Via de sinalização Notch

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A via de sinalização Notch é uma via de sinalização celular que atua principalmente no desenvolvimento de células embrionárias, coordenando a diversificação celular. É provavelmente a via mais utilizada no desenvolvimento animal. Está envolvida no desenvolvimento da maioria dos tecidos, apesar de ser mais conhecida pela atuação no desenvolvimento de células nervosas da Drosophila.

Notch é um receptor localizado na membrana celular que, quando ativado, faz a célula produzir proteínas que inibem a própria diferenciação ou a fazem seguir um caminho de desenvolvimento diferente da célula que a inibiu.[1]

Inibição lateral[editar | editar código-fonte]

Esquema demonstrando ligação entre o ligante Delta e o receptor Notch.

A sinalização pelo receptor Notch ocorre na dependência de contato célula-célula num processo chamado inibição lateral. A célula que expressa o receptor é desencorajada a se diferenciar pelo contato entre a célula vizinha que está em desenvolvimento. O receptor Notch é ativado por um ligante chamado Delta. Esse ligante é produzido em maior quantidade por células que estão em processo de diferenciação e "avisam" as que estão ao redor para que não tomem o mesmo caminho de desenvolvimento. Quanto maior é a expressão do ligante Delta por uma célula, maior é sua capacidade de impedir que células adjacentes se desenvolvam da mesma forma e ao mesmo tempo.[1]

A inibição lateral ocorre de maneira competitiva. Delta se liga aos receptores Notch da célula vizinha e, além de inibir o seu desenvolvimento, inibe a expressão do ligante Delta nessa célula. Esse processo é recíproco. A célula que inibe o desenvolvimento e expressão de Delta também é inibida pela célula vizinha através do mesmo mecanismo.[1]

Nesse processo de inibição competitiva, quando uma célula adquire alguma vantagem sobre as outras, ela se torna cada vez mais capaz de expressar o ligante Delta, o que aumenta ainda mais sua capacidade de inibição. Como consequência, as células vizinhas, que são cada vez mais inibidas por essa célula, diminuem sua capacidade de inibição, pois expressam o ligante Delta em menor quantidade até parar por completo. A célula "vencedora", então emerge como a célula-mãe única que dará origem a um determinado tipo celular diferenciado das outras ao seu redor e passa a emitir um forte sinal inbitório para suas vizinhas, mas sem receber esse sinal dessas outras células.[1]

Um exemplo de inibição lateral é a formação de cerdas sensoriais em moscas. No início, as células vizinhas à célula que formará a cerda são inibidas e se diferenciam em células epidérmicas. Posteriormente, o mecanismo inibitório atua na formação dos componentes da cerda. Uma mutação no gene que expressa Notch não permite a definição de qual célula irá se diferenciar em determinado tipo e quais se diferenciarão em outro. Como todas células de uma mesma região possuem o potencial de se diferenciar igualmente, essa falha faz com que quase todas células tomem o mesmo caminho na diferenciação, produzindo, por exemplo, um excesso de cerdas sensoriais na região da epiderme da mosca que sofreu a mutação. Defeitos nesse processo podem ocorrer também em células neurais, quando células vizinhas a neurônios não sofrem inibição e se desenvolvem também em neurônios, produzidos, assim, em excesso, o que pode levar à morte.[1]

O mecanismo de competição frequentemente é desigual desde o início. No processo de divisão celular, uma proteína chamada Numb é fornecida a uma das células-filhas. Aquela que detém essa proteína possui uma ligeira vantagem em relação às outras, pois Numb interage com Notch bloqueando sua atividade. Se Notch é bloqueado, os sinais inibitórios não são captados e a célula se diferencia e inibe as outras com mais facilidade.[1]

Nem sempre a sinalização por Notch atua por inibição. Em alguns casos, ocorre o oposto, quando a sinalização induz um comportamento similar em células vizinhas.[1]

Função[editar | editar código-fonte]

A via de sinalização faz parte de diferentes processos.

  • Na mosca, controla a produção de neurônios, além de atuar na formação de músculos, revestimento do intestino, sistema excretor, traqueia, olho e outros órgãos sensoriais.
  • Em vertebrados, atua no equilíbrio de neurônios e de células não-neuronais no sistema nervoso central, no revestimento do intestino, das células endócrinas e exócrinas do pâncreas e células sensoriais e auxiliares em diversos órgãos sensoriais.[1]

Em geral, pode-se dizer que a sinalização por Notch atua no balanceamento entre diferentes tipos celulares, possibilitando a diferenciação de determinadas células e garantindo que suas vizinhas não sigam pelo mesmo caminho.[1]

O receptor[editar | editar código-fonte]

O receptor Notch é uma proteína transmembrânica (que atravessa a membrana). Quando esse receptor é ativado por Delta, que também é uma proteína transmembrânica, a sua cauda que está direcionada para o citoplasma sofre uma clivagem por hidrólise. Essa cauda, então, se desloca para o núcleo, onde ativará a transcrição de genes, cujos produtos serão proteínas reguladoras gênicas com atividade inibitória, que bloquearão a atividade de genes relacionados a processos de diferenciação.[1]

Referências

  1. a b c d e f g h i j ALBERTS, Bruce; JOHNSON, Alexander; LEWIS, Julian; RAFF, Martin; ROBERTS, Keith; WALTER, Peter. Biologia Molecular da Célula. Editora Artmed. 4ª ed. 2004. Pgs. 893, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209. ISBN 85-363-0272-0