MATRIZ EXTRACELULAR Y SEÑALIZACIÓN CELULAR

Blga. Vania Mallqui Brito

Magister en Ciencias de los Alimentos

COMPONENTES

Tipos de uniones:

1. Entre moléculas de la matriz extracelular

2. Entre las células y la matriz extracelular

3. Entre células contiguas.

Matriz ExtracelularLas interacciones celulares resultan fundamentales para integración en tejidos y relación con células similares o diferentes. 

Células animales secretan un complejo retículo conformado por proteínas e hidratos de carbono creando un ambiente especial.

Componentes:Colágeno, fibras proteicas confieren resistencia y fortaleza .

Proteoglucanos,  glicoproteínas poseen una proporción de polisacáridos  mayor que lo usual, confieren alto grado de viscosidad característico de la matriz. (fibrinógeno, laminina, etc)

Fibronectinas Proteínas  multiadhesivas, tienen afinidad para el colágeno como a las integrinas de las células.

También a ciertos proteoglucanos, algunos glucosaminoglucanos, fibrina, heparina.

Molécula de firbronectina

Tenascinas familia de proteínas de gran tamaño aparecen en tejidos embrionarios, en heridas y en tumores.

Capaces de unirse a las integrinas (proteínas transmembrana de las células), a los proteoglucanos y

a receptores del tipo de las inmunoglobulinas.

Matriz Extracelular

Unión células a matriz extrac. (P. transmembranas)

Integrinas, más importantes, anclan célula – m.extrac.

Gran familia proteínas, capaz unir colágeno, integrinas y lamininas.

Enlace para modificar comportamiento celular.

Están asociadas MP, formando adhesiones focales.

Se conectan filamentos actina.

Compuestas por dos subunidades diferentes (heterodímeros) α (17 tipos diferentes) y β (8 tipos diferentes), permiten un gran número de combinaciones.

Las células generalmente presentan en su superficie varios tipos de integrinas.

La porción extracelular se fija a las proteínas de la matriz y la citosólica se relaciona con proteínas adaptadoras que a su vez interactúan con el citoesqueleto.

Algunas integrinas además de mediar entre la célula y la matriz, pueden intervenir en interacciones intercelulares.

ADHESIONES INTERCELULARES

- Proteínas transmembranosas

- Indispensables para desarrollo tejido con participación migración celular:

1. Quimiotaxis

2. Extendido de moléculas adhesivas en la M.Extracelular.

a) Cadherinas

b) Selectinas (lectinas)

c) Adhesiones independientes de Ca+2 (inmunoglobulinas. N- CAM

d) Integrinas

Cadherinas: glucoproteínas, responsables de las interacciones entre células similares (homotípicas) requieren Ca ++, se relaciona (por su porción citosólica) al citoesqueleto ej. los desmosomas y las uniones adhesivas celulares y que confieren rigidez y fortaleza al conjunto de células que se unen para formar tejidos.

Selectinas: responsables de las interacciones entre células diferentes (interacciones heterotípicas), se fijan a los hidratos de carbono de otras moléculas de adhesión celular. Esta fijación es Ca++ dependiente y se realiza por medio de una lectina que se encuentra en el extremo de la molécula.

*Selectinas E, C: endoteliales

*Selectina P: plaquetas

*Selectina L: leucocitos

Uniones especializadas entre las células

- Regiones memb. Plasmática que interactúan con el citoplasma subyacente y/o espacio intercelular.

- Cel animales: desmosomas, unión estrechas, hendidura

- Vegetales: plasmodesmos

Clasificación:

1. Uniones oclusión o de estanca (tigh junction)2. Uniones de anclaje

- Uniones adherentes intercelulares * Bandas de adhesión* Contactos focales* Uniones septadas

- Regiones de anclaje de los filamentos intermedios* Desmosoma (célula – célula)* Hemidesmosomas (célula – matriz)

- Uniones de comunicación* Uniones de comunicantes (gap juntion)* Plasmodesmos

1. Unión estrecha o estanca: se encuentra separando los líquidos extracelulares que bañan las regiones apicales y basales de las células y forman barreras que tornan impermeables determinadas cavidades (como la luz del intestino).

2.Uniones adherentes intercelulares

Bandas de adhesión, generalmente en tejido epitelial conformando una banda continua de moléculas de cadherina que en su porción citosólica se unen a un "cinturón" de proteínas adaptadoras y relaciona a las cadherinas con el citoesqueleto (principalmente actina). Unión cel – cel.

Contactos focales: célula- matriz, conectan fibras actina a matriz.

Uniones septadas: solo en invertebrados, ayudan a mantener juntas las células.

3. Regiones de anclaje de los filamentos intermedios

Desmosomas: contactos intercelulares puntiformes, lugares de anclaje para FI. Forman red dando rigidez, se une queratina, desmina.

Hemidesmosomas: difieren a nivel funcional y bioquímico, une dominio basal y lámina basal. Los contactos focales son las integrinas.

4. Uniones de comunicación gap junction las membranas de ambas poseen proteínas que conforman semicanales de transmembrana, que las interconectan y permiten el paso de moléculas pequeñas, iones, azúcares, aa, nucleótidos, vitaminas, entre ambas.Plasmodesmos conectan ambas células permitiendo paso de moléculas, la membrana celular conforma una lámina continua que "tapiza" el plasmodesmo y, por otra parte una extensión del retículo plasmático (el desmotúbulo) lo atraviesa y se conecta al citosol de la célula adyacente (vegetales)

TIPOS DE UNIONES

gap junctions

Plasmodesmos

Remodelación de la matriz extraceular Metaloproteinasas

La ME necesita reorganizarse para satisfacer necesidades fisiológicas.Necesita una regeneración constante mediante la degradación de componentes y la producción de otros nuevos por parte de las células.Llevan a cabo enzimas como las metaloproteinasas. Asocian cara externa de la membrana plasmática o forman parte integral de ella, siempre con su centro activo localizado extracelularmente. Se producen en forma inactiva o prometaloproteinasas para su activación se requiere proteolisis por otras enzimas asociadas a la MP. Existen múltiples tipos de metoloproteinasas, cada una de las cuales degrada distintos componentes de la matriz extracelular.

COMUNICACIÓN INTERCELULAR

Se basa en mensajes químicos, para que pueda establecerse "comunicación", deben intervenir en ella los siguientes factores:

1. Emisor: Produce o cifra el mensaje y lo emite.2. Receptor: Recibe y descifra.3. Código: En el caso concreto de la comunicación intercelular, esta constituido por aminoácidos, nucleótidos, etc.4. Mensaje: Informaciones que el emisor envía al receptor (señales químicas, eléctricas).5. Canal: Vía por la cual circula el mensaje (la circulación sanguínea).6. Contexto: Situación en que se transmite el mensaje y que contribuye a su significado.

Modos de comunicación CelularSegregan compuestos químicos actúan como señales para células situadas a una cierta distancia.

Presentan moléculas señalizadoras, unidas a la membrana plasmática, influyen sobre las células que establecen contacto físico directo con ellas.

Forman uniones de tipo gap, unen directamente los citoplasmas de las células que interaccionan, permitiendo el intercambio de pequeñas moléculas.

Las células de los animales superiores se comunican mediante centenares de tipos de moléculas, proteínas, pequeños péptidos, aminoácidos, nucleótidos, esteroides, retinoides, derivados de

ácidos grasos, e incluso gases disueltos como el óxido nítrico y el monóxido de carbono, son liberadas por las denominadas células

señal (emisoras de mensaje).

Los receptores son proteínas transmembrana de células diana; cuando se unen a una molécula señal extracelular (un ligando) se vuelven activos, generan una cascada de señales intracelulares (transducción de señales), que alteran el comportamiento de la célula.

Sea cual sea la naturaleza, la célula diana (receptora del mensaje) responde mediante una proteína específica denominada receptor.

Se une específicamente a la molécula señal e inicia respuesta.

RECEPTORES DE MEMBRANA

La mayoría de los receptores de membrana son receptores asociados:

*Canales iónicos

*Proteinas G

*Enzimas

RECEPTORES DE

MEMBRANA

Receptores asociados a canales iónicos:

Canales iónicos regulados por transmisores.

Receptores utilizados para transmisión rápida de la señal a través de la sinapsis del sistema nervioso, transducen una señal química en señal eléctrica, en forma de un cambio en el potencial de membrana plasmática. esto puede inducir un impulso nervioso o alterar la capacidad de otras señales para hacerlo.

Receptores asociados a proteinas G:Mayor familia de receptores de membrana.

A pesar de la diversidad de las moléculas señalizadoras que se les puede unir, las proteinas G, tienen una estructura similar: una cadena polipeptidica unica que atraviesa la bicapa lipídica, hacia adentro y hacia afuera siete veces.

Cuando la molécula señalizadora se une a un receptor transmembrana, el receptor sufre cambio conformacional que altera la capa interna de este, permitiéndole interactuar con la proteína G en el lado interior de la membrana plasmática.

Prot. G. están compuestas de tres subunidades α, β y γ.

Εn el estado inactivo, unid. α tiene unido una molécula de GDP, cuando es activada expulsa el GDP y une GTP, se separa la subunidad α.

Tanto esta como las otras dos subunidades difunden por la membrana, uniéndose a diferentes proteínas que generan un segundo mensajero, encargado de iniciar la cascada de transducción de señales

La unidad alfa tiene capacidad de hidrolizar GTP, al cabo de un tiempo el GTP se transforma en GDP, volviendo a la proteína G a su estado inactivo

Receptores asociados a enzimasDescubiertos debido a su papel en las respuestas a factores de crecimiento.

Mayoría actúan como mediadores locales y requieren muchos pasos de transducción intracelular, que finalmente, conducen en la expresión génica

Al igual que las proteinas G, tienen dominios extracelulares e intracelulares, en el primero unen la molécula señal y en el segundo interactuan con una enzima.

La Mayor parte de estos receptores tienen dominios citosolicos que tienen actividad tirosina proteina quinasa.

Enzimas fosforilan cadenas laterales de ciertas proteínas celulares, generando la correspondiente cascada de transducción y finalmente la respuesta a la señal reconocida.