Biossinalização

Baseada no Lenhinger e na minha interpretação.
Curiosidade: Eu tive 24 horas para estudar este tema e preparar este material para escolha de Professor Substituto de bioquímica geral - UFMS.

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BIOSSINALIZAÇÃO
Sinônimos: transdução de sinais
I. VISÃO GERAL
Organismos unicelulares: sinais ambientais (disponibilidade de
alimentos, oxigênio, luz, pH etc);
Organismos multicelulares:
▬ “diálogo celular”;
▬ perfeita precisão e coordenação;
▬ vital para o bom funcionamento da célula e,
conseqüentemente do organismo como um todo.
• A sinalização intercelular ocorre por uma grande variedade de
estímulos: hormônios, neurotransmissores e fatores de
crescimento. Os sinais nos animais podem ser: autócrinos,
parácrinos ou endócrinos.
II. CONCEITO
Habilidade das células de receber e reagir a sinais vindos do
outro lado da membrana plasmática.
SINAIS + RECEPTORES AMPLIFICAÇÃO DO
SINAL
TRANSMISSÃO PARA
DENTRO DA CÉLULA

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SINAIS
ANTÍGENOS
GLICOPROTEÍNAS/OLIGOSSACARÍDEOS DA SUPERFÍCIE CELULAR
SINAIS DO DESENVOLVIMENTO
COMPONENTES DA MATRIZ EXTRACELULAR
FATORES DE CRESCIMENTO
HORMÔNIOS
LUZ
TOQUE MECÂNICO
NEUROTRANSMISSORES
ODORANTES
FEROMÔNIOS
SINAIS GUSTATIVOS
ABERTURA DE
CANAL IÔNICO
ESTIMULA A
ATIVIDADE DE
RECEPTORES
ENZIMÁTICOS
PRODUÇÃO DE SEGUNDOS
MENSAGEIROS:
•cAMP: dopamina, adrenalina,
serotonina;
•Ca
+2
: RNA helicase, adenilil
ciclase (cérebro);
•IP3: acetilcolina, histamina,
ocitocina.
REGULAÇÃO DA
EXPRESSÃO DE
GENES
RESPOSTA AOS SINAIS

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III. MECANISMOS MOLECULARES DE TRANSDUÇÃO
DE SINAIS
Especificidade mediada por forças fracas (não-covalentes);
Alta sensibilidade:
- alta afinidade dos receptores para as moléculas do sinal
(baixa constante de dissociação → Kd);
- cooperatividade na interação ligante-receptor;
- amplificação do sinal pelas cascatas de enzimas.
Dessensibilização: com a persistência do estímulo;
Integração.
III.1. Canais Iônicos
• Transdutores de sinais que fornecem uma via regulada para a
movimentação de íons inorgânicos, como o Na
+
, K
+
, Ca
+2
e Cl
-
, através
da membrana plasmática;
• Excitabilidade de células sensoriais, neurônios e miócitos.
- canais com acesso para ligantes (um neurotransmissor, por ex.);
- canais com acesso de voltagem (mudança de potencial elétrico).

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Sinapse: canais iônicos na sinalização célula a célula.
Canais iônicos envolvidos:
Receptor da acetilcolina – canal iônico aberto por um ligante.
Canais dependentes de voltagem: essenciais no mecanismo de
sinalização;
- Canais de Na+: despolarização
- Canais de K
+
: repolarização da membrana localmente;
- Canais de Ca
+2
: o Ca
+2
age como mensageiro intracelular
secundário.
Membrana em repouso:
Vm = -60mV

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III.2. Receptores Enzimáticos
Enzimas com um receptor para um ligante na superfície
extracelular e um sítio ativo no lado citosólico.
Geralmente é uma proteína quinase que fosforila* resíduos de
tirosina em proteínas alvo específicas. Ex.: receptor da insulina.
*Transferência de fosfatos:
•Proteínas quinases: catalisam a ligação de grupos fosfato
(fosforilação) a resíduos de aminoácidos específicos;
•Três tipos de aminoácidos podem ser modificados através
da adição de um fosfato: tirosina, serina e treonina;
•Fenômeno muito comum nas nossas células e vital;
•Forma → Função

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Insulina regula tanto o metabolismo quanto a expressão gênica.
Via de sinalização envolve uma cascata de proteínas quinases,
cada qual ativando a seguinte.
►Diabetes
Outros: receptores para o fator atrial natriurético, para o fator de
crescimento derivado de plaquetas, para o fator de crescimento
epitelial etc.

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III.3. Receptores ligados à Proteína G e a Mensageiros
Secundários
Três componentes essenciais:
1- receptor na membrana plasmática com sete segmentos
transmembrana;
2- uma enzima na membrana plasmática que produz um mensageiro
secundário;
3- uma proteína ligante de GTP que se dissocia do receptor ocupado e se
liga à enzima, ativando-a.
MENSAGEIROS SECUNDÁRIOS
a) cAMP: Ex: transdução do sinal da adrenalina (receptor β adrenérgico).
O sistema retornará ao seu
estado inativo quando a
atividade GTPásica da
subunidade α hidrolizar
GTP em GDP.

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b) IP3 (inositol 1,4,5-trifosfato) e diacilglicerol:
- derivado dos fosfatidilinositóis pela ação da fosfolipase C;
- o Ca
+2
também atua como mensageiro secundário.
► Promotores tumorais sintéticos (ésteres de forbol): contínua
ativação da PKC pois mimetizam a ação do diacilglicerol.

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c) Ca
+2
:
Desencadeia respostas celulares como exocitose nos neurônios e nas
células endócrinas, a contração no músculo ou os arranjos no
citoesqueleto durante o movimento amebóide.
III.4. Regulação da Transcrição por Hormônios Esteróides
Esteróides: produzidos pelo córtex adrenal e pelas gônodas.
Agem no núcleo (ao contrário dos outros hormônios que se ligam a
receptores na membrana plasmática).
calmodulina:
subunidade integral da
CaM quinase -proteína
quinase dependente de
calmodulina e Ca
+2
).

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IV. MEDICAMENTOS
Grande parte dos medicamentos interferem na transdução de sinais
(anti-depressivos, antidiabéticos, antiasmáticos, etc).
Antidepressivos tricíclicos (amitriptilina, clomipramina etc):
aumento da disponibilidade de neurotransmissores no SNC,
notadamente da serotonina, da noradrenalina e da dopamina.
Antiparkinsonianos (biperideno, trihexifenidil): inibem a ação
da acetilcolina;
Anti-histamínicos modernos: antagonistas dos leucotrienos.
V. CICLO CELULAR E CÂNCER
Fatores de crescimento celular:
proteínas que induzem as células em
repouso a se dividir e, em alguns casos a
se diferenciar.
Oncogenes :
- genes que regulam o ciclo celular
modificados durante infecção viral, por
rearranjos cromossômicos, agentes
químicos e radiação)
- codificam proteínas sinalizadoras
defeituosas oferecendo continuamente o
sinal para a divisão celular, levando à
formação e tumor.