Transmissão e Transdução da Informação

Transmissão e Transdução da Informação

1. Vias de sinalização

   • Os sinais químicos, na forma de moléculas parácrinas, autócrinas e hormônios, são liberados das células para o compartimento extracelular.
     • A resposta está na presença de proteínas receptoras na célula-alvo as quais os sinais químicos se ligam.
       • Se uma célula-alvo possui um receptor para uma molécula sinalizadora, a ligação do sinalizador a proteína receptora iniciará uma resposta.
         • A molécula sinalizadora é um ligante que se liga a um receptor. O ligante também é conhecido como primeiro mensageiro porque leva informações para sua célula-alvo.
           • A ligação ligante-receptor ativa o receptor.
             • O receptor, por sua vez, ativa uma ou mais moléculas sinalizadoras intracelulares.
               • A última molécula sinalizadora na via inicia a síntese de proteínas-alvo existentes para gerar uma resposta.
   • As Proteínas Sinalizadoras Dentro da Célula
     • Os sinais químicos são classificados em duas grandes categorias com base na solubilidade em lipídeos: lipofílicos ou lipofóbicos.
       • Os receptores das células-alvo podem ser encontrados no núcleo, no citosol ou na membrana celular, como uma proteína.
         • O local onde um sinal químico liga-se ao seu receptor é em grande parte dependente de se a molécula sinalizadora pode ou não entrar na célula.
           • As moléculas sinalizadoras lipofílicas podem se difundir através da bicamada fosfolipídica da membrana celular e ligarem-se aos receptores citosólicos e nucleares.
             • As moléculas sinalizadoras lipofóbicas são incapazes de se difundirem através da bicamada fosfolipídica da membrana celular.
               • Ao invés disso, essas moléculas sinalizadoras permanecem no líquido extracelular e ligam-se as proteínas receptoras existentes na membrana celular.
     • Proteína G
       • A maior parte da transdução de sinal utiliza as proteínas G.
         • Os receptores acoplados a proteína G (RPG) são uma família grande e complexa de proteínas transmembrana que atravessam a bicamada lipídica sete vezes.
           • Os tipos de ligantes que se ligam a receptores a receptores acoplados a proteína G incluem hormônios, fatores de crescimento e neurotransmissores.
             • As proteínas G inativas são ligadas ao difosfato de guanosina (GDP). A troca de GDP pelo trifosfato de guanosina (GTP) ativa a proteína G.
               • As enzimas amplificadoras mais comuns para os receptores acoplados a proteína G são a adenilato ciclase e a fosfolipase C.
                 • A região citoplasmática da proteína receptora é ligada a uma molécula transdutora de membrana, com 3 partes, conhecida como proteína G.

2. A ativação do receptor muitas vezes ativa um gene, o que faz com o núcleo sintetize um novo mRNA (transcrição).

   • O mRNA fornece um guia para a síntese de novas proteínas (tradução).
     • Os receptores-canal são os mais simples. A ligação com o ligante abre e fecha o canal e altera o fluxo de íons através da membrana.
       • Para os outros três tipos, a informação da molécula sinalizadora deve passar através da membrana para iniciar uma resposta intracelular.

3. Transdução do Sinal

   • A transdução de sinal é o processo pelo qual uma molécula sinalizadora extracelular ativa um receptor de membrana que, por sua vez, altera moléculas intracelulares para gerar uma resposta.
     • A molécula sinalizadora extracelular é o primeiro mensageiro, e as moléculas intracelulares formam um sistema de segundo mensageiro.
       • O termo transdução de sinal significa “levar através”. Um transdutor é um dispositivo que converte um sinal de uma forma para uma forma diferente.
         • Nos sistemas biológicos, os transdutores convertem a mensagem das moléculas sinalizadoras extracelulares em mensagens intracelulares que desencadeiam uma resposta.
   • Segundos Mensageiros Derivados de Lipídeos
     • Alguns receptores acoplados a proteína G estão ligados a uma enzima amplificadora diferente: a fosfolipase C.
       • Quando a molécula sinalizadora ativa esta via acoplada a proteína G, a fosfolipase (PL-C) converte um fosfolipídeo de membrana em duas moléculas de segundo mensageiro.
         • O diacilglicerol (DAG) interage com a proteína cinase C (PK-C).
           • A proteína cinase C fosforila proteínas citosólicas que continuam a cascata sinalizadora.
             • O trifosfato de inositol (IP3) é uma molécula mensageira que deixa a membrana e entra no citoplasma.
               • Ela se liga a um canal de cálcio no reticulo endoplasmático rugoso (RE).
                 • A ligação do IP3 abre o canal de Ca2+ permitindo que o Ca2+ se difunda para o citosol.
     • Fluxo Iônico Através dos Canais
       • Os receptores mais simples são canais iônicos controlados por ligantes , e a maioria são receptores de neurotransmissores.
         • A ativação do receptor acoplado ao canal inicia as respostas intracelulares mais rápidas de todos os receptores.
           • Quando um ligante se liga ao receptor do canal, o canal abre ou fecha, mudando a permeabilidade da célula a um íon.
             • O cálcio é um importante sinalizador intracelular. O íon cálcio é o mais versátil mensageiro iônico.
               • Entra na células através dos canais de Ca2+ controlados por voltagem.
                 • O Ca2+ também pode ser liberado a partir de compartimentos intracelulares por segundos mensageiros como o IP3.
                   • A maior parte do Ca2+ intracelular é armazenada no reticulo endoplasmático.
                     • Os íons cálcio se combinam com proteínas para exercer diversos efeitos.