Transdução de sinal - Bioquímica Metabólica

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Transdução de sinal
O que é?
Comunicação entre as células e tecidos do nosso corpo
2 formas:
-Intercelular: passagem de sinal de uma célula para sua célula alvo por meio 
extracelular → para além da membrana plasmática
-Intracelular: decodificação (conversão, interpretação) química do sinal
Visão geral 
Uma série de sinais → cada um deles terá seu receptor → cada receptor irá 
decodificar o sinal, sendo traduzido em uma resposta biológica
A transdução em si se encontra exatamente quando o receptor transforma o 
sinal em resposta biológica → identificação do receptor e tradução do sinal
Células
Respondem a uma infinidade de sinais
-Ex: antígenos, odores, sabores, hormônios...
Tipos de sinais
Autócrinos: Ocorre quando o sinal age sobre a célula que o emitiu
Parácrinos: Comunicação entre células vizinhas que não utiliza a circulação
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Endócrinos: Possibilita a ligação de células distantes através de sinais químicos
Características dos mecanismos de transdução
Especificidade: Dada por uma complementariedade precisa entre as moléculas 
sinalizadoras e receptoras
-Mesmo tipo de forças fracas que controlam as interações
-Cada molécula com um receptor
Amplificação: Quando um sinal ativa uma enzima e essa ativa várias outras
-O número de moléculas afetadas aumenta em P.G em uma cascata enzimática
-No fim, um único sinal acaba ativando várias enzimas, que vão traduzir uma 
resposta biológica
Adaptação: Representa uma resposta de feedback
-Um sinal se liga a um receptor, o que acarreta em uma resposta biológica → quando 
esse objetivo é cumprido, não há mais interesse nesse(a) resultado/resposta 
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biológica especificamente
-Como consequência, o receptor é:
 -"desligado": ocorre a modificação de sua estrutura específica
 -removido da superfície celular
Integração: Quando dois sinais tem efeitos opostos em uma característica 
metabólica 
-Qual dos dois seguir?
 -aquele que resultar em um maior estímulo no final da resposta
-O resultado da integração entre esses 2 sinais é o que vai gerar a resposta biológica
 -somatória dos dois
6 tipos gerais de mecanismos de tradução
Abertura de canais iônicos, receptor enzimático, receptor de guanilil-ciclase, 
receptor de adesão, receptor tipo serpentina e receptor esferoidal
Eles englobam todos os mecanismos de transdução de sinal
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-Todos os sinais vão ser traduzidos e transformados em resposta biológica por esses 
mecanismos
Via canais iônicos dependentes do ligante
Mais conhecido
Utilizado por muitos neurotransmissores e pelo SNC
Processo:
-A abertura dos canais se dá somente quando tem uma molécula 
(neurotransmissor), que se liga a uma determinada região na proteína de membrana
-Isso faz com que haja modificação estrutural, permitindo a passagem (entrada ou 
saída) de íons por ela
-A partir do momento em que existe uma resposta biológica suficiente, essa 
molécula se desliga do receptor de membrana
-Automaticamente a proteína volta pra sua conformação inicial → não há mais 
passagem de íons
Proteína é ancorada na membrana
Ex: Sinapse química
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-Canais de proteína (receptor) na célula pós-sináptica
 -íons que passam pelo receptor da célula pós-sináptica promovem a 
despolarização
Via receptores enzimáticos
Molécula inserida na membrana
-Possui partes interna e externa, voltadas para o meio intracelular e extracelular, 
respectivamente
1 estrutura com 2 subunidades (alfa e beta)
-Porção alfa está na parte externa da célula
-Porção beta é ligada a alfa e atravessa e membrana comunicando o lado externo 
com o interno
Processo:
-A medida que o sinal chega e se liga a subunidade alfa, acontece uma modificação 
na subunidade beta, havendo uma fosforilação de proteínas no meio interno
-Essas proteínas fosforiladas vão acarretar em uma série de modificações internas, 
garantindo a resposta biológica que o organismo precisa
 -ex: receptor de insulina
Variações desse mecanismo: receptor de tirosina-cinase, receptor de guanilil 
ciclases e receptor de adesão
Receptor de tirosina-cinase
-Proteínas fosforiladas no meio interno que vão ter a fosforilação na tirosina
-Regulação da expressão de genes pela insulina
 -insulina liga-se ao receptor → fosforilação das proteínas sinases → mensagem 
enviada para o núcleo → maquinário celular trabalhando para que consigamos a 
resposta biológica necessária
Via receptor de guanilil-ciclase
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No momento em que há um sinal que se liga ao lado externo da célula, 
acontecem modificações celulares que vão fazer com que haja ativação de GMP 
cíclico
-Esse GMPc é um segundo mensageiro construído através de moléculas de GTP 
(guanosina-trifosfato)
 -GTP é quebrada pela guanilil-ciclases e se transforma em GMPc
-O GMPc é responsável pela ativação da maquinaria celular, promovendo as 
modificações necessárias para que hajam as respostas biológicas necessárias
-Ex1: ANF (fator natriurético atrial)
 -liberado no momento de pressão alta
 -há a necessidade de controlar essa pressão e, automaticamente, diminuí-la → via 
receptor guanilil-ciclase
 -o ANF vai se ligar ao receptor e promover a ativação da guanilil-ciclase → 
produção do AMP cíclico
 - com isso, há um aumento da absorção de sódio pelo rim e, consequentemente, 
um aumento da excreção de água
 -no músculo liso ocorre a promoção de vasodilatação → aumento do fluxo do 
sangue e diminuição da pressão sanguínea
-Ex2: Endotoxinas
 -liberada pela Escherichia coli (bactéria bacilar)
 -endotoxina se liga ao receptor externo → ativação da guanilil-ciclase e, 
consequentemente, quebra de GTP em GMP cíclico
 -o GMPc vai fazer com que haja um aumento da quantidade de cloro no intestino e 
diminua a absorção de H2O
 -presença do efeito da intoxicação por conta da bactéria → diarréia
Via receptor de adesão
Proteína possui duas porções
-Uma englobando a parte externa, transmembrana e interna
-Outra parte representada pelas integrinas
Essas proteínas estão ligadas de tal forma que conseguem ter uma percepção 
perfeita do que acontece no lado externo, transmitindo essa informação ao lado 
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interno
-Fazem com que a célula saiba tudo que está acontecendo
Permite que a célula tenha total controle da forma, motilidade, polaridade e 
diferenciação de muitos tipos celulares
Via receptores tipo serpentina acoplados a proteína G
O receptor entra e sai várias vezes pela membrana, fazendo com que haja um 
espaço extracelular e uma comunicação intracelular
-Extracelular: ligação com o sinal
-Intracelular: acoplado a proteína G
A proteína G possui 3 subunidades (alfa, beta e gama)
Processo:
-A alfa tem uma molécula de GDP e, ao haver um sinal se ligando ao lado externo, 
essa molécula sofre modificação estrutural → permitindo a troca do GDP em GTP → 
subunidade alfa se desloca pela membrana
 -a alfa se desloca da beta e da gama, desloca-se pela membrana até encontrar a 
adenil-ciclase
-A adenil-ciclase é ativada por essa subunidade alfa e, após a ativação ela vai 
promover a quebra do ATP em AMP cíclico
-O AMPc vai ativar a proteína sinase → alterações intracelulares que promoverão as 
respostas biológicas necessárias
-A proteína G (após a entrada, quebra e deslocamento do GTP) pode voltar a sua 
conformação inicial, após a resposta biológica
 -GTP perde um fosfato → GDP
 -subunidade alfa volta a se ligar a beta e gama
Ex1: cascata de amplificação de sinal da epinefrina
-O sinal (epinefrina) vai se ligar ao seu receptor de membrana → quebra automática 
de ATP em AMPc
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-Outra opção: inibição do AMPc
 -algumas moléculas do corpo podem promover que o AMPc fique mais tempo no 
organismo
 -só se a fosfodiesterase (quebra de AMPc) for inibida
 -exemplo de inibidores de fosfodiesterase: cafeína e teofilina
Ex2: ativação hormonal das fosfolipase C e do IP3
-Início igual ao processooriginal
-A fosfolipase C vai promover a quebra do fosfatidilinositol bifosfato (Pip2) em 
diacilglicerol e inositol trifosfato (IP3), segundos mensageiros
 -o diacilglicerol permanece na membrana, enquanto o IP3 será internalizado
-O IP3 se liga ao retículo endoplasmático → abertura de um canal iônico que 
permite a saída de cálcio (Ca2+) do retículo
-O Ca2+ vai se ligar a proteína cinase C, juntamente com o diacilglicerol → ativação 
da cinase C → ativação de modificações celulares que permitem a resposta biológica 
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necessária
Via receptor de esteroides (esferoidal)
Características dos esteróides e de outras moléculas parecidas permitem com 
que eles consigam atravessar a membrana plasmática
-Mecanismo muito simples
Moléculas chegarão a célula alvo e vão passar livremente pela membrana
Receptor nuclear
-Molécula vai direto ao núcleo , se liga ao receptor e promove as respostas biológicas 
necessárias