Transmissão de sinalEditar
A presença de hormônio ou múltiplos hormônios permite uma resposta no receptor, que inicia uma cascata de sinalização. O receptor hormonal interage com diferentes moléculas para induzir uma variedade de mudanças, tais como um aumento ou diminuição das fontes de nutrientes, crescimento, e outras funções metabólicas. Estas vias de sinalização são mecanismos complexos mediados por loops de feedback onde diferentes sinais são ativados e inibidos por outros sinais. Se uma via de sinalização termina com o aumento da produção de um nutriente, esse nutriente é então um sinal de volta ao receptor que actua como um inibidor competitivo para impedir a continuação da produção. As vias de sinalização regulam as células através da ativação ou inativação da expressão gênica, transporte de metabólitos e controle da atividade enzimática para gerenciar o crescimento e as funções do metabolismo.
Intracelular (receptores nucleares)Editar
Receptores intracelulares e nucleares são uma forma direta para a célula responder às mudanças e sinais internos. Os receptores intracelulares são ativados por ligantes hidrofóbicos que passam através da membrana celular. Todos os receptores nucleares são muito semelhantes em estrutura, e são descritos com atividade transcripcional intrínseca. A transcrição intrínseca envolve os três domínios seguintes: transcrição-activadora, ligação de ADN e ligação de ligantes. Estes domínios e ligandos são hidrofóbicos e são capazes de viajar através da membrana. O movimento de macromoléculas e moléculas ligantes para dentro da célula permite um complexo sistema de transporte de transferências de sinal intracelular através de diferentes ambientes celulares até que a resposta seja ativada. Os receptores nucleares são uma classe especial de receptores intracelulares que ajudam especificamente as necessidades da célula para expressar certos genes. Os receptores nucleares muitas vezes se ligam diretamente ao DNA, visando sequências específicas de DNA a fim de expressar ou reprimir a transcrição de genes próximos.
Receptores trans-membranaEditar
O ambiente extracelular é capaz de induzir mudanças dentro da célula. Os hormônios, ou outros sinais extracelulares, são capazes de induzir mudanças dentro da célula através da ligação a receptores ligados à membrana. Esta interação permite que o receptor hormonal produza segundos mensageiros dentro da célula para ajudar na resposta. Os segundos mensageiros também podem ser enviados para interagir com receptores intracelulares a fim de entrar no complexo sistema de transporte de sinal que eventualmente muda a função celular.
Receptores de membrana acoplados à proteína G (GPCR) são uma classe importante de receptores transmembrana. As características das proteínas G incluem ligação PIB/GTP, hidrólise de GTP e troca de nucleotídeos de guanosina. Quando um ligante se liga a um GPCR o receptor muda de conformação, o que faz com que os loops intracelulares entre os diferentes domínios da membrana do receptor interajam com as proteínas G. Esta interação provoca a troca do PIB por GTP, o que desencadeia mudanças estruturais dentro da subunidade alfa da proteína G. As mudanças interrompem a interação da subunidade alfa com o complexo beta-gama e que resulta em uma única subunidade alfa com GTP bound e um dimer beta-gama. O monômero GTP-alfa interage com uma variedade de alvos celulares. O dímero beta-gama também pode estimular enzimas dentro das células, por exemplo, adenilato ciclase, mas não tem tantos alvos quanto o complexo GTP-alfa.
Ajudando a expressão gênicaEditar
Receptores hormonais podem se comportar como fatores de transcrição interagindo diretamente com o DNA ou por meio de conversas cruzadas com vias de sinalização. Este processo é mediado através de co-reguladores. Na ausência de ligand, as moléculas receptoras ligam os corepressores para reprimir a expressão gênica, compactando a cromatina através da deacetylatase histônica. Quando um ligante está presente, os receptores nucleares sofrem uma mudança conformacional para recrutar vários coactivadores. Estas moléculas funcionam para remodelar a cromatina. Os receptores hormonais têm motivos altamente específicos que podem interagir com os complexos coreguladores. Este é o mecanismo pelo qual os receptores podem induzir a regulação da expressão gênica, dependendo tanto do ambiente extracelular quanto da composição celular imediata. Os hormônios esteróides e sua regulação pelos receptores são as mais potentes interações moleculares na ajuda à expressão gênica.
Problemas com ligação de receptores nucleares como resultado da escassez de ligantes ou receptores podem ter efeitos drásticos sobre a célula. A dependência do ligando é a parte mais importante para se conseguir regular a expressão gênica, portanto a ausência do ligando é drástica para este processo. Por exemplo, a deficiência de estrogênio é uma causa de osteoporose e a incapacidade de se submeter a uma cascata de sinalização adequada impede o crescimento e fortalecimento ósseo. Deficiências nas vias mediadas por receptores nucleares desempenham um papel fundamental no desenvolvimento de doenças, como a osteoporose.