receptores sinalizadores
receptores são moléculas proteicas na célula alvo ou na sua superfície que se ligam ao ligante. Existem dois tipos de receptores, receptores internos e receptores de superfície celular.
Interno receptores
Figura 4. Moléculas de sinalização hidrofóbicas difundiram-se tipicamente através da membrana plasmática e interagem com receptores intracelulares no citoplasma., Muitos receptores intracelulares são fatores de transcrição que interagem com o DNA no núcleo e regulam a expressão do gene.os receptores internos, também conhecidos como receptores intracelulares ou citoplásmicos, encontram-se no citoplasma da célula e respondem a moléculas de ligando hidrofóbicas que são capazes de viajar através da membrana plasmática. Uma vez dentro da célula, muitas destas moléculas se ligam a proteínas que atuam como reguladores da síntese de ARNm (transcrição) para mediar a expressão do gene., A expressão genética é o processo celular de transformar a informação no DNA de uma célula em uma sequência de aminoácidos, que finalmente forma uma proteína. Quando o ligando se liga ao receptor interno, uma mudança conformacional é desencadeada que expõe um local de ligação de DNA na proteína. O complexo ligando-receptor se move para o núcleo, então se liga a regiões regulatórias específicas do DNA cromossômico e promove o início da transcrição (Figura 4)., Transcrição é o processo de copiar as informações no DNA de uma célula em uma forma especial de RNA chamado RNA mensageiro (mRNA); a célula usa informações no mRNA (que se move para o citoplasma e se associa com os ribossomos) para ligação de aminoácidos específicos na ordem correta, produzindo uma proteína. Os receptores internos podem influenciar diretamente a expressão do gene sem ter que passar o sinal para outros receptores ou mensageiros.,
receptores da superfície celular
receptores da superfície celular, também conhecidos como receptores transmembranares, são proteínas da superfície celular, ligadas à membrana (integral) que se ligam a moléculas externas de ligando. Este tipo de receptor percorre a membrana plasmática e realiza transdução de sinal, no qual um sinal extracelular é convertido num sinal intercelular. Os ligantes que interagem com os receptores da superfície celular não têm de entrar na célula que afectam. Os receptores da superfície celular também são chamados de proteínas ou marcadores específicos da célula porque são específicos de tipos celulares individuais.,
cada receptor da superfície celular tem três componentes principais: um domínio externo de ligação do ligante, uma região hidrofóbica de extensão da membrana e um domínio intracelular dentro da célula. O domínio ligando-ligando também é chamado de domínio extracelular. O tamanho e extensão de cada um destes domínios variam muito, dependendo do tipo de receptor.dado que as proteínas receptoras da superfície celular são fundamentais para o funcionamento normal das células, não deve surpreender-se que um mau funcionamento em qualquer uma destas proteínas possa ter consequências graves., Erros nas estruturas proteicas de certas moléculas receptoras têm mostrado desempenhar um papel na hipertensão (pressão arterial alta), asma, doenças cardíacas e câncer.
como os vírus reconhecem Um Hospedeiro
Ao contrário das células vivas, muitos vírus não têm uma membrana plasmática ou qualquer uma das estruturas necessárias para sustentar a vida. Alguns vírus são simplesmente compostos por uma camada proteica inerte contendo DNA ou RNA. Para se reproduzir, os vírus devem invadir uma célula viva, que serve como hospedeiro, e então assumir o aparelho celular do hospedeiro. Mas como é que um vírus reconhece o seu hospedeiro?,os vírus ligam-se frequentemente aos receptores da superfície celular da célula hospedeira. Por exemplo, o vírus que causa a gripe humana liga-se especificamente aos receptores das membranas das células do sistema respiratório. Diferenças químicas nos receptores da superfície celular entre hospedeiros significam que um vírus que infecta uma espécie específica (por exemplo, humanos) não pode infectar outra espécie (por exemplo, galinhas).
no entanto, os vírus têm quantidades muito pequenas de ADN ou ARN em comparação com os seres humanos e, como resultado, a reprodução viral pode ocorrer rapidamente., A reprodução Viral invariavelmente produz erros que podem levar a alterações nos vírus recém-produzidos; estas alterações significam que as proteínas virais que interagem com os receptores da superfície celular podem evoluir de tal forma que eles podem se ligar aos receptores em um novo hospedeiro. Tais mudanças acontecem aleatoriamente e muitas vezes no ciclo reprodutivo de um vírus, mas as mudanças só importam se um vírus com novas propriedades de ligação entra em contato com um hospedeiro adequado. No caso da gripe, esta situação pode ocorrer em locais onde os animais e as pessoas estão em contacto estreito, tais como explorações avícolas e suinícolas., Uma vez que um vírus salta para um novo hospedeiro, ele pode se espalhar rapidamente. Os cientistas observam de perto os novos vírus (chamados vírus emergentes), na esperança de que essa monitorização possa reduzir a probabilidade de epidemias virais globais.os receptores da superfície celular de
estão envolvidos na maior parte da sinalização em organismos multicelulares. Existem três categorias gerais de receptores de superfície celular: receptores de ligação de canais iónicos, receptores de ligação de proteínas G e receptores de ligação enzimática.
Figura 5., Os canais iónicos Gated formam um poro através da membrana plasmática que se abre quando a molécula sinalizadora se liga. O poro aberto permite então que íons fluam para dentro ou para fora da célula.
receptores iónicos ligados ao canal ligam um ligante e abrem um canal através da membrana que permite a passagem de iões específicos. Para formar um Canal, este tipo de receptor de superfície celular tem uma extensa região de membrana. A fim de interagir com as caudas de ácidos graxos fosfolípidos que formam o centro da membrana plasmática, muitos dos aminoácidos na região de membrana são de natureza hidrofóbica., Inversamente, os aminoácidos que lineiam o interior do canal são hidrofílicos para permitir a passagem de água ou íons. Quando um ligando se liga à região extracelular do canal, há uma mudança conformacional na estrutura proteica que permite que íons como sódio, cálcio, magnésio e hidrogênio passem (Figura 5).os receptores ligados às proteínas ligam-se a um ligante e activam uma proteína de membrana denominada proteína G. A proteína G activada interage então com um canal iónico ou uma enzima na membrana (Figura 6)., Todos os receptores ligados às proteínas G têm sete domínios transmembranares, mas cada receptor tem o seu próprio domínio extracelular específico e o seu local de ligação às proteínas G.a sinalização celular usando receptores ligados às proteínas G ocorre como uma série cíclica de eventos. Antes de O ligando se ligar, a proteína G inactiva pode ligar-se a um local recentemente revelado no receptor específico para a sua ligação. Uma vez que a proteína G Se liga ao receptor, a mudança de forma resultante ativa a proteína G, que libera o PIB e pega GTP. As subunidades da proteína G dividem-se então na subunidade α e na subunidade βγ., Um ou ambos estes fragmentos de proteína G podem ser capazes de ativar outras proteínas como resultado. Após algum tempo, o GTP na subunidade α ativa da proteína G é hidrolisado para o PIB e a subunidade βγ é desativada. As subunidades reassociam-se para formar a proteína G inactiva e o ciclo começa de novo.
Figura 6. As proteínas G heterotriméricas têm três subunidades: α, β e γ. Quando uma molécula de sinalização se liga a um receptor acoplado à proteína G na membrana plasmática, uma molécula do PIB associada à subunidade α é trocada por GTP., As subunidades β e γ dissociam-se da subunidade α, e uma resposta celular é desencadeada quer pela subunidade α quer pelo par βγ dissociado. A hidrólise do GTP para a GDP termina o sinal.os receptores ligados às proteínas G às proteínas foram extensivamente estudados e muito foi aprendido sobre os seus papéis na manutenção da saúde. Bactérias que são patogênicas para os seres humanos podem libertar venenos que interrompem a função específica do receptor ligado à proteína G, levando a doenças como pertussis, botulismo e cólera.
Figura 7., Transmitida principalmente através de água potável contaminada, a cólera é uma das principais causas de morte no mundo em desenvolvimento e em áreas onde desastres naturais interrompem a disponibilidade de água limpa. (crédito: New York City Sanitary Commission)
na cólera (Figura 7), por exemplo, a bactéria transmitida pela água Vibrio cholerae produz uma toxina, o coleragénio, que se liga às células do intestino delgado., A toxina entra então nessas células intestinais, onde modifica uma proteína G que controla a abertura de um canal de cloreto e faz com que ela permaneça continuamente ativa, resultando em grandes perdas de fluidos do corpo e desidratação potencialmente fatal como resultado.o saneamento moderno elimina a ameaça de surtos de cólera, como o que varreu a cidade de Nova Iorque em 1866. Este poster daquela época mostra como, naquela época, a forma como a doença foi transmitida não era compreendida.,os receptores enzimáticos ligados às enzimas são receptores da superfície celular com domínios intracelulares associados a uma enzima. Em alguns casos, o domínio intracelular do próprio receptor é uma enzima. Outros receptores enzimáticos têm um pequeno domínio intracelular que interage diretamente com uma enzima. Os receptores ligados às enzimas têm normalmente grandes domínios extracelulares e intracelulares, mas a região de extensão da membrana consiste numa única região Alfa-helicoidal da cadeia peptídica., Quando um ligando se liga ao domínio extracelular, um sinal é transferido através da membrana, ativando a enzima. A ativação da enzima desencadeia uma cadeia de eventos dentro da célula que eventualmente leva a uma resposta. Um exemplo deste tipo de receptor enzimático é o receptor da tirosina cinase (Figura 8). Cinase é uma enzima que transfere grupos de fosfato de ATP para outra proteína. O receptor da tirosina cinase transfere grupos de fosfato para moléculas de tirosina (resíduos de tirosina). Primeiro, as moléculas sinalizadoras ligam-se ao domínio extracelular de dois receptores próximos da tirosina cinase., Os dois receptores vizinhos então se ligam, ou dimerizam. Os fosfatos são então adicionados aos resíduos de tirosina no domínio intracelular dos receptores (fosforilação). Os resíduos fosforilados podem então transmitir o sinal para o próximo mensageiro dentro do citoplasma.
Pergunta Prática
Figura 8. Um receptor tirosina cinase é um receptor ligado às enzimas com uma única região transmembranar e domínios extracelulares e intracelulares., A ligação de uma molécula de sinalização ao domínio extracelular faz com que o receptor dimerize. Os resíduos de tirosina no domínio intracelular são então autofosforilados, provocando uma resposta celular a jusante. O sinal é interrompido por uma fosfatase que remove os fosfatos dos resíduos de fosfotirosina.
HER2 é um receptor tirosina cinase. Em 30 por cento dos cancros da mama humana, HER2 é permanentemente ativado, resultando em divisão celular não regulamentada., O Lapatinib, um fármaco utilizado no tratamento do cancro da mama, inibe a autofosforilação da tirosina cinase do receptor HER2 (o processo pelo qual o receptor adiciona fosfatos a si próprio), reduzindo assim o crescimento do tumor em 50%. Além da autofosforilação, qual dos seguintes passos seria inibido pelo Lapatinib?,
- molécula de Sinalização de ligação, de dimerização, e a jusante resposta celular
- Dimerização, e a jusante resposta celular
- A jusante resposta celular
- a atividade de Fosfatase, dimerização, e o downsteam resposta celular
Verifique a sua compreensão
responda à(s) pergunta (s) abaixo para ver se compreende bem os tópicos abordados na secção anterior., Este pequeno teste não conta para a sua nota na classe, e você pode repeti-lo um número ilimitado de vezes.
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