Uniones celulares(biologia celular) (1) (1)
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Adhesión celular , uniones celulares y matriz extracelular
Capitulo 19 (Alberts)
Biología celular
POR ALEJANDRO CHAVEZ RUBIO
En los organismos pluricelulares las células se organizan en conjunto para formar tejidos , que a su vez, forman órganos.
Las células contactan con una compleja red de macromoléculas , denominada matriz extracelular:
La matriz extracelular participa en el mantenimiento estructural tisular
En los vertebrados los principales tenidos son : Nervioso Muscular Sanguíneo Linfoide Epitelial Conjuntivo
Uniones Celulares
Son especialmente abundantes e importantes en el tejido epitelial ,también se localizan en regiones de contacto célula- célula y célula-matriz de todos los tejidos
Las uniones celulares se clasifican en tres grupos funcionales:
Uniones de oclusión (Estancas) Uniones de anclaje Uniones de comunicación
Las uniones estancas Sellan las células epiteliales vecinas de
tal manera que evitan el tránsito libre de moléculas pequeñas de una capa a otra
Constituyen barreras selectivas de permeabilidad, separando fluidos de diferente composición
Las Uniones estancas constituyen un sistema de sellado entre las células vecinas , de tal manera que las moléculas hidrosolubles no pueden difundir entre las células
Las Hebras de sellado que mantienen unidas las membranas plasmáticas están constituidas por hebras continuas de proteínas transmembrana
Aunque todas las uniones estancadas son impermeables al paso de macromoléculas , su permeabilidad respecto a moléculas de pequeño tamaño varia mucho en los diversos epitelios
Uniones de anclaje
Capacitan a determinados grupos celulares, para constituirse como unidades estructurales resistentes
Conecta los elementos cito esqueléticos de una célula a los esqueletos de sus vecinos o a la matriz extracelular
Son abundantes en los tejidos que están sometidos a tensiones mecánicas, como el musculo cardiaco
Se localizan bajo dos formas estructurales y funcionalmente diferentes:
Uniones adherentes Desmosomas Hemidesmosomas
Las uniones de anclaje están compuestas por dos clases de proteínas:
Proteínas de adhesión intracelular Glicoproteínas transmembrana de unión
Las uniones adherentes conectan haces de fibras de actina entre células o entre la célula y la matriz extracelular
En los epitelios forman una banda de adhesión continua, situada alrededor de cada célula epitelial , cerca de la membrana luminal y por debajo de las uniones estrechas
Los filamentos de actina se unen de célula a célula mediante proteínas de unión transmembrana (cadherinas)
Uniones adherentes célula-matriz
Conectan las células y sus haces de actina a la matriz extracelular
Figura 19-9
Desmosomas Son contactos intercelulares
puntiformes que mantienen unidas a las células
En el interior de las células actúan como lugares de anclaje para los filamentos intermedios en forma de cuerda, los cuales forman una red estructural en el citoplasma proporcionando una cierta rigidez
Hemidesmosomas
Son morfológicamente semejantes a los desmosomas
Difieren a nivel funcional como bioquímico
En lugar de unir las membranas de las células adyacentes , unen el dominio basal de las células y la lamina basal
Uniones de Grap
Son las que permiten el paso directo de pequeñas moléculas entre células.
Estas uniones median la comunicación intercelular al permitir el paso de iones inorgánicos y otras pequeñas moléculas hidrosolubles entre los citoplasmas
Acoplan las células tanto electrónica como metabólicamente
Modelo de unión de tipo Grap
Los conexiones de las uniones de tipo grap están compuestos por seis subunidades
Esta conexión esta organizada en base a proteínas transmembrana , que forman estructuras denominadas conexones
Los conexones entran en contacto de tal manera que las membranas plasmáticas implicadas se encuentran separadas por una hendidura
La permeabilidad de las uniones tipo grap esta regulada
Estos canales no permanecen abiertos continuamente sino que alternan entre estados abiertos y cerrados
Adhesión intercelular
Para formar una unión de anclaje , las células han de haberse adherido una a otra, alrededor de las moléculas que median directamente la adhesión se ha de formar un aparato cito esquelético.
Cadherinas Son las responsables de la adhesión
celular dependiente de Ca en los tejidos de vertebrados
La mayor parte de las cadherinas son glicoproteínas con un solo dominio transmembrana, constituidas por unos 700- 750 residuos de aminoácidos
Adhesión celula-celula por mecanismo homofilico
Las moléculas de una célula pueden unirse a otras moléculas del mismo tipo de células adyacentes (Homofóbicas)
Las moléculas de una célula pueden unirse a moléculas de diferente tipo de células (Heterofilicas)
FIG 19-28
La mayoría de las células animales presentan sistemas de adhesión intercelular interdependientes de Ca que principalmente pertenecen a la superfamilia de las inmunoglibinas
La matriz extracelular de los animales Los tejidos no están formados
únicamente por células:
Una buena parte de su volumen lo constituye el espacio extracelular, que esta ocupado por una red macromolecular que constituye la matriz extracelular
En el tejido conjuntivo la matriz extracelular es mas abundante que las células , rodeándolas completamente y determinando las propiedades físicas del tejido
Funciones de la matriz extracelular
Desempeña un papel complejo en la regulación del comportamiento de las células que entran en contacto con ella
, afectando su desarrollo , migración , proliferación , su forma y función
De donde proceden las macromoléculas que forman la matriz extracelular ?
Las macromoléculas que la constituyen son secretadas fundamentalmente por fibroblastos
En algunos tejidos conectivos son secretadas por otras células como:
Osteoblastos(huesos) Condroblastos
(Cartílago)
Principales macromoléculas que conforman la matriz extracelular Cadenas de polisacáridos del tipo de los
glucosaminogucanos (GAG)
Proteínas fibrosas :colágena, elastina Proteínas adhesivas: Fibronectina y
laminina
Glucosaminoglucanos (GAG)
Formados por largas cadenas no ramificadas de polisacáridos, compuestas a su vez por unidades repetidas de disacáridos
Acido Hialuronico Es el GAG de estructura molecular mas
sencilla
Ofrece resistencia a las fuerzas compresivas en los tejidos y articulaciones
Las cadenas de GAG pueden estar altamente organizadas en la matriz extracelular
Los GAG y proteoglucanos forman enormes complejos poliméricos en la matriz extracelular
Agrecano: Principal proteoglicano del cartílago ,
Proteínas colágenas Constituyen una gran familia de
proteínas fibrosas Son secretadas por las células del tejido
conjuntivo y otras células Son el componente mas abundante de
la piel y de los huesos
Estructura típica de una molécula colágena
Contiene alrededor de 1000 residuos de aminoácido
Las colágenas asociadas a fibrillas
Las fibrillas de colágena forman estructuras que resisten fuerzas de tracción
La elastina Las moléculas de elastina son secretadas al
espacio extracelular y se ensamblan formando fibras elásticas próximas a la membrana plasmática
Las fibras elásticas en la matriz extracelular le confiere la capacidad de recobrar su conformación inicial después de una deformación transitoria
Red de fibras elásticas
Las fibras elásticas en la matriz extracelular le confiere la capacidad de recobrar su conformación inicial después de una deformación transitoria
Fibronectina Es una proteína extracelular adhesiva
que contribuye a la adhesión de la célula a la matriz
Lamina basal La lámina basal es, esencialmente, un
retículo laminar de colágeno tipo IV unido a moléculas específicas que le permiten asociarse a las células vecinas y/o a la matriz extracelular.
Funciones de la Lamina basal Elemento importante para la
regeneración de tejidos dañados (facilita la migración de las células regeneradas a la herida)
Reconstrucción de la sinapsis después de una lesión de un nervio o de un musculo
Integrinas Son los receptores principales que
utilizan las células animales para unirse a la matriz extracelular
Actúan como transductores de señales
La pared celular de los vegetales Es una matriz extracelular que rodea las
celulas vegetales
Es la responsable de las características típicas del tipo de vida vegetal
Paredes celulares vegetales
En una planta pluricelular la mayoría se generan en meristemos
los meristemos crecen paulatinamente para crear la pared celular primaria. Delgada y semirígida.
Esta cuando no se puede alargar más solo se conserva o sintetiza una rígida pared celular secundaria. (por engrosamiento de primaria o por depósito de nuevas capas)
Esta sirve para darle permeabilidad a la pared En la matriz de las proteínas encontramos
polisacáridos, en la cual se insertan fibras, las cuales están constituidas de celulosa (más abundate en la tierra) y de hemicelulosa, pectina y proteínas estructurales.
Fuerzas de presión
Presión de turgencia. Causada por el desequilibrio osmótico
La cual aumenta cuando está en equilibrio osmótico para no permitir la entrada de soluciones salinas
Para darle mayor turgencia existen unos túbulos cristalinos llamados microfibrillas de celulosa.
Hemicelulosa, se unen entre si y con cada una de las microfibrillas de celulosa. Formando una red compleja.
Microtúbulos, orientación de la pared celular. Los cuales orientan a las microfibrillas, las cuales marcan la expansión celular, y por consiguiente la forma final.