Tipos de comunicação celular, importância, exemplos

O Comunicação celular, Também chamado de comunicação intercelular, consiste na transmissão de moléculas de sinal extracelular. Essas moléculas começam a partir de uma célula geradora de sinal e se ligam aos receptores de células brancas, produzindo uma resposta específica.

A molécula de sinal pode ser uma molécula pequena (exemplo: um aminoácido), um peptídeo ou uma proteína. Portanto, a comunicação, que é química, é uma característica de organismos unicelulares e multicelulares.

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Nas bactérias, as moléculas de sinal são feromônios bacterianos. Estes são necessários para funções como a transferência horizontal de genes, bioluminescência, formação de biofilmes e produção de antibióticos e fatores patogênicos.

Em organismos multicelulares, a comunicação celular pode ocorrer entre células adjacentes ou entre células que são separadas. Neste último caso, as moléculas de sinal devem ser disseminadas e transportadas por longas distâncias. Entre as funções dos sinais estão mudanças na expressão gênica, morfologia e movimento celular.

A comunicação celular também pode ser realizada através de vesículas extracelulares (VE), chamadas ectossomos e exossomos. Algumas funções VE são: modulação de linfócitos e macrófagos; Controle da função sináptica; em vasos sanguíneos e coração, coagulação e angiogênese; e troca de RNA.

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Tipos (sistemas/mecanismos)

Nas bactérias, existe um tipo de comunicação celular que é chamada Detecção de quorum, que consiste em comportamentos que ocorrem apenas quando a densidade da população bacteriana é alta. Ele Detecção de quorum Isso implica a produção, liberação e detecção subsequente de altas concentrações de moléculas de sinal, chamadas auto -indutores.

Em eucariotos unicelulares, como T. Brucei, também há Detecção de quorum. Em leveduras, o comportamento sexual e a diferenciação celular acontecem em resposta à comunicação por feromônios e mudanças ambientais.

Em plantas e animais, o uso de moléculas de sinal extracelular, como hormônios, neurotransmissores, fatores de crescimento ou gases, é um tipo importante de comunicação que implica a síntese da molécula de sinal, sua liberação, seu transporte para a célula branca, detecção de o sinal e resposta específicos.

Em relação ao transporte do sinal da molécula em animais, a distância de ação da molécula determina dois tipos de sinais: 1) autócrino e paracrinas, que atuam, respectivamente, na mesma célula e nas células próximas; e 2) endócrino, que age em uma célula branca distante, sendo transportada pela corrente sanguínea.

A comunicação celular através de vesículas extracelulares é um tipo importante de comunicação celular em organismos eucarióticos e archaea.

Sensor de quorum (QS)

À medida que a população eucariótica bacteriana ou unicelular cresce, atinge o número de células suficientes, ou células quorum, que produz a concentração do indutor capaz de produzir um efeito nas células. Isso constitui um mecanismo para transportar censo.

Três tipos de sistemas são conhecidos Detecção de quorum Nas bactérias: uma em Gram-negativo; outro em gram-positivo; e outro no grama negativo Vibrio Harveyi.

Em bactérias gram-negativas, o auto-indutor é a homoserina de lactona acidada. Esta substância é sintetizada pela enzima do tipo Luxxi e se espalha passivamente pela membrana, acumulando -se em espaço extracelular e intracelular. Quando a concentração estimulante é atingida, a transcrição de genes regulados por QS é ativada.

Nas bactérias gram-negativas, os auto-indutores são peptídeos modificados, que são exportados para o espaço extracelular, onde interagem junto com as proteínas da membrana. Existe uma cachoeira de fosforilação que ativa proteínas, que se ligam ao DNA e controlam a transcrição de genes brancos.

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Vibrio Harveyi Produz dois automóveis, chamados hai-1 e A1-2. Hai-1 é a homoserina de lactona acidada, mas sua síntese não depende de luxi. A1-2 é furanosil Boraato Dieter. Ambas as substâncias agem através de uma cachoeira de fosforilação semelhante à de outras bactérias gram-negativas. Este tipo de QS controla a bioluminescência.

Comunicação química

A união específica da molécula de sinal, ou ligando, para a proteína receptora produz uma resposta celular específica. Cada tipo de célula tem certos tipos de receptores. Embora um certo tipo de receptor também possa ser encontrado em diferentes tipos de células e produzir respostas diferentes para a mesma ligação.

A natureza da molécula de sinal determina o caminho que será usado para entrar na célula. Por exemplo, hormônios hidrofóbicos, como esteróides, espalhados pela bicamada lipídica e se ligam aos receptores para formar complexos que regulam a expressão de genes específicos.

Gases, como óxido nítrico e monóxido de carbono, se espalham pela membrana e, geralmente ativam o guanilil da cicló, o produtor cíclico de GMP. A maioria das moléculas de sinal é hidrofílica.

Seus receptores estão na superfície celular. Os receptores atuam como tradutores de sinal que alteram o comportamento da célula branca.

Os receptores da superfície celular são divididos em: a) receptores acoplados à proteína GF; b) receptores com atividade enzimática, como o torque da quinase; e c) receptores de canal de íons.

Características dos receptores da proteína Concluída G

Receptores acoplados à proteína são encontrados em todos os eucariotos. Em geral, eles são destinatários com sete domínios que atravessam a membrana, com a região do terminal N para a célula externa. Esses receptores estão associados a uma proteína G que traduz os sinais.

Quando o ligante se liga ao receptor, a proteína G é ativada. Por sua vez, é ativa uma enzima efetora que produz um segundo mensageiro intracelular, que pode ser monofosfato cíclico adenosina (AMPC), ácido araquidônico, diacilglicerol ou inositol-3-fosfato, que atua como um amplificador do sinal inicial.

A proteína G possui três subunidades: alfa, beta e gama. A ativação da proteína G implica a dissociação do PIB da proteína G e a união do GTP para a subunidade alfa. No g_alfa-GTP se dissocia das subunidades beta e gama, interagindo especificamente com proteínas efetoras, ativando -as.

A rota AMPC pode ser ativada por receptores beta-adrenérgicos. AMPC é produzido pela adenililclase. A rota de fosfoositol é ativada por receptores muscarínicos de acetilcolina. Ative a fosfolipase c. A via do ácido araquidônico é ativado pelo receptor de histamina. Ative a fosfolipase A2.

Rota AMPC

A ligação do ligante ao receptor a proteína estimulante G (g_s), juntamente com o PIB, causa a troca de PIB por GTP e a dissociação da subunidade alfa de G_s das subunidades beta e gama. O complexo g_alfa-O GTP está associado a um domínio do adenil ciclasa, ativando a enzima e produzindo AMPC a partir de ATP.

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O AMPC se junta às subunidades regulatórias da proteína quinase dependente de AMPC. Libera subunidades catalíticas, que fosforilam as proteínas que regulam as respostas celulares. Esta rota é regulada por dois tipos de enzimas, a saber, fosfodos e proteínas de fosfatase.

Rota Fosfoinitol

A ligação do ligante ao receptor ativa a proteína G (g_q), que ativa a fosfolipase C (PLC). Esta enzima quebra o fosfatidil inositol 1,4,5-bifosfato (PIP₂) Em dois segundos mensageiros, o inositol 1,4,5-trifersão (IP₃) e diabilglycerol (DAG).

O IP₃ dissemina no citoplasma e une os receptores do retículo endoplasmático, causando a liberação de CA⁺² de dentro. O DAG permanece na membrana e ativa a proteína Cinase C (PKC). Algumas isoformas PKC precisam de CA⁺².

Rota do ácido araquidônico

A ligação do ligante ao receptor causa as subunidades beta e gama da proteína G para ativar a fosfolipase para₂ (PLA₂). Essa enzima hidrolisa o fosfatidilinositol (PI) na membrana plasmática, liberando ácido araquidônico, que é metabolizado por diferentes vias, como 5 e 12-lipxigenase e cicloxigenase.

Características do receptor da tirosina quinase

Os receptores da tirosina quinase (RTK) têm domínios regulatórios extracelulares e domínios catalíticos intracelulares. Ao contrário do receptor acoplado à proteína GF, a cadeia polipeptídica dos receptores da tirosina quinase cruza a membrana plasmática apenas uma vez uma vez.

A união do ligante, que é um hormônio ou fator de crescimento, para o domínio regulatório faz com que as duas subunidades do receptor sejam associadas. Isso permite o receptor autofosfato em um resíduo de tirosina e a ativação de cachoeiras de fosforilação de proteínas.

Os resíduos de tirosina fosforilados do receptor de torqueinase (RTK) interagem com as proteínas adaptadoras, que conectam o receptor ativado com componentes da via de transdução de sinal. As proteínas de adaptação servem para formar complexos de sinal multiproíticos.

O RTK se junta a diferentes peptídeos, como: fator de crescimento epidérmico; Fatores de crescimento de fibroblastos; fatores de crescimento cerebral; fator de crescimento nervoso; e insulina.

Características gerais dos receptores

A ativação dos receptores de superfície produz alterações na fosforilação de proteínas ativando dois tipos de proteínas quinase: agitação e soro e treonina quinases .

A serina e a treonina quinases são: proteína quinase dependente de AMPC; Proteína quinase dependente de GMPC; A proteína quinase C; e proteína dependente de CA⁺²/Calmodulin. Nessas proteínas quinase, com exceção da quinase dependente de AMPC, o domínio catalítico e regulador está na mesma cadeia polipeptídica.

O segundo mensageiro se junta a essas serinas e Treonine cinases, ativando -as.

Características dos receptores que são canais iônicos

Os receptores do canal de íons têm as seguintes características: a) conduzem íons; b) reconhecer e selecionar íons específicos; c) Eles abrem e fecham em resposta a sinais químicos, elétricos ou mecânicos.

Os receptores do canal iônico podem ser um monômero ou ser heteroligômeros ou homoligômeros, cujas regiões de cadeia polipeptídica cruzam a membrana plasmática. Existem três famílias de canais de íons: a) canais Puerta del Ligando; b) canais de sindicatos de gap; e c) canais de tensão dependentes de Na⁺.

Alguns exemplos de receptores de canal iônico são os receptores de acetilcolina da junção neuromuscular e os receptores ionotrópicos do glutamato, NMDA e sem NMDA, no sistema nervoso central.

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Comunicação através de vesículas extracelulares

As vesículas extracelulares (VE) são uma mistura de ecossomos e exossomos, responsáveis ​​pela transmissão de informações biológicas (RNA, enzimas, espécies reativas de oxigênio, etc.) Entre célula e célula. A origem de ambas as vesículas é diferente.

Os ecossomas são vesículas produzidas por brotos de membrana plasmática, seguidos por sua separação e liberação em direção ao espaço extracelular.

Primeiro, ocorre o agrupamento de proteínas de membrana em domínios discretos. Em seguida, as âncoras lipídicas de proteínas acumulam proteínas citosólicas e RNA no lúmen, para que o surto cresça.

Os exossomos são vesículas formadas a partir de corpos multivestais (MVB) e são liberados por exocitose no espaço extracelular. MVB são endossomos tardios, dentro dos quais existem vesículas intraluminais (ILVs). A MVB pode fundir lisossomos e continuar o caminho degradativo, ou liberar ISS como exossomos por exocitose.

Eles os interagem com a célula branca de maneiras diferentes: 1) a desensão da membrana ve e a liberação dos fatores ativos de seu interior; 2) Eles estabelecem contato com a superfície da célula branca, que se fundem, liberando seu conteúdo no citosol; e 3) VE são capturados inteiramente por macropinocitose e fagocitose.

Importância

A grande variedade de funções de comunicação intercelular indica sua importância por si só. Através de alguns exemplos, a importância de diferentes tipos de comunicação celular é ilustrada.

- Importância de Detecção de quorum. QS regula vários processos, como virulência dentro de uma espécie, ou microorganismos de diferentes espécies ou gêneros. Por exemplo, uma tensão de Staphylococcus aureus Use uma molécula de sinal no Detecção de quorum Infectar o host e inibir outras cepas de S. aureus Para fazer isso.

- Importância da comunicação química. A indicação química é necessária para a sobrevivência e o sucesso reprodutivo de organismos multicelulares.

Por exemplo, a morte celular programada, que regula o desenvolvimento multicelular, elimina estruturas completas e permite o desenvolvimento de tecidos específicos. Tudo isso é mediado por fatores tróficos.

- Importância do. Eles têm um papel importante no diabetes, inflamação e doenças neurodegenerativas e cardiovasculares. Eles vêem células normais e células cancerígenas diferem bastante. Pode transportar fatores que promovem ou suprimem o fenótipo de câncer em células brancas.

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