6.9: Receptores Internos

Muitos sinais celulares são hidrofílicos e, portanto, não podem passar pela membrana plasmática. No entanto, moléculas de sinalização pequenas ou hidrofóbicas podem atravessar o núcleo hidrofóbico da membrana plasmática e ligar-se a receptores internos, ou intracelulares, que residem dentro da célula. Muitas hormonas esteróides de mamíferos usam esse mecanismo de sinalização celular, assim como o gás óxido nítrico (NO).

De forma semelhante aos receptores ligados à membrana, a ligação de um ligando a um receptor localizado no citoplasma ou núcleo de uma célula causa uma mudança conformacional no receptor. Como fatores de transcrição, o receptor ativo pode ligar-se a locais de ligação de DNA específicos para o receptor para aumentar ou diminuir a transcrição de genes-alvo. No caso de um receptor intracelular localizado no citoplasma, o complexo receptor-ligando deve primeiro atravessar a membrana nuclear.

Muitas hormonas esteróides, incluindo estrogénio e testosterona, usam receptores intracelulares para induzir efeitos específicos. Como exemplo, o estrogénio pode difundir através da membrana; a ligação do estrogénio ao seu receptor resulta na dimerização dos receptores e transporte do complexo ligando-receptor para o núcleo. Uma vez no núcleo, o complexo pode ligar-se a sequências de DNA chamadas Elementos de Resposta a Estrogénio (EREs). Dependendo dos outros fatores de transcrição e coativadores, a ligação de receptores de estrogénio (ERs) ativados aos EREs pode causar um aumento ou diminuição na transcrição dos genes-alvo.

A ativação de outros receptores intracelulares, incluindo alguns receptores hormonais da tiróide, requer que os ligandos atravessem tanto a membrana plasmática como a membrana nuclear, uma vez que os receptores correspondentes residem no núcleo. Esses complexos receptor-ligando podem então ligar-se ao DNA, semelhante ao mecanismo descrito acima.

Os recetores internos são proteínas solúveis que se ligam a moléculas de sinalização no interior das células, tanto no citoplasma quanto no núcleo, para acionar uma resposta, como uma mudança na expressão do gene. Normalmente, os ligantes que ligam-se a recetores internos são hidrofóbicos, moléculas não polares que se difundem através da membrana plasmática das células-alvo, ou são compostos que podem ser sintetizados intracelularmente. Uma vez que um ligante se liga, uma mudança na conformação é induzida no recetor, o que permite que ele se ligue com outras moléculas na célula.

Por exemplo, quando o hormônio testosterona, ou sua forma convertida enzimaticamente dihidrotestosterona, DHT, liga-se a um recetor andrógeno no citoplasma, o complexo ligado passa então por mudanças estruturais, permitindo que ele se mova para o núcleo, dimerizam, e exponha um sítio de ligação de DNA, uma região no recetor que reconhece sequências de nucleotídeos específicas de DNA. Neste caso, as áreas de ligações são chamadas de hormônios, ou elementos de resposta a andrógenos, que modulam a atividade de certos genes, promovendo ou bloqueando a síntese de mRNAs para mediar efeitos androgénicos específicos em células.