O documento discute a biossinalização, que é a habilidade das células de receber e responder a sinais externos. Aborda os principais mecanismos de transdução de sinais, incluindo canais iônicos, receptores enzimáticos e receptores acoplados à proteína G. Também discute como os sinais regulam processos celulares como expressão gênica, ciclo celular e desenvolvimento, e como drogas e fatores de crescimento podem interferir nesses processos.

1. 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

2. 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

3. 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).

4. 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

5. 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

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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 ).

10. 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.