Sinalização Celular

Introdução

Uma visão geral de alguns dos caminhos pelos quais sinais intracelulares podem ser iniciados e os tipos de respostas que podem ser geradas .A membrana plasmática da célula contem receptores que se ligam especificamente a ligadas solúveis ,moléculas das matrizes extracelulares e componentes da superfície de outras células .A estimulação resultante desses contatos pode ser convertida (transduzida)pela membrana celular em sinais intracelulares que são transmitidos através de diversas vias .Por ultimo ,esses sinais podem levar á ativação de enzimas especificas ,mudanças de organização do citoesqueleto ,mudanças na permeabilidade de íons ,iniciação na síntese de DNA ou ativação ou repressão da expressão gênica.

 

Sinalização Celular

A sinalização celular faz parte de um complexo sistema de comunicação que governa e coordena as atividades e funções celulares. A habilidade que as células possuem em perceber e corretamente responder ao seu ambiente envolvente, forma a base do desenvolvimento, da reparação de tecidos, da imunidade e de outras funções de homeostasia em tecidos. Erros existentes no processamento de informação celular são responsáveis por doenças como o cancro, aautoimunidade e diabetes. Ao se entenderem melhor os processos de sinalização celular, muitas doenças poderão ser tratadas de maneira mais eficaz e, em teoria, tecidos artificiais poderão ser fabricados.

A linha tradicional de investigação em biologia tem-se focado em estudar partes das vias de sinalização celular. O estudo de sistemas biológicos ajuda na compreensão da estrutura subjacente das redes de sinalização e em perceber como as mudanças nessas redes afetam a transmissão de informação.

Princípios gerais da sinalização intercelular.

Moléculas Sinalizadoras Extracelulares São Reconhecidas por Receptores Específicos Localizados na Superfície ou no Citoplasma das Células-Alvo.

Enquanto as leveduras se comunicam umas com as outras para reproduzirem-se através da secreção de diversos pequenos peptídeos, as células de anima s superiores comunicam-se através de centenas de tipos de moléculas de sinalização, incluindo proteínas, pequenos peptídeos, aminoácidos, nucleotídeos, esteroides, retinóides, derivados de ácidos graxos e, ainda, gases como óxido nítrico e monóxido de carbono.

A maioria dessas moléculas sinalizadoras é secretada pelas células sinalizadoras por exocitose. Outras são liberadas por difusão através da membrana plasmática, enquanto algumas permanecem firmemente ligadas à superfície celular e somente influenciam as células que entrarem em contato direto com as células sinalizadoras (Figura 1).

Figura 1: Sinalização intercelular em animais

Estão representadas duas formas de comunicação entra as células animais

Independente da natureza do sinal, a célula-alvo responde por intermédio de uma proteína específica denominada receptor. A mesma liga-se especificamente à molécula sinalizadora e então desencadeia uma resposta na célula-alvo. Muitas das moléculas sinalizadoras atuam em concentrações muito baixas (geralmente < 10^-8 m), e os receptores que as reconhecem fixam-se a elas, geralmente, com alta afinidade (constante de afinidade KA 10^oito 1itros/mol).

Na maioria dos casos, os receptores são proteínas de transmembrana da superfície da célula-alvo.

Figura 2, quando elas ligam uma molécula sinalizadora extracelular (um ligante), torna-se ativadas e geram uma cascata de sinais intracelulares que alteram o comportamento da célula.

Figura 2: Moléculas sinalizadoras ligam-se os receptores de superfície

A maioria das moléculas sinalizadoras são hidrofílicas e incapazes de atravessar a membrana plasmática diretamente; ao invés disso, elas se fixam a receptores da superfície celular, os quais por sua vez geram um ou mais sinais no interior da célula.

Entretanto, em alguns casos, os receptores estão no interior da célula- alvo e o ligante sinalizador necessita penetrar na célula, a fim de ativá-la: essas moléculas devem ser suficientemente pequenas e hidrofóbicas para se difundirem através da membrana plasmática (Figura 3).

Figura 3: Moléculas sinalizadoras se ligam a receptores intracelulares

Algumas moléculas sinalizadoras se difundem através da através da membrana plasmática e liga-se a receptores dentro da célula-alvo, no citosol ou no núcleo como demonstrado. Muitas dessas moléculas sinalizadoras são hidrofóbicas e praticamente insolúveis em soluções aquosas; assim são transportadas na corrente sanguínea por proteínas carreadoras, das quais dissociam-se antes de entrar na célula-alvo.

Moléculas Secretadas Medeiam Três Formas de Sinalização:

Parácrina, Sináptica e Endócrina.

As moléculas sinalizadoras secretadas por uma célula podem atuar em alvos distantes ou agirem como mediadores locais, atuando somente nas células vizinhas. Esse último processo é denominado sinalização parácrina (Figura 4).

A fim de que os sinais parácrinos sejam liberados somente para suas células-alvo específicas, as moléculas sinalizadoras secretadas não devem difundir para muito longe e por esta razão elas são rapidamente captadas pelas células-alvo vizinhas, destruídas por enzimas extracelulares ou ainda imobilizadas na matriz extracelular.

Figura 4: Sinalização parácrina

Num organismo multicelular complexo, sinalização de curto alcance não é suficiente por si só, para coordenar o comportamento das células de um organismo.

Grupos de células especializadas evoluíram com a função específica de sinalizar entre as diferentes partes do organismo. As mais sofisticadas são as células nervosas ou neurônios, as quais possuem prolongamentos (axônios) que permitem o contato com células-alvo distantes, quando ativados por sinais do ambiente ou por outras células nervosas, o neurônio envia impulsos elétricos (potenciais de ação) através do axônio; quando o impulso atinge a extremidade do axônio, estimula as terminações