENTOS QUE AGEM NA REPLICAÇÃO e TRANSCRIÇÃO
Inibição da síntese de DNA:
 • Novobiocina: se liga a DNA girase (DNA girase ou topoisomerase II), afetando o desenovelamento do DNA, impedindo sua replicação. 
• quinolonas: Inibem a DNA girase, afetando a replicação e transcrição 
• Rifampicina: se liga à RNA polimerase, bloqueando a transcrição
quinolonas
indicados principalmente em infecções complicadas das vias urinárias; e, são também no tratamento de infecções provocadas pelo Pseudomonas aeruginosa como em infecções respiratórias e otite externa; osteomielite bacilar Gram-negativa crônica; e salmonelas Os quinolônicos ou quinolonas são subdivididos em não fluorados, e, fluorados.
A presença do flúor aumenta a atividade inibidora da DNA-girase e a atividade contra os estafilococos. Geralmente via oral (poucos via parenteral, como o ciprofloxacino, e, o levofloxacino) Os fármacos quinolônicos (fluorados ou não) não devem ser utilizados na gravidez, nem em fase de lactação, e, inclusive a idade mínima para o uso dos fármacos fluoroquinolônicos é de 18 – 20 anos, pois, pode provocar lesões articulares permanentes, devido a erosão da cartilagem que tem ocorrido em crianças e adolescentes com estas drogas.
síndrome de imunodeficiência adquirida (AIDS) • descrita pela primeira vez no inicio da década de oitenta em Nova York nos EUA • Grupos de pacientes jovens, homossexuais masculinos, exibiam um complexo de sintomas, incluindo pneumonia severa causada por Pneumocystis jiroveci (normalmente inofensivo), sarcoma de Kaposi (forma extremamente rara de câncer), perda de peso súbita, linfadenopatia e supressão geral da função imune. • Atualmente, acredita-se que o HIV tenha surgido pela mutação de um vírus que era endêmico em algumas áreas da África Central por muitos anos. • vírus benigno infectando macacos – 1) animais eram mortos, sua pele retirada e sua carne utilizada para alimentos -2) outras práticas?
retrovírus do gênero Lentivirus, • que possui duas fitas idênticas de RNA, • a enzima transcriptase reversa, integrase, RNAse, protease • um envelope fosfolipídico e duas glicoproteínas (gp41 e gp120) • Os genes podem ser divididos em dois grupos: os que codificam as proteínas estruturais (gag, pol e env) e os que codificam proteínas não-estruturais regulatórios (tat, rev), genes acessórios (nef, vif, vpu e vpr), que não são essenciais • O envelope envolve o nucleocapsídeo viral de formato cônico. • o HIV tem alta variabilidade genética: dentre os mecanismos responsáveis pela geração de variabilidade esta a transcriptase reversa, que incorpora erroneamente nucleotídeos em cada ciclo replicativo. • Como o HIV tem 104 pares de bases em seu genoma, pode-se dizer que ocorre uma substituição de nucleotídeos por genoma a cada ciclo replicativo, fazendo com que a população de retrovírus contenha pouco ou nenhum genoma idêntico.
tratamento do HIV • inibidores da transcriptase reversa análogos de nucleosídeos (ITRNs), • inibidores da transcriptase reversa não análogos de nucleosídeos (ITRNNs), • inibidores da protease (IPs), • inibidores da integrase, • antagonistas de CCR5 • inibidores de fusão (IsF)
Inibição de transcriptase reversa • atualmente, no mercado, existem oito medicamentos • zidovudina (AZT), • estavudina (d4T), • zalcitabina (ddC), • lamivudina (3TC), • didanosina (ddI), • abacavir (ABC), • emtricitabina (FTC) • Tenofovir disoproxil fumarato (TDF)
tratamento com não análogos de nucleosídeos, capazes de inibir a enzima transcriptase reversa • existem no mercado três medicamentos: nevirapina (NVP) • efavirenz (EFZ) • delavirdina
Inibidores da enzima protease • São dez os medicamentos existentes no mercado: • saquinavir (SQV) • ritonavir (RTV) • indinavir (IDV) • lopinavir (LPV/r), • nelfinavir, • amprenavir, • atazanavir (ATV), • fosamprenavir (FPV), • tipranavir • darunavir
Clonagem Molecular • 1- criação de uma molécula recombinante • 2- Inserção do vetor recombinante em uma célula hospedeira • 3- Seleção das células recombinantes
Pontos a serem estudados • 1-gene alvo • 2- vetores • 3- hospedeiros • 4- transformação ou transfecção • 5- algumas técnicas • 6- aplicações
Inserção de vetores recombinantes em uma célula hospedeira
 • Transformação: a célula hospedeira é tornada competente para o vetor de clonagem a ser introduzido. 
• Transfecção: quando o vetor de clonagem tem características de vírus
Hospedeiros procarióticos • Uma célula hospedeira ideal deve ser fácil de manipular e propagar, deve estar disponível , com uma grande quantidade de cadeias geneticamente definidas. • A bactéria Gram- : Escherichia coli • Não há maturação do RNAm como acontece nas células eucarióticas. • Espécies de Bacillus, Pseudomonas e Streptomices. (mas há algumas desvantagens)