Sinalização celular

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• a sobrevivência das células dependem de estímulos externos provenientes de outras 
células;
• o organismo é projetado para funcionar integralmente e não um conjunto de células 
individuais;
• nos organismos multicelulares cada célula depende de outras e também as influencia;
• as inter-relações celulares ocorrem desde as primeiras fases da vida embrionária.
De acordo com os estímulos, as células podem: 
• permanecer vivas ou morrer • diferenciar-se • multiplicar-se • degradar ou sintetizar 
substâncias • secretar •incorporar solutos ou macromoléculas • movimentar-se 
•conduzir estímulos elétricos.
A substância indutora interage com a célula induzida por meio de um receptor (que é uma 
proteína ou um complexo proteico, que pode está localizado no citosol ou na membrana 
plasmática da célula-alvo).
Tipos de induções:
• dependente de contato: a molécula sinalizadora está ligada à membrana da célula 
indutora;
• parácrina: a célula indutora produz uma substância que vai induzir a célula-alvo que 
está ao lado;
• endócrina: o sinal é um hormônio – a substância é liberada e atua distante de onde 
foi produzida;
• autócrina: a substância é produzida e usada na mesma célula;
• sináptica: o sinal é um neurotransmissor – ocorre entre um neurônio indutor e a 
célula induzida.
Cada substância indutora atua apenas sobre a célula-alvo – específica (receptor específico 
para o sinalizador).
• a fixação da substância indutora ao receptor, requer uma adaptação estrutural 
recíproca entre as moléculas – modelo chave - fechadura;
• a quantidade de receptores em cada célula, é limitada – dependendo da célula, pode 
até aumentar (ex.: os linfócitos, quando ativados, podem aumentar a quantidade de 
receptores para as citocinas);
• a ligação substância indutora : receptor é reversível.
Os alvos podem ser:
• proteínas regulatórias de genes – receptores dentro do citosol;
• canais iônicos;
• componentes de vias metabólicas;
• citoesqueleto – restritos ao citoplasma (em casos de migração celular).
SINALIZAçãoCelular
As moléculas sinalizadoras:
• esteroides;
• ácido retinoico;
• ácidos graxos;
• óxido nítrico;
• monóxido de carbono;
• proteínas;
• pequenos peptídeos;
• neurotransmissores;
• aminoácidos;
• nucleotídeos.
Óxido Nítrico:
• produzido por: macrófagos, células endoteliais e por alguns tipos de neurônios;
• na célula induzida, o óxido nítrico interage com uma enzima citosólica – guanilato 
ciclase (que converte GTP em GMP cíclico, que desencadeia a resposta celular).
• o óxido nítrico produzido pelas células endoteliais atuam nas células musculares lisas 
dos próprios vasos, que se relaxam e produzem vasodilatação – ação parácrina.
Células nervosas liberam acetilcolina
Interage com receptores nas células endoteliais
 As células endoteliais produzem óxido nítrico sintase
Arginina
 Óxido nítrico
Relaxamento das células musculares lisas dos vasos.
Monóxido de carbono:
• molécula sinalizadora do sistema nervoso;
• neurotransmissor e mediador da vasodilatação;
• estimula a guanilato ciclase – seu principal alvo.
Neurotransmissores:
• fazem a sinalização entre neurônios ou entre estes e outros tipos celulares (ex.: células
musculares);
• são moléculas hidrofílicas (acetilcolina, adrenalina, GABA, serotonina, dopamina, glicina,
glutamato, histamina);
• não ultrapassam a membrana plasmática – ligam-se a receptores de membrana 
da célula alvo.
Hormônios esteroides:
• esteroides sexuais: 
◦ testosterona, estrógeno e progesterona – são secretados pelas gônadas;
• corticosteroides: 
◦ glicocorticoides atuam em várias células, estimulando a produção de glicose;
• mineralocorticoides: 
◦ atuam nos rins, para regular o balanço de água e sal.
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O mecanismo de comunicação entre células, depende:
 
A resposta celular:
• pode ocorrer segundos após a indução – quando o final das reações ocorre no 
citoplasma;
◦ ex.: indução para uma célula migrar para outro local.
• pode ocorrer horas depois – quando o produto químico da cadeia de reação entra no
núcleo e induz a ativação de um gene;
◦ ex.: produção de anticorpos.
Indução mediada por receptores citosólicos:
• hormônios esteroides e tireóideos, vitamina D, ácido retinoico – são substâncias 
indutoras que se ligam a receptores das células localizados no citosol. 
No citosol:
 A substância indutora, liga-se ao receptor e o complexo entra no núcleo
O complexo combina-se com a sequência reguladora de gene, que é ativado
 Sua transcrição induz a síntese de uma proteína que desencadeia a resposta celular.
• quando a substância indutora se liga ao receptor, este adquire
um formato característico, tornando possível sua entrada no
núcleo e sua união à sequência reguladora do gene;
• na ausência da substância indutora, o receptor permanece
ligado à HSP90.
de 
moléculas 
sinalizadoras 
extracelulares
de proteínas de 
superfície celular
de 
proteínas 
sinalizadoras 
intracelulares
O sinalizador atua na célula alvo 
 induz ativação de várias →
proteínas, para que a célula 
desempenhe alguma função 
(migração, multiplicação, 
produção de substâncias).
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Indução mediada por receptores de membrana:
• receptores de superfície: atuam como transdutores de sinal, que convertem a ligação 
do ligante em sinais intracelulares, alterando o comportamento da célula.
A chegada da substância indutora (primeiro mensageiro da via de sinalização) produz 
alterações no receptor, transmitidas à segunda molécula do sistema. Por sua vez, esta age na
terceira molécula do sistema e assim sucessivamente, até que ocorra a resposta celular. 
Algumas dessas moléculas (segundos mensageiros) têm um tamanho pequeno, difundindo-
se com rapidez, e são muito efetivas para propagar os sinais dentro da célula.
3 classes:
• receptores ligados às enzimas: funcionam como enzima ou são associados com as 
enzimas que ativam;
◦ guanilato ciclase: interage com moléculas de GTP, transformando em GMPc;
O GMPc: ativa a enzima cinase G, que fosforila uma proteína citos ó lica específica . Uma cadeia 
de reação química é ativada, que aumenta a excreção de Na + pelo rim e relaxa a 
musculatura lisa vascular com diminuição da pressão arterial.
◦ serina-treonina cinase: fosforila serinas e treoninas dos domínios citosólicos de 
outras unidades proteicas;
 
 
ex.: 
Com o aumento da pressão arterial, as células 
musculares atriais, secretam peptídeo natriurético 
atrial (ANP)
O ANP se liga ao receptor nas células renais e nas 
células musculares lisas dos vasos arteriais
O receptor interage com moléculas de GTP no 
citosol e converte em GMPc.
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ex.: 
As substâncias indutoras que tem esse tipo de 
atividades, são membros da família TGF-β
O ligante reúne as quatro subunidades proteicas, 
que integram o receptor
Os domínios citosólicos fosforilam serinas 
específicas da proteína Smad
A Smad liga-se a outra da mesma família, entram 
no núcleo e combinam-se com os fatores de 
transcrição.
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As moléculas pertencentes a família 
TGF-β: regulam a proliferação e a 
diferenciação celular.
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◦ tirosinocinase: fosforila tirosinas em domínios citosólicos de unidades proteicas.
 
◦ ativação da fosfolipase-C: quebra PIP2 e forma: IP3 e DAG;
◦ ativação da fosfatildinositol 3 cinase: ativa PI 3-K e acrescenta um fosfato e 
converte em PIP2.
Receptores que, ao serem induzidos, ativam uma tirosinocinase independente de suas 
moléculas, localizada no citosol:
• hormônio do crescimento;
• prolactina;
• eritropoetina;
• algumas citocinas;
• antígenos (quando se unem aos linfócitos T ou B).
• receptores ligados à proteína G: a interação entre o receptor e o alvo é mediado por 
uma terceira proteína trimérica – a proteína G. Indiretamente, regula a atividade da 
proteína alvo de membrana, que pode ser uma enzima (citosol) ou um canal iônico;
Membrana em repouso: Membrana em atividade:
A proteína G, ativada (produção de segundos mensageiros), inicia diferentes vias de sinais 
intracelulares,depois que interage com 
• adenilato ciclase: que a partir do ATP, produz adenosina monofosfato cíclico (cAMP);
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ex.: 
A chegada das substâncias indutoras une as duas 
subunidades que integram o receptor
Fosforilação cruzada de seus domínios citosólicos
Incorporação de fosfatos procedentes da 
molécula de ATP.
Proteínas citosólicas denominadas de 
STAT se dimerizam, depois de ativadas 
pela tirosinocinase, e ingressam no 
núcleo onde se combinam com outras 
proteínas e ativam diversos genes.
O receptor quando encontra-se inativado está 
ligado a GDP.
Quando a substância indutora liga-se ao 
receptor, ocorre uma mudança na proteína G: 
libera GDP e pega GTP (intracelular). Os 
monômeros da proteína se separam, e 
tornam-se ativos para atuar sobre outras 
proteínas, desencadeando um processo de 
sinalização dentro da célula.
A subunidade , α
comporta-se como 
uma GTPase.
• fosfolipase C-β: catalisa a excisão do fosfatidilinositol 4,5-difosfato (PIP2) e produz 
inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG);
• fosfatidilinositol 3-cinase (PI 3-K): acrescenta um fosfato ao PIP2 e o converte em 
fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato (PIP3).
cAMP, GMPc, Ca2+, IP3, DAG, PIP3 segundos mensageiros.→
• receptores ligados a canais iônicos: sinalização mediada por neurotransmissores, que 
abrem e fecham canais formados pelas proteínas e alteram a permeabilidade iônica 
da membrana, promovendo a excitabilidade pós-sináptica. 
◦ ACh;
◦ bomba de sódio de potássio.