Sinalização Celular

1 Aula de Bioqu mica Avan ada Tema: Sinaliza o Celular Prof. Dr. J lio C sar Borges Depto. de Qu mica e F sica Molecular DQFM. Instituto de Qu mica de S o Carlos IQSC. Universidade de S o Paulo USP. E-mail: Princ pios da Sinaliza o Celular ORGANISMOS UNICELULARES. C lulas respondem a est mulos do meio: disponibilidade de oxig nio, nutrientes, etc ORGANISMOS MULTICELULARES. C lulas enviam sinais umas s outras c lulas mediante centenas de tipos de mol culas extracelulares. Morrer A partir da integra o dos Diversos Viver sinais, as c lulas sinais C lula ?

2 ?? devem decidir o Dividir que fazer simult neos Proliferar Prolifera o Especializa o Intera o Movimento Celular Celular Celular Celular Princ pios da Sinaliza o Celular C lula sinalizadora As c lulas-alvo possuem prote nas receptoras. As prote nas-receptoras reconhecem o 1 Mensageiro e respondem de forma espec fica. Alta especificidade e sensibilidade TRANSDU O DE SINAL. MOL CULA PROTE NAS ALTERA O DO. C LULAS EMITE. SINAL: 1 RECEPTORAS COMPORTAMENTO. SINALIZADORAS SINAL. MENSAGEIRO (C LULAS ALVO) Celular .

3 Princ pios da sinaliza o Celular 1 mensageiro - Prote nas - Pept deos - Amino cidos - Nucleot deos Transdu o de sinal - cidos graxos Maneira pela qual a c lula recebe um determinado - Esteroides tipo de sinaliza o e o - Gases transmite para diversas vias, que poder o ser novamente transformadas, at chegar a fun o efetora Dividir, proliferar, morrer .. Transdu o de sinal Uma dada c lula responde a um conjunto limitado de sinais - Depende de seu pr prio conjunto de mol culas efetoras Diferentes mol culas-sinais extracelulares alteram o comportamento da c lula-alvo.

4 C lulas diferentes respondem de modo diferente ao mesmo tipo de sinal. A informa o transmitida pelo sinal depende de como a c lula-alvo recebe e interpreta o sinal. Integra o da sinaliza o Intracelular TRANSDU O INICIAL Receptores celulares espec ficos respons veis em TRANSMISS O. disparar processos celulares conforme a disponibilidade de AMPLIFICA O mol culas executoras INTEGRA O - RESPOSTA. DIFERENCIADA. DEPENDENTE DO. TIPO Celular . DISTRIBUI O. RESPOSTA Celular . Sinaliza o Celular Mol culas-sinal extracelulares: 1 Mensageiro Receptores espec ficos Leveduras unicelulares sinaliza o feita por poucos tipos de mol culas C lulas de animais superiores Centenas de diferentes tipos de mol culas Maioria das mol culas secretada por exocitose.

5 Outras s o liberadas por difus o atrav s da membrana plasm tica e outras ficam expostas ao meio extracelular, mas permanecem ligadas a superf cie da c lula sinalizadora (prote nas de membrana). Emiss o do sinal Independente da natureza do sinal, a c lula-alvo responde por meio de uma prote na espec fica: RECEPTOR. Local onde a mol cula sinalizadora se liga de forma espec fica iniciando uma resposta nas c lulas- alvo. Alta especificidade Prote nas modulares M ltiplas isoformas tecido-espec ficas Pontos de converg ncia/diverg ncia de sinais Sinaliza o Celular Mol culas-sinal extracelulares 1 Mensageiro Caracter sticas qu micas Influencia as caracter sticas estruturais do RECEPTOR.

6 Grandes e hidrof licas Pequenas e hidrof bicas Maior parte dos receptores Prote nas transmembrana que ao se ligarem a mol cula sinalizadora s o ativados Ligante tem que penetrar na c lula- e geram uma cascata de sinais intracelulares alvo para ativa o alterando o comportamento da c lula. Ativa receptores citoplasm ticos e/ou nucleares Tipos de Sinaliza o Extracelular End crinos: liberados no plasma a o a longa dist ncia . Neuronais a o mediada por neurotransmissor Aut crinos: Par crinos: liberados no liberados no espa o espa o extracelular extracelular a o na a o local mesma c lula em outras que os libera c lulas Horm nios: 1 mensageiro Conjunto de mol culas respons veis pela manuten o e coordena o das fun es em um organismo complexo.

7 Mensageiros qu micos secretados no plasma ou interst cio Celular para regular a atividade de outras c lulas ou tecidos do organismo. Fun o Tecido/c lula/sistema alvo Press o arterial sistema vascular Volume sangu neo sistema vascular e rins Balan o eletrol tico sistema vascular e rins Embriog nese embri es Diferencia o sexual rg os sexuais e organismo Desenvolvimento e reprodu o rg os sexuais e organismo Fome c rebro Comportamento alimentar c rebro e sistema digestivo Digest o c rebro e sistema digestivo Distribui o de combust veis f gado Sinaliza o de longa dist ncia Libera o do 1 mensageiro.

8 Tipos de sinaliza o a longa dist ncia Sinaliza o neuronal Sinaliza o End crina Distribui o lenta depende da difus o no fluxo sangu neo Concentra o baixa de horm nios Efeito disperso Distribui o muito r pida 100 m/seg Concentra o alta do neurotransmissor Efeito localizado Maior precis o e rapidez Vias de Sinaliza o Intracelular Horm nios Sistema neuroend crino Tipos de Sinaliza o Extracelular A transmiss o dos sinais em rela o a dist ncia Mediadores locais Sinaliza o (Ex: Inflama o) par crina Curtas Contato direto, sem Sinaliza o libera o de sinais dependente de (Ex: desenvolvimento contato embrion rio).

9 Dist ncias Secre o de sinais Sinaliza o (Ex: Horm nios) end crina Longas Secre o de neurotransmissores Sinaliza o (Ex: Acetilcolina) neuronal Transdu o de sinais A resposta Celular a um sinal pode ser r pida ou lenta A Especificidade da a o depende da intera o do 1 mensageiro com receptores celulares 1) Libera o de 2 mensageiro no citoplasma modifica es covalente revers veis de prote nas alvo - Ativa o/inativa o de enzimas efetoras 2) Abertura de canais - Efeito direto 3) Modula o da express o g nica - Pode ser a o decorrente da integra o conjunta com 2.

10 Mensageiro ou receptores nucleares Sistemas de amplifica o de sinal As vantagens do uso de 2 mensageiros Efeito Cascata de sinaliza o . 1) Amplifica o de sinal - Um pequeno sinal pode produzir amplas respostas celulares 2) Difus o do sinal por todos os compartimentos celulares - Modula o de toda c lula para a nova situa o Celular 3) Comunica o cruzada - Integra o com outros sinais Transdu o de sinais: caracter sticas gerais Alta conserva o dos mecanismos de transdu o de sinais biol gicos Tipos de sinais biol gicos milhares Maquinaria de transdu o conta com alguns tipos b sicos de componentes prote nas Resumindo Sinal C lula Prote na Modula o da (1 mensageiro).