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Inibição de feedback

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de inibição de feedback

A inibição de feedback é um mecanismo de controle celular no qual a atividade de uma enzima é inibida pelo produto final da enzima. Esse mecanismo permite que as células regularem quanto do produto final de uma enzima é produzido.

A maioria dos processos bioquímicos é complexa e várias etapas, exigindo que várias enzimas obtenham do substrato inicial até o produto final desejado.

Normalmente, a inibição de feedback atua na primeira enzima exclusiva de um determinado caminho. Por exemplo, no caso da produção de aminoácidos, um aminoácido pode atuar como inibidor da primeira enzima na via cujo objetivo é fazer mais desse aminoácido.

O gráfico abaixo ilustra este processo:

A inibição de feedback é geralmente realizada através de algo chamado “site alostérico” – um site em uma enzima que altera a forma de uma enzima e, posteriormente, o comportamento do site ativo.

As palavras -raiz do alostérico vêm do grego “Allo” para “outro”, e os “aparelhos de som grego”, para “espaço”. Isso pode ajudá -lo a lembrar que “sites alostéricos” fazem com que as enzimas assumam “outras formas” ou “outros espaços”.

A ligação de um mensageiro regulatório – neste caso, o produto final da via bioquímica – ao local alostérico altera a forma de toda a enzima.

Na inibição de feedback, a ligação do produto final ao local alostérico diminui ou interrompe a atividade da enzima para que pouco ou nenhum novo produto final seja produzido. Quando os níveis do produto final caem, a enzima encontrará menos partículas do produto final e sua atividade aumentará novamente.

A inibição de feedback impede o desperdício que ocorre quando mais um produto é feito do que as necessidades da célula. Também pode evitar danos ao ter grande parte do produto final do caminho pode realmente ser prejudicial ao organismo.

O resultado da inibição de feedback é que isso permite que eles ajustem sua taxa de reação, dependendo de quanto do produto final é necessário e impedir que seu produto final aumente para níveis perigosos.

Um exemplo disso que ocorre em nossos próprios corpos é a produção de colesterol. O colesterol em pequenas quantidades é útil para as membranas de nossas células, mas em grandes quantidades, pode se acumular em nossas veias e artérias e se tornar muito prejudicial.

Dietas modernas geralmente resultam em colesterol perigosamente alto como resultado de comer demais – mas na natureza, às vezes era necessário que nossos corpos fizessem seu próprio colesterol.

O mecanismo de produção de colesterol no fígado é inibido pela presença de colesterol no sangue. Grandes quantidades de colesterol no sangue realmente impede que as células hepáticas transcrevam o mRNA necessário para fazer a enzima que produz colesterol.

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Em algumas pessoas, o colesterol perigosamente alto pode ser o resultado desse caminho de inibição de feedback sendo desligado – resultando no corpo continuar produzindo seu próprio colesterol, além do que é consumido.

Função da inibição de feedback

A inibição de feedback permite que o corpo evite muitas situações potencialmente perigosas, incluindo:

  • Desperdício. Sem inibição de feedback, energia ou matérias -primas que podem ser usadas para funções celulares importantes podem ser desperdiçadas em desnecessárias.
  • Evita a depleção. Sem inibição de feedback, as matérias -primas e a energia podem ser esgotadas por processos bioquímicos que não param, mesmo quando o produto final não é necessário. Um bom exemplo disso é a produção de ATP a partir de glicose. As enzimas que produzem ATP a partir de glicose estão sujeitas à inibição de feedback pelo ATP. Isso salva a glicose, impedindo sua quebra desnecessária quando a célula tem bastante ATP.
  • Impede o acúmulo perigoso. Os produtos finais de algumas vias bioquímicas podem realmente ser perigosas em altas concentrações. O colesterol é um excelente exemplo de algo que nosso corpo pode fazer que seja bom em pequenas quantidades, mas perigoso em grandes quantidades.
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Exemplos de inibição de feedback

Produção de ATP

O ATP é criado a partir da glicose através de uma série de reações enzimáticas em nossas células. A glicose é uma forma estável de moeda de energia, que pode ser absorvida por alimentos ou transportada pelo corpo, conforme necessário. O ATP, por outro lado, é instável e perderá espontaneamente sua energia se estiver em torno do uso não usado.

Por esse motivo, é importante regular a quebra da glicose e a produção de ATP. A produção de ATP excessiva resulta em perda de energia, e a depleção de glicose pode significar um grande problema em circunstâncias em que os alimentos são escassos.

Para controlar a quantidade de glicose que é quebrada para produzir ATP, a primeira enzima nessa cadeia de avaria é regulada alostericamente pelo ATP. Se o ATP se ligar a essa enzima, ela não quebrará mais glicose.

Isso permite que as células produza muito ATP em circunstâncias em que o ATP está sendo usado rapidamente, o que significa que está esgotado; mas produza pouco em circunstâncias em que pouco ATP é necessário, levando a um acúmulo de ATP dentro da célula.

Dessa maneira, nossos corpos fazem uso muito eficiente de sua energia, armazenando -o na forma estável de glicose até que seja necessária.

Produção de aminoácidos

O corpo humano usa vinte aminoácidos diferentes – os “blocos de construção” de proteína. Todos os aminoácidos compartilham alguns recursos comuns e alguns são muito parecidos entre si. Isso significa que diferentes aminoácidos são feitos a partir das mesmas matérias -primas.

No entanto, a célula pode precisar de diferentes aminoácidos em momentos diferentes. Algumas células precisam fazer grandes quantidades de proteínas que consistem em apenas um ou dois aminoácidos; Outros podem precisar de todos os aminoácidos, ou a mesma célula pode precisar de aminoácidos diferentes em momentos diferentes.

Isso significa que, assim como a conversão de glicose em ATP, as células devem encontrar uma maneira de usar com eficiência suas matérias -primas para fazer exatamente o que precisam a qualquer momento. E, assim como no ATP, eles usam a regulamentação de feedback para garantir que produza apenas os aminoácidos de que precisam a qualquer momento.

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Portanto, quando há muita taurina em uma célula que não está sendo usada, por exemplo, esse Serine se ligará à primeira enzima no caminho que torna mais serina. Como resultado, mais serina não será feita até que os níveis de serina da célula caam.

Dessa forma, as células garantem que as matérias -primas estejam disponíveis para fazer os aminoácidos de que precisam – e que não são consumidos fazendo aminoácidos de que não precisam.

Produção de colesterol

O colesterol é usado nas membranas celulares, onde ajuda a manter a tnelagem da membrana celular e facilitar a sinalização entre as células. Por esse motivo, nosso corpo tem a capacidade de fazer colesterol se não for encontrado no ambiente.

No entanto, se muito colesterol for encontrado no corpo, ele pode se acumular em artérias e veias e causar doenças cardiovasculares mortais.

Por esse motivo, é importante que o corpo possa reduzir a produção de colesterol em circunstâncias quando estamos recebendo muito colesterol de nossas dietas.

No caso do colesterol, a regulação alostérica é de um fator de transcrição que leva a mais enzima produtora de colesterol. Quando muito colesterol está presente no sangue, nenhuma nova enzima produtora de colesterol é feita, o que leva a uma queda no colesterol ao longo do tempo.

Alguns casos de colesterol perigosamente alto são causados pela falha desse mecanismo de inibição de feedback, resultando em grandes quantidades de colesterol sendo feitas pelo fígado, mesmo que já exista uma grande quantidade de colesterol presente no corpo.

Termos de biologia relacionados

  • Site ativo – o local de uma enzima, onde catalisa a transformação de um ou mais substratos em um produto final.
  • Site alostérico – um local em uma enzima que altera a forma e a atividade da enzima quando uma molécula, como um inibidor de feedback, se liga a ele.
  • Enzima – uma proteína que catalisa a mudança química de um ou mais substratos em um ou mais produtos. As enzimas aumentam drasticamente a velocidade das reações químicas, tornando a vida como a conhecemos.

Questionário

1. Qual das alternativas a seguir não se qualificaria como inibição de feedback? A. Uma enzima é inibida por seu próprio produto final. B. A primeira enzima em uma via bioquímica é inibida pelo produto final da última enzima na via. C. A célula detecta que há muita substância em seu citoplasma, por isso faz um mensageiro químico inibir a enzima que está fazendo. D. Nenhuma das opções acima.

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Na inibição do feedback, uma via bioquímica é inibida por seu próprio produto final. No cenário C., as enzimas não estão sendo inibidas por seu próprio produto final, mas por um mecanismo de sinalização separado.

2. Qual dos seguintes cenários não se beneficiaria da inibição do feedback? A. Uma célula precisa produzir quantidades variadas de ATP de acordo com suas necessidades de energia; Mas não quer produzir muito ATP, porque isso resultaria em desperdício de energia. B. Uma célula precisa ser capaz de produzir os aminoácidos certos no momento certo, em vez de usar seus materiais para produzir aminoácidos de que não precisa. C. Um organismo precisa ser capaz de produzir colesterol quando não for fornecido pela dieta, mas deve ser capaz de desligar a produção de colesterol quando a dieta estiver rica em colesterol. D. Um organismo deve produzir o máximo de gordura possível para se aquecer no inverno próximo.

Resposta à pergunta nº 2

D está correto. Nesse cenário, o animal precisa produzir o máximo de gordura possível; portanto, não faria sentido ter inibição de feedback da produção de gordura.

3. Qual das seguintes funções básicas da vida a inibição do feedback ajuda a sustentar? A. Reprodução – a capacidade de fazer mais de si mesmo. B. Homeostase – A capacidade de manter um ambiente interno estável, mesmo quando o ambiente externo muda. C. Crescimento – A capacidade de crescer em tamanho ou número de células. D. Nutrição – A capacidade de absorver materiais do meio ambiente para obter energia e matérias -primas.

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. Embora a inibição do feedback possa ajudar com todas as funções da vida, mantendo o organismo vivo, ajuda mais diretamente com a homeostase. A inibição do feedback ajuda os organismos a manter seus ambientes em um estado constante, mesmo diante das mudanças nas demandas ambientais.

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