E aí pessoal, tudo bem com vocês?

No vídeo anterior, a gente falou sobre os tipos de moléculas sinais e os tipos de receptores: receptores intracelulares e receptores de membrana. Nesse vídeo, a gente vai começar a dar mais detalhes sobre esses tipos de receptores e explicar os seus mecanismos de transdução de sinal.

-Beleza, professora, mas o que que era mesmo transdução de sinal?

Eu sei que eu já expliquei esse conceito no vídeo anterior, mas como ele é muito importante na sinalização celular, eu vou explicar de novo. Então, presta atenção.

Pra entender o que é transdução de sinal, eu vou usar uma analogia aqui.

Imagine que você trabalha em uma empresa que exporta paçoca e, de repente, chega alguém falando em japonês. Por sorte, nessa empresa tem um tradutor que traduz a mensagem em japonês pro português. E a mensagem diz o seguinte: “preciso que envie mais paçoca para o Japão, nossos estoques estão acabando”. Uma vez que você entende a mensagem, você passa a mensagem pro setor responsável que então eles façam alguma coisa, respondam à mensagem enviando mais paçoca pro Japão.

Nessa história toda, o japonês é como se fosse a molécula sinal extracelular, o tradutor é como se fosse o receptor da molécula, que traduz a mensagem gerando moléculas sinais intracelulares, no caso você, que vão transmitir a mensagem pra outras moléculas até ela chegar nas proteínas efetoras, isto é, proteínas que fazem alguma coisa e geram respostas específicas, ou seja, o setor responsável pela exportação de paçoca.

Todo esse processo que acontece desde que a molécula interage com seu receptor até a geração das respostas celulares é o que a gente chama de transdução de sinal. Ou seja, transdução de sinal seria tipo a tradução e a transmissão da mensagem, trazida pela molécula sinal, até chegar nas proteínas efetoras responsáveis pela geração de uma resposta específica na célula-alvo.

É sobre esse processo que a gente vai começar a falar aqui nesse vídeo, é sobre os mecanismos de transdução de sinal que acontecem quando as moléculas sinais interagem com receptores intracelulares e com receptores de membrana. Então, bora lá?

Quando uma molécula é hidrofóbica e/ou muito pequena, como é o caso dos esteroides e dos hormônios da tireoide, ela consegue atravessar a membrana plasmática e então interagir com um receptor intracelular mais conhecido como receptor nuclear, pois é uma proteína receptora que se encontra no núcleo da célula-alvo.

Porém, alguns desses receptores intracelulares podem ser encontrados no citoplasma, ou melhor, no citosol e, por isso, esses receptores podem ser chamados de receptores citoplasmáticos ou citosólicos.

Mas, independente se o receptor intracelular se encontra no núcleo ou no citosol, o mecanismo de transdução do sinal desses receptores é praticamente o mesmo.

Pegamos como exemplo o receptor de glicocorticoide no qual o esteroide cortisol pode interagir. Esse receptor intracelular se encontra no citosol ligado a outras proteínas que meio que prendem esse receptor no citosol e impedem que esse receptor seja transportado pro núcleo da célula.

Quando o cortisol interage, ou seja, se liga no seu sítio de ligação, o receptor muda de conformação, se desliga das proteínas que tavam segurando ele no citosol, se junta com outro receptor ativado pelo cortisol, ou seja, se dimeriza, forma um dímero, e aí sim, consegue ser transportado pro núcleo da célula-alvo, onde pode atuar como um fator de transcrição.

-Pera aí, professora, o que que é mesmo um fator de transcrição?

Fator de transcrição é uma proteína que pode tanto ativar a transcrição de determinados genes, como também reprimir ou inibir a transcrição de outros determinados genes ao se ligar em regiões específicas dos genes alvos que a gente chama de elementos responsivos.

Quando um fator de transcrição se liga nessas regiões específicas dos genes alvo, ele pode ativar a transcrição de alguns genes e inibir a transcrição de outros. E aí, lembra que se eu ativo ou inibo a transcrição de um determinado gene, eu posso aumentar ou diminuir a produção de um determinado RNA mensageiro, que pode finalmente aumentar ou diminuir a tradução desse RNA mensageiro, ou seja, pode aumentar ou diminuir a síntese de uma determinada proteína. E é exatamente esse aumento ou diminuição de determinadas proteínas que vai gerar respostas específicas nas células-alvo.

Por exemplo, nas células do fígado ou células hepáticas, o receptor de glicocorticoide ativa a transcrição de genes que codificam enzimas que participam da produção de glicose e, por isso, uma das respostas geradas pela transdução de sinal desse receptor vai ser o aumento da produção de glicose nas células hepáticas.

Outro exemplo que podemos citar além do receptor de glicocorticoide é o receptor dos hormônios da tireoide que, diferente do receptor de glicocorticoide, esse receptor já se encontra no núcleo, inclusive já ligado nos elementos responsivos dos seus genes alvo, só que sem fazer nada, né, sem ativar ou inibir a transcrição desses genes.

Mas quando a forma ativa dos hormônios da tireoide, a triiodotironina ou T3, se liga no seu sítio de ligação, o receptor muda de conformação, se dimeriza, forma um dímero com um outro tipo de receptor nuclear, e aí sim ele pode ativar a transcrição de alguns genes e inibir a transcrição de outros, o que vai resultar em aumento ou diminuição da síntese de determinadas proteínas, o que vai resultar em respostas específicas.

Por exemplo, nas células dos músculos esqueléticos, o receptor de hormônios da tireoide ativa a transcrição de um gene que codifica um tipo de proteína contrátil que produz uma contração muscular mais rápida e, por isso, uma das respostas geradas pela transdução de sinal desse receptor é o aumento da velocidade da contração dessas células, aumentando a velocidade da contração dos músculos esqueléticos.

Então, percebam que o mecanismo de transdução de sinal dos receptores nucleares e dos receptores citosólicos é praticamente o mesmo, os dois atuam como fatores de transcrição que podem ativar ou inibir a transcrição de alguns genes, aumentando ou diminuindo a síntese de algumas proteínas, que finalmente pode alterar o funcionamento da célula-alvo gerando respostas específicas.

E aí, diante desse mecanismo de transdução de sinal que envolve a modulação da transcrição e da tradução, você acha que esse mecanismo é rápido? Você acha que assim que a molécula sinal se liga no receptor a célula já vai alterar o seu funcionamento e gerar uma resposta específica?

Claro que não, né. Por isso dizemos que esses tipos de receptores intracelulares que atuam como fatores de transcrição apresentam mecanismos de transdução de sinal mais lentos, gerando respostas lentas nas células-alvo.

A maioria dos livros de biologia celular e de fisiologia só consideram esses tipos de receptores que atuam como fatores de transcrição como receptores intracelulares. Porém, existem algumas moléculas sinais, como o óxido nítrico que interagem com um tipo de proteína intracelular, que também poderia ser considerada um tipo de receptor intracelular porque recebe o sinal do óxido nítrico.

Mas, presta atenção. Essa proteína não atua como um fator de transcrição, na verdade atua como uma enzima.

Então, quando o óxido nítrico se liga no seu sítio de ligação, a enzima guanilil ciclase localizada no citosol muda a sua conformação e passa de um estado inativo pra um estado ativo. E aí quando essa enzima tá ativada, ela começa a metabolizar uma molécula parecida com o ATP, mas ao invés de ser uma adenosina com três fosfatos é uma guanina com três fosfatos, por isso, GTP.

E aí, a partir do metabolismo dessa molécula é gerada uma molécula conhecida como GMP cíclico (GMPc), uma molécula que funciona como um sinal intracelular chamado de segundo mensageiro, porque o primeiro mensageiro é o sinal extracelular, no caso o óxido nítrico.

Esse segundo mensageiro seria você na nossa analogia da transdução de sinal, pois é responsável por transmitir a mensagem pra outras proteínas intracelulares, até que a mensagem chegue nas proteínas efetoras que podem finalmente gerar respostas específicas na célula-alvo.

Por exemplo, nas células musculares dos vasos sanguíneos, o GMP cíclico (GMPc) ativa uma proteína que inibe a contração dessas células musculares, que ficam então mais relaxadas, relaxando assim os vasos sanguíneos, o que acaba provocando uma dilatação desses vasos, e essa é uma das respostas geradas pela transdução de sinal da enzima guanilil ciclase, uma enzima que atua como o receptor intracelular do óxido nítrico.

Portanto, percebam que aqui a transdução de sinal não depende da modulação da transcrição e tradução, depende da modulação da atividade das proteínas que já tão sintetizadas. Então, é claro que, nesse caso, o mecanismo de transdução de sinal é mais rápido, gerando respostas rápidas nas células-alvo.

Agora, quando uma molécula sinal é hidrofílica e/ou muito grande, ela dificilmente consegue atravessar a membrana plasmática e, por isso, interagem com receptores de membrana nas suas células-alvo. E sobre esses receptores a gente continua falando no próximo vídeo. Não perca!

Bom, então resumindo tudo o que a gente viu nesse vídeo, lembre-se que:

1. Os receptores intracelulares conhecidos como receptores nucleares e receptores citoplasmáticos ou citosólicos são proteínas intracelulares que atuam como fatores de transcrição. Por isso, seu mecanismo de transdução de sinal é mais lento, gerando respostas lentas nas suas células-alvo.

2. Já os receptores intracelulares que atuam como enzimas, como é o caso da enzima guanilil ciclase que atua como receptor do óxido nítrico, podem apresentar mecanismos de transdução de sinal mais rápidos, gerando respostas rápidas nas suas células-alvo.

Bom, espero que esse vídeo tenha te ajudado de alguma forma. E se ele realmente te ajudou não esquece de curtir e compartilhar esse vídeo com aquele seu amigo que também tá precisando estudar esse conteúdo.

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A gente se vê no próximo vídeo, abraço!

Sobre a autora

Mirian Ayumi Kurauti é apaixonada pela fisiologia humana, com uma trajetória acadêmica admirável. Ela se formou em Biomedicina pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), fez mestrado e doutorado em Biologia Funcional e Molecular com ênfase em Fisiologia na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e ainda atuou como pesquisadora de pós-doutorado na mesma instituição. Além disso, já lecionou fisiologia humana na Universidade Estadual de Maringá (UEM) e biologia celular na UEL. A sua última experiência como professora de fisiologia humana foi na Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). Fundadora da MK Educação Digital Ltda (MK Fisiologia), atualmente, Mirian é a mente criativa por trás de todos os conteúdos publicados nas redes sociais da empresa.

Apaixonada pela docência, Mirian adora dar aulas de fisiologia humana, mas de um jeito mais descontraído e se diverte muito ensinando. Ela está sempre buscando aprender algo novo não só sobre fisiologia, mas sobre qualquer coisa sobre a vida, o universo e tudo mais. Por isso, é uma consumidora compulsiva de conteúdos de divulgadores científicos. Nas horas vagas, você pode encontrá-la na piscina, treinando e participando de competições de natação. Para Mirian, a vida só tem graça, se ela tiver desafios a serem superados. Hoje, o seu maior desafio é ajudar o maior número de estudantes a entender de verdade a fisiologia humana, principalmente através de suas videoaulas publicadas no canal do YouTube MK Fisiologia.