18/06/2015
COMUNICAÇÃO CELULAR
COMUNICAÇÃO CELULAR
Plano de Aula
-Aspectos gerais da comunicação celular
-Formas de sinalização
-Etapas da comunicação celular: recepção, transdução e resposta
-Tipos de moléculas sinalizadoras e de receptores celulares
Bibliografia
ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WATSON, J.D.
Biologia molecular da célula. 3.ed. Artes Médicas Sul Ltda.: Porto Alegre. 2002.
ALBERTS, B.; BRAY,D.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.;
WALTER, P. Fundamentos da biologia celular: uma introdução à biologia
molecular da célula. Artes Médicas Sul Ltda.: Porto Alegre. 2004.
DE ROBERTIS, E. D. P.; DE ROBERTIS, E. M. F.; Bases da biologia celular e
molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2003.
Profª Dra. Juliana Schmidt
Medicina 2014
JUNQUEIRA, L.C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7.ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 2000.
COMUNICAÇÃO CELULAR
Objetivos
-Discutir a importância da comunicação entre as células para o
desenvolvimento e funcionamento adequado do organismo em seres
multicelulares;
-Definir a Comunicação Celular e suas principais etapas;
-Descrever uma molécula sinalizadora, ressaltando suas características e
funções;
-Diferenciar as moléculas sinalizadoras que atravessam e que não
atravessam a membrana plasmática;
-Diferenciar os tipos de sinalização celular;
Ser Humano
Organismo multicelular
Células funcionam de modo
integrado, interdependente e
coordenado em benefício do
organismo como um todo
-Definir a recepção de sinal e descrever as características desse processo;
-Definir um receptor, ressaltando suas características e funções, e
descrever os principais tipos de receptores de membrana;
-Descrever as características e funções dos receptores intracelulares;
-Definir a transdução de sinal e as funções desse processo;
-Definir a resposta celular e as características desse processo;
“Mecanismo através do qual as células recebem e respondem a
estímulos produzidos por outras células ou por elas mesmas,
permitindo a regulação de funções como proliferação, diferenciação,
movimento e metabolismo celular”
-Explicar como a resposta celular pode ser lenta ou rápida.
COMUNICAÇÃO CELULAR
sobrevive
COMUNICAÇÃO CELULAR
Célula
Sinalizadora
Divide-se
Diferencia-se
MOLÉCULA SINALIZADORA
RECEPTOR
Célula-alvo
morre
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EATAPAS DA COMUNICAÇÃO CELULAR
FORMAS DE SINALIZAÇÃO
SINALIZAÇÃO DEPENDENTE DE CONTATO
Matriz
Extracelular
Citoplasma
RECEPÇÃO
TRANSDUÇÃO
RESPOSTA
Receptor
Molécula
Sinal
Ativação de
respostas
celulares
Membrana Plasmática
Altera forma
Movimento
Metabolismo
DEPENDENTE DE CONTATO
POR MOLÉCULAS SECRETADAS
molécula sinalizadora na
membrana plasmática da célula
molécula sinalizadora liberada
pela célula
Expressão gênica
FORMAS DE SINALIZAÇÃO
FORMAS DE SINALIZAÇÃO
POR MOLÉCULAS SECRETADAS
POR MOLÉCULAS SECRETADAS
AUTÓCRINA
NEURONAL
MOLÉCULA SINALIZADORA
Célula
Sinalizadora
• leva
informação
da
sinalizadora até a célula-alvo
MOLÉCULA SINALIZADORA
célula
•Age somente sobre determinadas
células ligação específica com seu
receptor
•Diferentes características:
Peptídeos (insulina)
Aminoácidos e derivados (histamina)
Esteróides (testosterona, estradiol)
Célula-alvo
Derivados
de
ácidos
(prostaglandinas, tromboxanos)
Gases (NO)
MOLÉCULA
SINALIZADORA
ORIGEM
NATUREZA
QUÍMICA
ALGUMAS AÇÕES
ESTRADIOL
Ovário
Hormônio
esteróide
Induz
e
mantém
as
características
sexuais
secundárias femininas
INSULINA
Células beta do
pâncreas
Hormônio
peptídico
Estimula captação de glicose
nas
células
adiposas
e
musculares
ÓXIDO
NÍTRICO
(NO)
Células nervosas
e endoteliais
Gás solúvel
Induz relaxamento das céls.
musculares lisas
HISTAMINA
Mastócitos
Derivado
do
aminoácido
histidina
Induz dilatação dos vasos
sanguíneos e aumenta sua
permeabilidade
causando
inflamação
ACETILCOLINA
Terminais
nervosos
Derivado
colina
Neurotransmissor excitatório
do SNC e nervo-músculo
graxos
da
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MOLÉCULA SINALIZADORA
MOLÉCULA SINALIZADORA
PODE ATRAVESSAR A MEMBRANA PLASMÁTICA
NÃO PODE ATRAVESSAR A MEMBRANA PLASMÁTICA
• moléculas pequenas e hidrofóbicas (hormônios esteróides, tireoideanos,
NO)
•moléculas grandes e hidrofílicas (proteínas, peptídeos,...)
• hormônios hidrofóbicos são transportados pelo sangue ligados à proteínas
carreadoras
•são recebidas pela célula-alvo através da ligação com seus receptores de
membrana
RECEPÇÃO DE SINAIS
RECEPÇÃO DE SINAIS
Interação da molécula sinalizadora com seu receptor específico na célula-alvo
Características da ligação Molécula Sinal – Receptor
• Resposta celular à molécula sinalizadora ocorre somente se célula-alvo
possui receptor específico
• Células–alvo produzem pequeno conjunto de receptores restringe
gama de sinais que podem afetá-la
RECEPÇÃO DE SINAIS
• Especificidade receptor se liga a uma molécula sinal específica
• Complementariedade encaixe “chave-fechadura”
• Reversibilidade complexo sinal-receptor se dissocia após sua formação
RECEPÇÃO DE SINAIS
Receptores
Receber o sinal extracelular e gerar um novo sinal intracelular em resposta
Características dos Receptores
Podem ser de Superfície Celular ou Intracelulares
• Geralmente o receptor é uma
proteína e é ativado por somente
um tipo de sinal
• Podem
diferentes
existir
para
receptores
a
mesma
molécula sinal
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RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
Receptor de
superfície
RECEPTOR ASSOCIADO A CANAL IÔNICO
Domínio extracelular
SINAL
SÍTIO PARA LIGAÇÃO
DO SINAL
Domínio intracelular
RECEPTOR
• Receptores associados a Canal Iônico
• Receptores associados à Proteína G
• Receptores associados à Enzima
- Sinal gerado fluxo de íons (Na+, K+, Ca2+, Cl-)
- Produz efeito elétrico convertem sinal químico em elétrico
- Transmissão rápida de sinais entre neurônios
- Ex: acetilcolina
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
RECEPTOR ASSOCIADO À PROTEÍNA G
SINAL
RECEPTOR
- Molécula sinal provoca abertura ou fechamento de canais iônicos mudança do potencial de membrana
-Impulso nervoso em neurônios
-Contração muscular
-http://www.youtube.com/watch?v=PpGE0Ohf1uI
PROTEÍNA G
TRANSDUTORA
DE SINAL
INATIVA
CANAL IÔNICO
FECHADO
ENZIMA EFETORA
INATIVA
(adenilato ciclase,
fosfolipase C)
PROTEÍNA G
TRANSDUTORA
DE SINAL
ATIVADA
CANAL IÔNICO ABERTO
ENZIMA EFETORA ATIVADA
produz SEGUNDOS
MENSAGEIROS
(AMPc, inositol trifosfato-IP3,
diacilglicerol-DAG)
-Receptor associado a Proteína G (proteína ligadora de GTP)
-Proteína G transmite sinal adiante abre Canais Iônicos ou ativa
Enzimas
-Respostas celulares rápidas e reversíveis
-Ex: adrenalina, glucagon, serotonina
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
Receptor associado a proteína G
Abertura de canal iônico
-Molécula sinal ligada ao receptor ativa Proteína G (proteína ligadora
de GTP)
-Proteína G pode abrir Canais Iônicos resposta rápida
-Proteína G pode ativar Enzimas localizadas na membrana celular produção de sinal intracelular (mensageiro secundário)
-http://www.youtube.com/watch?v=Cdmw0GIf0pk&feature=related
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RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
Receptor associado a proteína G
Ativação de enzima na membrana celular
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
Receptor associado a proteína G
Ativação da enzima Fosfolipase C na membrana celular
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
Receptor associado a proteína G
Ativação da enzima Adenilil ciclase na membrana celular
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
RECEPTOR ASSOCIADO A ENZIMA
SINAL
SINAL
-Atuam como enzimas ou se associam a enzimas
-Resposta Celular lenta mudanças na expressão de genes
-Resposta Celular rápida mudanças no citoesqueleto
-Ex: fatores de crescimento celular
http://www.youtube.com/watch?v=vbafAFhFtPo
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
Receptor associado a Enzima
Receptor Tirosina quinase
RECEPTORES INTRACELULARES
-Atua como enzima
-Ligação da molécula sinal ativa a enzima
-Auto-fosforilação dos domínios intracelulares
-Fosforilação de alvos intracelulares
-Ex: Insulina
-Ativam diretamente proteínas intracelulares altera célula alvo
rapidamente
-Ligam-se a receptores citoplasmáticos ou nucleares modificam a
expressão de genes
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RECEPTORES INTRACELULARES
RECEPTORES INTRACELULARES
TRANSDUÇÃO DE SINAL
TRANSDUÇÃO DE SINAL
TRANSDUÇÃO DE SINAL
Transferir o sinal do ponto onde foi
recebido para o local onde está a
maquinaria celular que irá gerar a
resposta
TRANSDUÇÃO DE SINAL
Propagação e amplificação do sinalcascatas de sinalização intracelulares
Transformar o sinal em forma molecular
capaz de estimular a resposta
propagação
Modulação por
outros fatores
amplificação
Divergência para
múltiplos alvos
Regulação de
Rota Metabólica
Regulação de
expressão
gênica
Mudanças no
Citoesqueleto
Amplificar, na maioria dos casos, o sinal
recebido
Distribuir o sinal a diferentes alvos
intracelulares,
influenciando
vários
processos em paralelo e gerando uma
resposta complexa
Cada passo da cascata de sinalização pode
ser
modulada
por
fatores
intra
e
extracelulares
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TRANSDUÇÃO DE SINAL
TRANSDUÇÃO DE SINAL
Rotas de sinalização interconectadas
RESPOSTA CELULAR
RESPOSTA CELULAR
• Mesma molécula sinal pode induzir respostas distintas em células-alvo
diferentes
• Células diferentes respondem de maneira distinta ao mesmo sinal
CÉLULA MUSCULAR ESQUELÉTICA
CÉLULA MUSCULAR CARDÍACA
• Mesma molécula sinal pode induzir respostas distintas em células-alvo
diferentes
Receptores diferentes geram sinais intracelulares diferentes
ACETILCOLINA
CONTRAÇÃO
CÉLULA DA GLÂNDULA SALIVAR
DIMINUI FREQUÊNCIA
CONTRAÇAO
SECREÇÃO
RESPOSTA CELULAR
Adaptação ou dessensibilização das células-alvo
Ajuste reversível de sua sensibilidade ao nível de estímulo
RESPOSTA CELULAR
Adaptação ou dessensibilização das células-alvo
Ajuste reversível de sua sensibilidade ao nível de estímulo
Mecanismos:
Diminuição da quantidade de receptores (digestão nos lisossomos,
seqüestro de receptores)
Modificações nos receptores diminuem sua afinidade pela molécula sinal
Modificações no processo de transdução de sinal
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RESPOSTA CELULAR
RESPOSTA CELULAR
Adaptação ou dessensibilização das células-alvo
Adaptação ou dessensibilização das células-alvo
Ajuste reversível de sua sensibilidade ao nível de estímulo
Ajuste reversível de sua sensibilidade ao nível de estímulo
RESPOSTA CELULAR
Velocidade da Resposta Celular
Molécula sinal extracelular
Transdução de Sinal
Receptor de
Superfície Celular
RESPOSTA RÁPIDA
(< segundos a
minutos)
RESPOSTA LENTA
(minutos a horas)
Função
Proteica
Mudanças no
movimento
Mudanças no
metabolismo
Secreção
Aumento no
crescimento
alterada
Expressão gênica
alterada
Divisão celular
Maquinaria Citoplasmática alterada
COMPORTAMENTO CELULAR ALTERADO
https://www.youtube.com/watch?v=U6uHotlXvPo
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