Sinalização celular

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Lara Fernandes Silva – Enfermagem e Obstetrícia UFRJ – Biocel – Prof. André 
 
De que forma a célula interpreta os sinais do 
ambiente e que tipo de resposta a célula vai exercer 
em relação a cada tipo de sinal. 
 Os sinais, que geram estímulos celulares são 
interpretados e a célula gera uma resposta. 
 Se uma célula está em contato com um hormônio 
que induz proliferação, essa célula primeiro vai 
receber esse sinal e identifica-lo e a partir disso 
ela o interpreta e passa a exercer a função que o 
sinal determina. 
 Nem todas as células conseguem entender todos 
os sinais que estão presentes pois elas não tem 
mecanismos pra identificar aquele sinal naquele 
local. 
 
 Nós temos uma célula, e essa célula está em um 
ambiente rica em moléculas sinais que são 
extracelulares. Para essa célula poder identificar 
uma molécula sinal, ela precisa de uma proteína 
de membrana chamada de proteína de sinal. As 
células apresentam receptores diferentes para 
cada molécula sinal que pode estar presente no 
meio. 
Ex: a insulina é uma pequena proteína que é 
secretada e é um hormônio. A insulina induz a célula a 
absorver glicose, porém para a célula conseguir 
capturar esse sinal ela precisa de um receptor, se ela 
não tiver o receptor pra insulina ela não irá 
reconhecer a molécula sinal da insulina, dessa forma 
ela não irá capturar a glicose. Esse fenômeno 
caracteriza um tipo de diabetes, no qual as células são 
insensíveis a insulinas pois seus receptores estão em 
menor quantidade, ou são deficientes ou 
simplesmente não existem – por isso a glicose não 
consegue ser capturada e acaba se acumulando na 
corrente sanguínea. 
 Normalmente essas moléculas sinais precisam de 
um receptor de membrana, pois essas moléculas 
são muito grandes e não atravessam a membrana 
plasmática. Dessa forma há a 
compartimentalização da célula, o sinal na 
maioria das vezes está no lado de fora da célula. 
Então o receptor precisa estar na membrana, 
normalmente ele é transmembrana pois muitas 
vezes não é o receptor que vai desempenhar a 
função. 
PAPEL DO RECEPTOR 
1. Identificar a molécula sinal; 
2. Interpretar e mandar essa informação, ou seja, a 
presença do sinal ali no ambiente para dentro da 
célula. 
 
 A molécula sinal não vai entrar na célula, mas a 
porção intracelular do receptor vai operar para 
transmitir a informação. 
 A porção intra celular, ela normalmente interage 
com proteínas celulares para gerar um efeito 
dominó. O receptor ativa a proteína 1 que ativa a 
proteína 2, que ativa a proteína 3 e assim vai 
tendo a transmissão do sinal através de uma 
cascata de ativação. 
CASCATA DE ATIVAÇÃO 
 É a proteína A, ativando a proteína B que ativa a 
proteína C e assim sucessivamente para que o 
sinal seja transmitido. Todas essas proteínas são 
intracelulares. 
 A cascata começa no receptor e vai entrando na 
célula até finalmente chegar nas proteínas 
efetoras. 
PROTEÍNAS EFETORAS 
 As proteínas efetoras são quem vão desempenhar 
a função causada pela exposição ao sinal. 
Sinalização Celular 
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 No caso da insulina a proteína efetora seria o 
transportador de glicose. A cascata de sinalização 
da insulina vai levar à exocitose dos receptores de 
glicose para que a célula comece a capturar mais 
glicose frente a esse estímulo – exocitose 
regulada, ou seja, só funciona mediante o sinal da 
insulina. 
3 PONTOS 
- Recepção do sinal; 
- Transmissão do sinal pra porção intracelular; 
- Cascata de ativação. 
EFEITOS 
 Proteínas do citoesqueleto podem ser as 
proteínas efetoras, isso gera mudança no formato 
da célula ou alteração do seu movimento. 
 - A bactéria lança moléculas que são 
quimioatraentes, são moléculas sinais. 
Dependendo da posição aonde essa célula tiver o 
receptor para receber o quimioatraente ele vai 
direcionar a polimerização de actina naquela 
região. Isso faz com que ao invés da bactéria 
conseguir driblar o neutrófilo ele começa a 
polimerizar no sentido correto, atrás do sinal que 
está sendo emitido pela bactéria. 
 Mudanças no metabolismo: algumas sinalizações 
podem fazer com que a célula passe a consumir 
mais glicose, aumentar a quebra de glicose, etc. 
 A maioria dos efeitos mediados por sinalização 
celular afetam a expressão gênica. Para ativar ou 
inibir um gene o efeito desse processo leva 
algumas horas. 
EXCEÇÕES 
 Hormônios esteroides: passam livremente pela 
membrana, nesse caso a célula não necessita de 
um receptor de membrana. Esse sinal pode 
difundir até chegar diretamente na proteína 
efetora. Os receptores dessas moléculas 
hidrofóbicas como de estrogênio, ao mesmo 
tempo que são receptores intracelulares/ 
nucleares também são fatores de transcrição. 
 
TIPOS DE SINALIZAÇÃO 
JUNÇÃO CÉLULA-CÉLULA 
 Pode-se ter uma célula com uma proteína de 
membrana que seria uma molécula sinal que ao 
invés de ser lançada e difundir pelo ambiente ela 
pode ser uma proteína de membrana de uma 
célula. No contato célula-célula uma célula com a 
molécula sinal pode induzir a célula ao lado que 
possui o receptor. Muito comum no sistema 
imunológico. 
- Ex.: Apresentação de um corpo estranho que é um 
sinal para uma célula imunológica. Isso faz com que a 
outra célula tenha sua programação ativada e então 
consiga exercer suas funções e ir atrás do corpo 
estranho para eliminá-lo. 
SINALIZAÇÃO PARÁCRINA 
 A célula sinalizadora produz a molécula sinal e a 
secreta que vai difundir apenas localmente. 
Depende da difusão de um sinalizador local, sem 
sair do seu sítio de produção. 
 É um pouco mais abrangente que a sináptica. 
- Ex.: Moléculas do sistema imunológico em processo 
de inflamação devem ser secretadas apenas 
localmente. 
SINALIZAÇÃO SINÁPTICA 
 Mediada por neurônios. 
- Ex.: Os neurotransmissores são as moléculas sinais 
desse processo de sinalização. Quando os 
neurotransmissores são secretados somente algumas 
células recebem na região de fenda sináptica. 
SINALIZAÇÃO AUTÓCRINA 
 Uma célula produz um sinal no qual ela mesma 
possui um receptor. 
- Ex.: Acontece com células tronco: são células não 
diferenciadas importantes para repor o estoque de 
células de um determinado tecido. Elas podem 
secretar uma certa substância para que elas mesmas 
continuem sendo células tronco. Se elas bloquearem 
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essa sinalização, entram um processo de 
diferenciação forçada e deixam de ser células tronco. 
- Ex.: Câncer também faz sinalização autócrina, produz 
uma molécula que induz ela a proliferar. Ela mesma 
produz a sua sinalização de proliferação, ela não 
depende do ambiente. 
SINALIZAÇÃO ENDÓCRINA 
 Mediadas por moléculas sinais chamadas de 
hormônios. 
 Tem um alcance sistêmico, ou seja, pega todas as 
células do organismo. Tudo o que tiver um 
receptor no organismo vai ser capaz de receber 
essa molécula sinal. 
 Depende de corrente sanguínea. 
TIPOS DE RESPOSTA 
 Uma célula não recebe apenas um sinal, ela 
recebe vários ao mesmo tempo. Por causa disso 
pode-se obter combinações de moléculas sinais. 
 Apenas uma molécula sinal é capaz de ativar uma 
célula e fazer com que ela faça várias coisas 
diferentes. 
 A célula o tempo todo está recebendo uma 
combinação específica de sinais e eles ativam 
receptores que ativam moléculas intermediárias 
de sinalização celular. 
SITUAÇÃO 1 
Uma célula que recebe 3 moléculas sinais diferentes: 
A, B e C se ela recebe ao mesmo tempo, ela apenas 
sobrevive. A identificação de uma sinalização local é 
necessária inclusive para que a célula sobreviva. 
 Se a célula for incapaz de reconhecer qualquer 
tipo de sinal ela não consegue sobreviver e morre. 
 Combinações específicas de sinalização geram 
efeitos específicos. 
SITUAÇÃO 2 
A célula recebe A, B e C e ao mesmotempo recebe D 
e E. A soma de A, B, C, D e E faz a célula não apenas 
sobreviver mas também crescer e se dividir – estímulo 
à proliferação celular. 
 Precisa ter as 5 moléculas sinais para que isso 
ocorra. 
 Se ao invés de D e E, essa célula receber F e G, ela 
não cresce nem divide, se diferencia em outro 
tipo de célula – estímulo à diferenciação celular. 
CASCATA DE TRANSMISSÃO DO SINAL 
MENSAGEIROS INTRACELULARES 
 A função do receptor é identificar o sinal e enviar 
essa informação para dentro – o receptor 
atravessa a membrana. 
 Proteína suporte: importante para acelerar o 
processo. 
 A cascata de sinalização possui uma grande 
vantagem pois o receptor é capaz de ativar mais 
de uma molécula e cada uma dessas moléculas 
pode ativar outras que poderão ativar mais 
outras. Isso amplifica o sinal de uma molécula 
sinal e um receptor e gerar um efeito maior e 
mais forte. 
 Os hormônios são secretados em baixas 
concentrações e essa amplificação é importante 
para potencializar o efeito. 
 As células podem manipular as vias de sinalização 
em pontos específicos, fazendo combinações. 
Podem haver interconexões na via interferindo 
em algumas proteínas. 
RELAÇÃO ENTRE SINAL E RESPOSTA 
 Células diferentes podem ter efeitos diferentes 
com uma mesma molécula sinal. 
POR QUE UMA MESMA MOLÉCULA SINAL PODE 
TER EFEITOS DIFERENTES EM CÉLULAS 
DIFERENTES? 
As proteínas efetoras que estão sendo ativadas são 
diferentes. Os receptores pra mesma molécula podem 
ser diferentes, gerando vias de sinalização distintas 
com as efetoras que ativarão funções diferentes. Ou o 
receptor e a via podem ser os mesmos mas alguma 
molécula no meio faz uma bifurcação. 
 Tempo de resposta: é o tempo entre o início da 
cascata de sinalização e a resposta da célula. 
 O tempo de resposta pode ser muito diferente 
entre um tipo de sinal e outro. 
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RESPOSTA RÁPIDA 
 Alteração no citoesqueleto ou alterações 
metabólicas. 
 Envolve segundos/minutos. 
RESPOSTA LENTA 
 Envolve sempre expressão gênica. 
 Para ativar um gene deve-se ter um fator de 
transcrição no final da via que vai ocasionar a 
produção de mRNA que irá sair do núcleo, será 
traduzido em proteína e essa proteína tem que 
ser enovelada para fazer o gene funcionar – isso 
demanda muito tempo, várias horas, até que haja 
um nível bom de proteínas capazes de realizar 
aquela função. 
 Efeitos que dependem da expressão gênica 
podem levar de horas até anos – por exemplo a 
puberdade. 
FEEDBACK 
POSITIVO: Quanto mais se tem de uma certa coisa 
mais propenso aquilo é de receber mais daquela 
coisa. Isso gera instabilidade em situações 
praticamente irreversíveis. 
- Importante na diferenciação celular: é normalmente 
um processo irreversível regulado por feedback 
positivo. 
NEGATIVO: Quanto mais se tem de uma certa coisa, 
menos propenso aquilo é de receber mais daquela 
coisa. É uma forma de auto regulação – atenuação do 
sinal para manter a homeostase. 
QUEM É RESPONSÁVEL PELO FEEDBACK? 
É a própria auto regulação das vias de sinalização. 
 Todas as vias de sinalização são autônomas, ela só 
será modulada se houver algum outro sinal 
interferindo. 
SENSIBILIDADE 
QUAL É A MENOR CONCENTRAÇÃO POSSÍVEL 
QUE É NECESSÁRIA PARA QUE A CÉLULA COMECE 
A IDENTIFICAR O SINAL E POSSA DESEMPENHAR 
UMA FUNÇÃO? 
Existem células que são mais sensíveis a um sinal e 
células que são menos sensíveis a um sinal. 
 Existem moléculas que ativam uma célula em 
menor concentração do que outras. 
 A sensibilidade aumentada pode ser porque uma 
célula possua mais receptores. 
Gráfico de porcentagem do 
efeito 
 
 
 
 
 
 
 A célula “A” é mais sensível pois ela precisa de 
menor concentração para gerar o mesmo efeito. 
 A célula que ativar canais iônicos será mais rápido 
que a célula que ativar a expressão gênica. 
 Pode ter um aumento da concentração de 
receptores ou pode ter um receptor que seja mais 
facilmente ativado. 
Gráfico de alcance 
dinâmico 
 
 
 
 
 
 
 
 Diferença entre o “B” e o “A”: O “B” sobe desde o 
início e o “A” precisa de mais concentração para 
subir – precisa superar o limiar de ativação. 
 Limiar de ativação: é algo que a célula apresenta 
como se fosse uma resistência à desempenhar 
uma função. Ela só vai desempenhar aquela 
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função quando vários receptores forem ativados. 
É como se fosse uma barreira que a molécula sinal 
precisa vencer para que a célula consiga exercer 
aquela resposta. 
- Normalmente são vias de inibição que estão 
constitutivamente ativadas dentro da célula que 
precisam ser vencidas para que a função seja 
executada. 
Ex.: A despolarização da membrana de um neurônio 
precisa vencer o limiar de ativação, alguns canais 
precisam abrir para que realmente a voltagem da 
membrana se altere. 
A CÉLULA “A” EM QUE A MOLÉCULA SINAL 
PRECISA VENCER O LIMIAR DE ATIVAÇÃO E A 
CÉLULA “B” QUE NÃO PRECISA VENCER O LIMIAR 
DE ATIVAÇÃO, QUAL É A CÉLULA MAIS SENSÍVEL 
AO SINAL? 
A célula “B”, pois para a célula “A” vencer o limiar de 
ativação é preciso uma maior concentração de sinal. 
 A curva “C” é um exemplo de abertura de um 
canal iônico que ou está aberto ou está fechado 
– Efeito tudo ou nada: A partir do momento que essa 
molécula vê o limiar de ativação o seu efeito passa de 
zero a máximo. Tem menor alcance dinâmico. 
 Alcance dinâmico: o quanto de diferente 
percentual de efeito esse sinal pode modular. É a 
graduação da porcentagem de efeito que se tem. 
- Existem certos sinais que pode-se ter um aumento 
da expressão gênica gradual/dinâmico ou pode-se 
abrir ou fechar um canal iônico. 
 Persistência da resposta – 
Efeito/tempo 
 
 
 
 
 
 
 Resposta transiente: molécula A, a partir de um 
estímulo o efeito tem um início, meio e fim. 
 Ex.: O linfócito T pode ser ativado mediante a 
apresentação de um corpo estranho porém ao mesmo 
tempo em que essa célula foi ativada ela possui um 
prazo pra morrer. Ela precisa morrer pois se caso isso 
não ocorresse poderia atacar o próprio organismo – 
processo de morte induzida por ativação. 
 Resposta persistente: O efeito persiste enquanto 
tiver o sinal, se não tiver o sinal o efeito acaba. 
Curva B. 
 Resposta permanente: A partir do momento em 
que foi estimulado o efeito vai continuar tendo 
sinal ou não. O efeito permanente depende de 
feedback positivo. Curva C. 
- Importante na diferenciação celular. 
CORRELAÇÃO ENTRE SINAIS 
INTEGRAÇÃO DE SINAL 
 Resposta única governada por múltiplos sinais. 
 Para obter uma resposta é preciso uma 
combinação de fatores. 
COORDENAÇÃO DE EFEITO 
 Uma molécula sinal pode induzir a célula a fazer 
tudo. 
 Fatores de crescimento: fazem a célula crescer, 
sobreviver e proliferar apenas por uma única 
molécula sinal. 
 O receptor basicamente ativa moléculas que irão 
ativar várias moléculas efetoras diferentes. 
 
 
 
 
 
 
 
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