A sinalização celular refere-se aos mecanismos usados pelas células para comunicarem entre si.
Tipicamente, a comunicação celular ocorre através da segregação, por parte de uma célula, de uma molécula sinalizadora que é enviada e interage com o receptor celular de outra célula, a célula alvo.
A sinalização celular envolve uma série de processos encadeados
A comunicação entre as células através de sinais inclui os seguintes passos:
- Uma célula produz e liberta um sinal – a molécula sinalizadora;
- A molécula sinalizadora é transportada até à célula alvo;
- O sinal é detetado na célula alvo através da ligação da molécula sinalizadora ao seu respectivo recetor – processo designado por receção;
- Num processo chamado de transdução de sinal, o sinal extracelular é convertido num sinal intracelular – o segundo mensageiro;
- A propagação do sinal no interior da célula vai culminar numa reposta por parte da célula.
Assim, na célula alvo ocorrem três etapas consecutivas da sinalização celular: a receção, a transdução de sinal e a resposta.
A sinalização celular inclui sinais extra- e intracelulares
Os sinais que as células enviam são chamados moléculas sinalizadoras e funcionam como primeiro mensageiros. Estas moléculas sinalizadoras são geralmente hormonas, neurotransmissores, fatores de crescimento, citocinas, etc.
As moléculas sinalizadoras vão interagir com os seus respectivos recetores localizados na superfície da célula alvo.
A maioria das moléculas sinalizadoras não entra no interior da célula. Em vez disso, elas se ligam ao recetor na membrana plasmática que sofre uma mudança conformacional que leva à ativação de enzimas específicas (geralmente também situadas na membrana plasmática) que produzem uma molécula sinalizadora intracelular – o segundo mensageiro – que transmite o sinal para o interior da célula.
O segundo mensageiro ativa vias de sinalização internas que vao conduzir a uma resposta por parte da célula. A resposta celular pode ser, por exemplo, alteração da permeabilidade da membrana, alteração no metabolismo ou alteração na expressão génica (isto é, genes podem ser expressos ou inibidos).
Existem algumas moléculas sinalizadoras, pequenas e hidrofóbicas, que atravessam a membrana e ligam-se a recetores intracelulares. Estes recetores são amiúde fatores de transcrição que são ativados pela ligação à molecula sinalizadora e deslocam-se para o núcleo onde alteram a expressão génica.
O envio de sinais é influenciado pela distância
Algumas células comunicam entre si através do estabelicimento de um contato direto entre as células. É um caso frequente com algumas células do sistema imunitário.
Quando a célula alvo se encontra na vizinhança da célula sinalizante, esta liberta uma molécula sinalizadora, chamada frequentemente de regulador local, que se difunde pelo flúido intersticial até alcançar os recetores da célula alvo. Este fenómeno é designado por sinalização parácrina. Os fatores de crescimento, a histamina e as prostaglandinas seguem este esquema.
Em contraste, na sinalização endócrina, as células produzem e secretam moleculas sinalizadoras, chamadas hormonas, que são transportadas através da corrente sanguínea até alcançarem as células alvo.
Já os neurónios comunicam entre um com o outro através da libertação de neurotransmissores que se difundem pelas sinapses, pequenas fendas entre os neurónios. É um tipo especializado de sinalização parácrina.
Existe ainda a sinalização autócrina em que as células respondem às proprias moléculas sinalizadoras que produzem e libertam.
Sinalização celular em bactérias
Sabe-se que as bactérias desenvolveram um mecanismo de comunicação entre as células bacterianas presentes no mesmo meio. Este fenómeno é chamado quorum sensing (deteção do quorum).
Neste mecanismo, as bactérias detetam a sua densidade populacional (quorum). As bactérias produzem e lançam no meio uma moléculas autoindutora. Quanto mais celulas bacterianas existem no meio, maior a concentração desta molécula.
Desenrola-se em fenómenos de bioluminescência e de formação de biofilme.
References:
- Madigan, M. T., & Brock, T. D. (2012). Brock Biology of Microorganisms. San Francisco, CA: Pearson.
- Purves, W.K., Orians, G.H., Heller, H.C., Sadava, D. (1998). Life, the science of Biology. Massachusetts: Sinauer Associates, Inc.
- Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2008). Biology(8th ed.). Belmont: Thomson Brooks/Cole.
