SINALIZAÇÃO CELULAR

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SINALIZAÇÃO CELULAR
SINALIZAÇÃO CELULAR
→ Princípios: 
▫ Organismos unicelulares = As células respondem a estímulos do meio, como por exemplo, a disponibilidade de oxigênio, nutrientes, etc. 
▫ Organismos multicelulares = Células enviam sinais umas às outras mediante moléculas extracelulares. 
ETAPAS DA SINALIZAÇÃO 
❶ Recepção: É o momento que a molécula sinalizadora (também pode ser chamada de primeiros mensageiros) chega até a proteína receptora na célula alvo para ser reconhecida. 
▫ Há receptores de sinais intracelulares (no citoplasma ou núcleo) para moléculas pequenas e hidrofóbicas já que conseguem atravessar a membrana com facilidade. 
Exemplo disso são os hormônios esteroides (cortisol, estradiol, testosterona, tiroxina etc). Quando eles se ligam a um receptor, isto faz com que o receptor mude de forma, permitindo que o complexo hormônio-receptor entre no núcleo (se já não estava lá) e regule a atividade gênica.
▫ Mas lembrando que a maioria dos receptores de sinais são proteínas da membrana da célula alvo + isso é benéfico para moléculas grandes e hidrofílicas já que não conseguem atravessar a membrana lipídica facilmente. Exemplo: canais iônicos dependentes de ligantes, receptores associados a enzimas (tirosina-quinase), receptores associados a proteína e integrinas. 
● Canais iônicos: Quando um ligante se liga à região extracelular do canal, a estrutura da proteína se modifica de uma forma tal que íons de um tipo específico, tais como o cálcio e cloro podem passar. Ou o canal é normalmente aberto, e a ligação com o ligante faz com que ele feche. Neurônios, ou células nervosas, possuem canais dependentes de ligantes que são ligados por neurotransmissores.
● Proteína G: 
→ São de diferentes tipos, mas todos elas se ligam ao nucleotídeo guanosina trifosfato (GTP). Então essa proteína G pode quebrar (hidrolizar) esse GTP para formar o GDP.
→ Uma proteína G ligada ao GTP está ativa, enquanto que uma proteína G ligada ao GDP está inativa.
→ Se essa proteína G estiver acoplada a um receptor (GPCRs) ela se torna heterotrimérica, ou seja, composta por três subunidades (alfa, beta e gama).
→ Conta com a ajuda de segundos mensageiros (como na recepção da adrenalina e glucagon). 
● Tirosina-Quinase: 
→ Receptores tirosina quinases (RTKs) são uma classe de receptores ligados a enzima encontrados em humanos e em muitas outras espécies. 
→ Uma quinase é apenas um nome para uma enzima que transfere grupos fosfato para uma proteína ou outro alvo, e um receptor tirosina quinase transfere grupos fosfato especificamente para o aminoácido tirosina. “Recepção mais rápida”
OBSERVAÇÃO:
Receptores tirosina quinases são cruciais para muitos processos de sinalização em humanos. Por exemplo, eles se ligam a fatores de crescimento, moléculas de sinalização que promovem divisão celular e sobrevivência. Mas sua atividade deve ser mantida em balanço: receptores de fator de crescimento em alta concentração estão associados com alguns tipos de câncer. 
❷ Transdução:
▫ É a capacidade das células receberem, reagirem e traduzirem os sinais oriundos do lado externo da membrana plasmática ou da interação do ligante com o receptor, resultando em uma resposta celular.
▫ A interação do ligante com o receptor provoca uma alteração nos receptores. Esses receptores começam a desencadear alterações em uma proteína e assim sucessivamente gerando uma cascata de sinalização. 
▫ Esse processo de transdução de sinal envolve respostas bioquímicas: respostas rápidas (alteração na função de enzimas ou de proteínas já existentes no interior da célula “como canais e transportadores” + essa modificação geralmente é causada por fosforilações ou segundos mensageiros + então vai ser rápido porque não precisa acontecer síntese proteica). Já as respostas lentas (mudanças nas quantidades de proteínas especificas produzidas pela célula + através de modificações de fatores de transcrição, ou seja, vai demorar porque há síntese proteica).
→ Características gerais: 
● Especificidade = É o momento em que a molécula sinalizadora encaixa no receptor e nenhum outro sinal pode mais se ligar.
● Amplificação = Quando enzimas ativam enzimas, o número de moléculas afetadas aumenta geometricamente na cascata enzimática. 
● Modularidade = Proteínas com afinidades multivalentes formam diversos complexos de sinalização + a fosforilação fornece pontos de interação reversíveis. 
● Dessensibilização/Adaptação = A ativação do receptor dispara um circuito de retroalimentação que desliga o receptor ou o remove da superfície celular. 
● Integração = Se dois sinais apresentam efeitos opostos sobre uma determinada característica a resposta final será a integração dos dois (comunicação cruzada). 
SEGUNDOS MENSAGEIROS
Apesar de as proteínas serem importantes para as vias de transdução de sinal, outras moléculas podem participar da mesma forma. Inúmeras vias envolvem segundos mensageiros que são moléculas pequenas e não proteicas que repassam um sinal iniciado pela ligação do ligante (o “primeiro mensageiro”) a seu receptor.
Íons Calcio: Na maioria das células, a concentração dos íons de cálcio no hialoplasma é muito baixa, visto que as bombas de íons na membrana plasmática trabalham continuamente para removê-los. Com a finalidade de sinalização pode ser armazenado em compartimentos, como o retículo endoplasmático.
Por exemplo, a sinalização de cálcio nas células-β do pâncreas leva à liberação de insulina, enquanto a sinalização em células musculares leva à contração muscular.
AMP cíclica/cAMP: Em resposta aos sinais, uma enzima chamada adenil ciclase converte ATP em cAMP (adenosina monofosfato cíclica), removendo dois fosfatos e ligando o fosfato remanescente ao açúcar em forma de anel (por isso, o nome "cíclica").
Depois de produzida, a cAMP pode ativar uma enzima chamada proteína quinase A (PKA), possibilitando que esta fosforile seus alvos e passe o sinal adiante. A sinalização de cAMP é desligada por enzimas chamadas fosfodiesterases, que quebram a estrutura em anel da cAMP e a transformam em adenosina monofosfato normal, não cíclica (AMP).
Fosfatidilinositois: Em resposta a um sinal, uma enzima denominada de fosfolipase C quebra o PIP2 em dois fragmentos: DAG e IP3. Esses fragmentos sintetizados podem atuar como segundos mensageiros.
DAG permanece na membrana plasmática e pode ativar uma proteína-alvo denominada de proteína quinase C (PKC), permitindo que ela fosforile seus próprios alvos. Enquanto IP3 se difunde pelo citoplasma e pode se acoplar à canais de cálcio ligante-dependentes no retículo endoplasmático, liberando cálcio que continua a cascata de sinalização.
❸ Resposta: 
▫ Depois que o sinal foi traduzido e entendido pela célula, ela pode finalmente disparar uma resposta celular específica que pode ocorrer no citoplasma ou núcleo. 
▫ No citoplasma, ocorre a regulação da atividade por proteínas alvo. Já no núcleo, ligam ou desligam genes específicos. 
▫ Essa resposta pode envolver tanto uma expressão genica (é o processo pelo qual a informação de um gene é usada pela célula para produzir um produto funcional, geralmente uma proteína. Isto envolve dois passos principais, transcrição e tradução, como por exemplo, a via de fator de crescimento + além de ser um processo bem mais lento) quanto o metabolismo celular (na qual enzimas metabólicas na célula se tornam mais ou menos ativas + processo mais rápido). 
OBSERVAÇÃO:
Os fatores que influenciam na resposta de uma célula alvo são: tipos de receptores reconhecidos por um dado sinal, vias de transdução ativadas por um dado sinal e processos intracelulares afetados por um dado sinal.
COMUNICAÇÃO CELULAR 
▫ Autócrina: A célula produz e libera uma substância que estimula ela mesmo ou células do mesmo tipo + essas moléculas de sinalização iniciam vias de retroalimentação negativa. Como por exemplo, sistema imune através das moléculas sinalizadoras de interleucinas.
▫ Parácrina: Libera uma secreção que vai agir em células de um tecido próximo, mas diferente (ou seja, na matriz extracelular subjacente) de maneiraque não caia na corrente sanguínea + a secreção parácrina tem amplitude muito limitada (alcança as células alvo por difusão, como por exemplo, as células endoteliais dos vasos sanguíneos).
▫ Neural: É um subtipo da parácrina. Há produção da molécula sinalizadora que vai cair na matriz extracelular, a célula alvo vai receber e identificar o sinal, e irá enviar a resposta + porém isso acontece a nível de neurônios. 
▫ Endócrina: Libera a secreção na corrente sanguínea. Por exemplo, uma célula do fígado quer se conectar com um tecido nervoso, ela envia sinalização através da corrente sanguínea e chega até a célula alvo, como os hormônios.
▫ Neuroendócrina: É um subtipo da endócrina, mas acontece a nível dos neurônios quando mandam hormônios na circulação para chegar até a célula alvo. Ex: produção de ocitocina. 
SINA
LIZAÇÃO CELULAR
 
SINALIZAÇÃO CELULAR
 
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Princípios: 
 
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Organismos unicelulares = As células respondem a 
estímulos do meio, como por exemplo, a disponibilidade 
de oxigênio, nutrientes, etc. 
 
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Organismos multicelulares = 
Células
 
enviam sinais 
umas 
às
 
outras mediante moléculas extracelulares. 
 
ETAPAS DA SINALIZ
AÇÃO 
 
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Recepção: É o momento que a molécula sinalizadora
 
(também pode ser chamada de primeiros mensageiros)
 
chega 
até
 
a proteína receptora
 
na célula alvo para ser 
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Há 
receptores de sinais intracelulares (no citoplasma 
ou núcleo) para moléculas pequenas e hidrofóbicas já 
que conseguem atravessar a membrana com facilidade. 
 
Exemplo disso são os hormônios esteroides (cortisol, 
estradiol, testosterona, tiroxina etc). Quando
 
eles se 
ligam a um receptor, isto faz com que o receptor mude 
de forma, permitindo que o complexo hormônio
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receptor entre no núcleo (se já não estava lá) e regule 
a atividade gênica.
 
 
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Mas lembrando que 
a maioria dos receptores de 
sinais são 
proteínas da membrana da célula alvo + isso 
é benéfico para moléculas grandes e hidrofílicas já que 
não conseguem atravessar a membrana lipídica
 
facilmente.
 
Exemplo
:
 
canais iônicos
 
dependentes de 
ligantes, 
receptores associados a enzimas
 
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quinase)
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e integrinas
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Quando um ligante se liga à região 
extracelular do canal, a estrutura da proteína se 
modifica de uma forma tal que íons de um tipo 
específico, tais como
 
o cálcio e cloro podem passar. Ou 
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canal é normalmente aberto, e a ligação com o ligante 
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Neurônios, ou células nervosas, 
possuem canais dependentes de ligantes que são 
ligados por neurotransmissores.
 
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Se essa proteína G estiver acoplada a um receptor 
(GPCRs) ela se torna heterotrimérica, ou seja, 
composta por três subunidades (alfa, beta e gama).
 
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Conta com a ajuda de segundos mensageiros
 
(como 
na recepção da adrenalina e glucagon). 
 
 
 
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Tirosina
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Quinase:
 
 
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Receptores tirosina quinases (RTKs) são uma classe 
de receptores ligados a enzima encontrados em 
humanos e em muitas outras espécies
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SINALIZAÇÃO CELULAR 
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? Organismos unicelulares = As células respondem a 
estímulos do meio, como por exemplo, a disponibilidade 
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umas às outras mediante moléculas extracelulares. 
ETAPAS DA SINALIZAÇÃO 
? Recepção: É o momento que a molécula sinalizadora 
(também pode ser chamada de primeiros mensageiros) 
chega até a proteína receptora na célula alvo para ser 
reconhecida. 
 
? Há receptores de sinais intracelulares (no citoplasma 
ou núcleo) para moléculas pequenas e hidrofóbicas já 
que conseguem atravessar a membrana com facilidade. 
Exemplo disso são os hormônios esteroides (cortisol, 
estradiol, testosterona, tiroxina etc). Quando eles se 
ligam a um receptor, isto faz com que o receptor mude 
de forma, permitindo que o complexo hormônio-
receptor entre no núcleo (se já não estava lá) e regule 
a atividade gênica. 
 
? Mas lembrando que a maioria dos receptores de 
sinais são proteínas da membrana da célula alvo + isso 
é benéfico para moléculas grandes e hidrofílicas já que 
não conseguem atravessar a membrana lipídica 
facilmente. Exemplo: canais iônicos dependentes de 
ligantes, receptores associados a enzimas (tirosina-
quinase), receptores associados a proteína e integrinas. 
? Canais iônicos: Quando um ligante se liga à região 
extracelular do canal, a estrutura da proteína se 
modifica de uma forma tal que íons de um tipo 
específico, tais como o cálcio e cloro podem passar. Ou 
o canal é normalmente aberto, e a ligação com o ligante 
faz com que ele feche. Neurônios, ou células nervosas, 
possuem canais dependentes de ligantes que são 
ligados por neurotransmissores. 
? Proteína G: 
? São de diferentes tipos, mas todos elas se ligam ao 
nucleotídeo guanosina trifosfato (GTP). Então essa 
proteína G pode quebrar (hidrolizar) esse GTP para 
formar o GDP. 
? Uma proteína G ligada ao GTP está ativa, enquanto 
que uma proteína G ligada ao GDP está inativa. 
? Se essa proteína G estiver acoplada a um receptor 
(GPCRs) ela se torna heterotrimérica, ou seja, 
composta por três subunidades (alfa, beta e gama). 
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na recepção da adrenalina e glucagon). 
 
? Tirosina-Quinase: 
? Receptores tirosina quinases (RTKs) são uma classe 
de receptores ligados a enzima encontrados em 
humanos e em muitas outras espécies.