Resumo Biologia Celular: Sinalização celular

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Biologia Celular
Sinalização Celular
………..….….Sinalização Celular……...…...
A célula funciona de forma análoga a
um algoritmo.
Conceitos gerais de Sinalização
Celular
➡ Molécula sinal extracelular se liga a
uma proteína receptora para identificar
esse sinal. Essa proteína possui uma
parte intracelular para a transmissão do
sinal que recruta proteínas que geram
uma via de sinalização ➡ proteínas de
sinalização intracelular ➡ proteínas
efetoras.
✳ As proteínas receptoras são
específicas para cada molécula sinal.
✳ As proteínas efetoras desempenham
uma resposta para o sinal recebido
(podem ser enzimas, proteínas).
Entrada ➡ Processamento ➡ Resposta
Receptores de superfície e
receptores intracelulares
↳ De superfície celular: presentes na
membrana plasmática, responsáveis por
identificar moléculas sinais que não
conseguem ultrapassar a membrana por
serem hidrofílicas ➡ proteínas
transmembrana que ativam a via de
sinalização.
↳ Intracelulares: recebem as moléculas
que adentram a célula (pequenas e
hidrofóbicas).
Raquel Barcelos - BioSau - 1° período
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Formas de sinalização intercelular
↳ Dependente de contato: a molécula
sinal é uma proteína de membrana
presente na membrana de uma célula
sinalizadora. Dessa forma, o receptor da
célula alvo se une a molécula sinal com
a dependência do contato célula-célula.
(ex: receptores de antígenos)
↳ Parácrina: sinalização para células
próximas (ao entorno da célula
sinalizadora). A célula sinalizadora
secreta a molécula sinal (chamada de
mediador local) e ela se difunde na
região da célula sinalizadora para atingir
às células-alvo.
(ex: inflamação)
➡ Se a própria célula sinalizadora tiver
uma molécula receptora, ela também é
atingida pela molécula sinal: sinalização
autócrina (ex: câncer - autócrina atinge
a mesma célula)
↳ Sináptica: o neurônio produz
neurotransmissores (que atuam como
moléculas sinais). A difusão das
moléculas sinais ocorre apenas em uma
pequena região (fenda sináptica), que
permite o contato de poucas células ➡
região limitada.
↳ Endócrina: apresenta hormônios como
mediadores. Atinge todas as células do
corpo ➡ resposta sistêmica ➡ atinge
células muito distantes do seu local de
atuação ➡ grande alcance.
Combinações específicas de
moléculas-sinais extracelulares
geram diferentes respostas
↳ Todas as células vivas no organismos
estão recebendo sinais para exercer
suas funções ➡ estão sob a ação de
mais de um sinal ao mesmo tempo ➡
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dependendo do conjunto de sinais que
estão atuando a célula pode apresentar
uma resposta diferente.
Mensageiros intracelulares de
sinalização participam de uma
cascata de amplificação e
ativação
↳ Fluxo de ativação através de proteínas
de ativação intracelulares ➡
transmissão do sinal ➡ cascata de
ativação.
↳ Transdução primária: interpretação da
informação da molécula sinal para o
interior da célula. Causa uma mudança
estrutural na proteína receptora (o que
gera ativação da proteína receptora) e
ativação da próxima proteína ➡
transmissão do sinal ➡ transdução e
amplificação.
↳ Uma molécula sinal pode ativar 30
proteínas efetoras ➡ amplificação do
sinal.
✳ Também há proteínas de suporte que
se ligam a todas as proteínas da via
para que elas se encontrem mais
rapidamente.
Relação entre sinal e resposta
varia em diferentes vias de
sinalização celular
↳ Tempo de resposta: tempo entre o
início da cascata e a resposta celular
(em regulação gênica e síntese de ptn o
tempo é lento).
➡ sinais extracelulares podem agir de
forma lenta ou rápida na geração de
uma resposta.
↳ Sensibilidade: em quais concentrações
da molécula-sinal haverá resposta
celular. (Sensível quando não se precisa
de muitas moléculas sinais para uma
resposta na célula, ex: hormônios). No
caso das drogas, quanto mais o
indivíduo utiliza, mais se perde a
sensibilidade e a quantidade necessária
para o mesmo efeito aumenta.
✳ A célula pode perder sensibilidade
por:
- endocitar o receptor;
- inativação do receptor;
- inibição de uma proteína
intermediária;
- produzir uma proteína inibidora.
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↳ Alcance dinâmico: força do sinal gera
respostas diferentes (possibilidades de
efeito).
- dose-dependente: com
pequenos incrementos da
concentração do sinal se tem
pequenos incrementos de
resposta. (Contração muscular
possui níveis). ➡ alto alcance
dinâmico.
- tudo-ou-nada: não há pequenos
incrementos. Quando se atinge
uma certa concentração o
alcance é máximo. (Transmissão
do impulso nervoso). ➡ baixo
alcance dinâmico.
✳ canais iônicos não têm muita
gradação no efeito (resposta tudo ou
nada) ➡ alcance dinâmico baixo.
↳ Persistência da resposta: transiente,
persistente ou permanente (quando
tempo a resposta vai estar presente
quando o sinal é apresentado à célula).
➡ ocorre após o tempo de resposta.
- transiente: resposta imunológica
➡ as células imunológicas
morrem após um certo tempo ➡
evita respostas autoimunes ➡
possui picos.
- persistente: persiste enquanto o
sinal está sendo dado à célula.
(proliferação, sobrevivência).
- permanente: continua mesmo
após o sinal terminar
(diferenciação celular).
↳ Processamento do sinal: conversão de
um sinal simples em uma resposta
complexa.
- retroalimentação positiva (se
ativa sozinho) ➡ gera uma
sinalização permanente.
- retroalimentação negativa (se
inibe sozinho) ➡
✳ Feedback positivo e negativo.
↳ Gera circuitos de retroalimentação ➡
circuitos longos geram resposta
oscilatória (que resultam em ciclos
como o ciclo menstrual).
↳ Integração: resposta única pode ser
governada por múltiplos sinais.
✳ detector de coincidência: congrega
duas vias para a geração de uma
resposta.
↳Coordenação: múltiplas respostas
governadas por um único sinal.
✳ um morfógeno (papel da
diferenciação celular) pode ter
diferentes respostas.
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Proteínas de sinalização
intracelular atuam como
interruptores moleculares
↳ Funcionam como “interruptores”
(ativam e desativam).
➡ Por meio de:
- sinalização por fosforilação:
proteína-cinase coloca um
fosfato no seu alvo com quebra
de ATP ➡ a fosforilação torna a
proteína ativa e muda seu
formato. A fosfatase retira o
fosfato do meio e desfaz esse
processo. As proteínas-cinases
podem agir e uma cascata de
fosforilação.
- sinalização por ligação a GTP: a
proteína é ativada quando está
ligada a um GTP e será
desativada quando esse GTP for
hidrolisado (passa a ser GDP).
Sinalização mediada por
receptores acoplados à
proteína G.
✳ Primeira etapa da Via de Sinalização
↳ Proteína G: está associada à
membrana e funciona pelo mecanismo
de GTP.
↳ Essa proteína se liga ao receptor
inativo e ao recebimento do sinal seu
GDP passa a ser GTP e ela é ativada.
✳ Existem várias vias de sinalização,
com resultados diferentes, dependendo
da proteína G e das suas proteínas
correspondentes.
➡ Via 1: Adenilil-Ciclase (enzima)
ligada à proteína G produz cAMP
(mensageiro secundário - metabólito -
segundo nível de molécula sinal) ➡
amplifica e acelera a produção do sinal
➡ produzido em grande quantidade.
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↳o cAMP ativa a via de
sinalização da Proteína-cinase
dependente de cAMP (PKA) e altera a
transcrição gênica ➡ o cAMP se liga a
PKA e desfaz a ligação com o inibidor,
ativando essa proteína e possibilitando
sua passagem para o núcleo e ação na
ativação da expressão gênica.
➡ Via 2: Ativação da Fosfolipase C-B
ativa a Proteína-cinase C (PKC) através
de mediadores lipídicos e Ca²+.
↳gera extravasamento de cálcio
(mediador).
Sinalização mediada por
receptores acoplados à enzimas
↳ Subfamílias dos Receptores
Tirosina-Cinase (RTKs).
↳ Somente três aminoácidos podem ser
fosforilados: tirosina, serina, treonina.
↳ As proteínas extracelulares possuem
mais diferenças entre si do que as
proteínas intracelulares ➡ em
decorrência da necessidade de se
reconhecerdiferentes sinais fora da
célula.
✳ Importante para a manutenção da
homeostasia dos tecidos ➡ são
processos bem regulados, pois a
alteração nesses efeitos pode gerar
câncer ➡ os receptores tirosino-cinase
são encontrados mutados em vários
tipos de câncer.
➡ Ativação de RTKs ocorre por
trans-autofosforilação
↳ A aproximação dos receptores
RTKs faz com que um fosforile o outro
(trans-autofosforilação) ➡ a união
desses dois receptores gera um
receptor completo ➡ esse receptor
tirosino-cinase funciona como um
andaime para que outras proteínas
possam se aderir nos fosfatos.
➡ A GTPase Ras promove a sinalização
da maioria das RTKs
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↳ Certas proteínas desse
“andaime” ativam a proteína GTPase
Ras (que funciona com o processo de
troca GDP por GTP) ➡ essa proteína é
muito importante por ser capaz de
ativar várias proteínas diferentes ➡
“hub” de sinalização ➡ dispara sinais
para várias vias de sinalização
diferentes ➡ são do tipo de
coordenação do sinal.
✳ A ativação da GTPase Ras ocorre por
pequenos pulsos de sinalização ➡
feedback negativo ➡ não permanece
ativa por muito tempo ➡ se ficassem
ativadas de forma descontrolada
poderia gerar diferentes tipos de câncer.
➡ Via 1: Ras ativa a via das
Proteínas-Cinase ativadas por
mitógenos (MAP Cinases ou MAPK).
↳mitógeno: gera mitose.
↳MAPKKK fosforila a MAPKK que
fosforila a MAPK ➡ três níveis da
fosforilação.
Vias alternativas de sinalização
intracelular
➡ Via das proteínas NFkB: Envolvido
nas respostas inflamatórias e na
ativação de células do sistema imune.
↳Fosforilação que induz a
degradação de um inibidor ➡ degrada
proteína inibitória.
Receptores nucleares
↳ Ligantes de receptores são moléculas
hidrofóbicas que atravessam livremente
uma membrana (ex: hormônios
esteroidais). Estes ligantes, muitas
vezes, liberam seus receptores de um
mecanismo de repressão da transcrição
gênica.
↳ Induzem a transcrição do gene.
↳ São as próprias proteínas efetoras ➡
não há uma cascata de amplificação.
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