MOLECULAS DE ADHESION CELULAR
Moléculas mediadoras de Adhesión celular
Las moléculas de adhesión celular (MAC) constituyen un grupo de glicoproteínas y moléculas de hidratos de carbono que se expresa, en la superficie celular.
Estas moléculas se reconocen selectivamente y, se ligan entre sí y juegan un rol importante en las siguientes funciones:
FUNCIONES
1)Desarrollo e integridad de órganos y tejidos.
2)Migración y transporte de células en los procesos inflamatorios.
3)Iniciación y propagación de respuestas inmunologicas.
4)Cicatrización de heridas. 5)Metástasis de diversos tumores.
ADHERENCIACELULAR
Moléculas de adhesión celularGlicoproteínas ubicadas en la superficie
celular.Realizan interacciones especificas célula-
célula y célula-matriz.Grupo carboxilo en el citoplasma y
citoesqueleto seguido de una región transmembrana y termina en un grupo amino.
Moléculas de adhesión celularDos tipos distintos: una dependiente de
Ca2+ y otro independiente de Ca2+.
Pueden ser monoméricas, diméricas y heterodiméricas.
Por el tipo de unión: homofílica y heterofílica.
1. Cadherinas
Familia de 12 glucoproteínas, presente en la superficie de células epiteliales.
Molécula constituida por 700-750 aa.Median la adhesión célula-célula
dependiente de Ca2+ .Mecanismo homofílico.
1.Cadherina
Presenta: El dominio citoplasmático interactúa
con actina por medio de tres proteínas de unión intracelular (cateninas)
Un dominio transmembrana. 5 dominios extracelulares, de los
cuales 4 son homólogos entre sí.
Cadherina
La región extracelular de la proteína presenta 5 dominios homólogos, tres de los cuales contienen lugares de unión para el Ca2+. La región citoplasmática interactúa con actina por medio de varias proteínas.
1.Cadherinas: tipos
Cadherina E o “ovumorolina”, en tejidos epiteliales maduros. Primera caherina que se expresa durante el desarrollo de los mamiferos.
Cadherina N, en células nerviosas, musculares y del cristalino
Cadherina P, en células placentarias epidérmicas.
2. Superfamilia de las inmunoglobulinas
Moléculas responsables de la adhesión célula- célula, independiente de Ca2+.
Utiliza un mecanismo homofílico o heterofílico.
Comparten 60 a 100 aa. dispuestas en bandas antiparalelas unidas por puente disulfuro.
2.Superfamilia de las inmunoglobulinas: N-CAMExisten por lo menos 20 formas.Presentan :
Un dominio intracelular de tamaño variable.5 dominios extracelulares homólogos a los de
las inmunoglobulinas.• Existe una forma de N-CAM que no atraviesa la
bicapa lipídica y lo hace por medio del enlace covalente al GPI.
• Regulación fina de las interacciones adhesivas durante el desarrollo y regeneración.
N-CAM
Cuatro formas de N-CAM. En cada caso, la región extracelular de la cadena polipeptídica esta plegada en 5 dominios semejante a los de las inmunoglobulinas.
MOLECULAS DE ADHESION CELULAR:
Familia de las Inmunoglobulinas
glicosilfosfatidilinositol
Dominios fibronectina tipo III
Dominios homología IgG
NH2 NH2 NH2 NH2
COOH
COOH
N-CAM
3. Integrinas
Proteínas de unión transmembrana.Heterodimérica, constituida por 2
subunidades α y β unidas entre si por un enlace no covalente.
Se unen a sus ligandos con una baja afinidad, dependiendo de cationes divalentes: Ca2+ o Mg2+ (según la integrina).
Integrina
Estructura en subunidades de un receptor matriz de superficie celular de tipo integrina.
3. Integrinas
Algunas integrinas se unen a un tipo de macromoléculas de la matriz, como fibronectina o laminina; mientras que otras lo hacen con mas de una como en los fibroblastos que se unen a fibronectina, colágena y laminina.
Se asocian a filamentos de actina a excepción de α6β4 ubicada en hemidesmosomas.
Estructura y función de las integrinas
Heterodímero de integrina. La subunidad β mostrada contiene los sitios de enlace RGD que reconocen fibronectina.
3.Integrinas: tipos
β-1 integrinas:
Se localizan en casi todas las células de los vertebrados. Dímeros con al menos 9 cadenas α distintas.
α5 β1 receptor de fibronectina.
α6 β1 receptor para la laminina.
3.Integrinas: tipos
β-2 integrinas:
En la superficie de leucocitos, permitiendo combatir infecciones.
Dímeros con tres tipos de cadena α.
αLβ2 denominada LFA-1
αMβ2 denominada Mac-1, se encontro en macrofagos.
3. Integrinas: tipos
β-3 integrinas o citoadhesinas:
En plaquetas sanguíneas y leucocitos
αVβ3 Vitronectina
α2β3 en plaquetas y media adhesion plaquetaria al colageno.
αRβ3 en leucocitos, promueve la fagocitosis de neutrofilos y monocitos.
4. Selectinas
Glicoproteínas integrales de membrana.Dependientes de Ca2+ y de unión
heterofílica.Reconocen secuencias especificas de
oligosacáridos que forman parte de glicoproteínas o glicolípidos.
4. Selectinas: tipos
Selectina E, en células endoteliales.Selectina L, en todo tipo de leucocitos.Selectina P, en plaquetas y células
endoteliales
Tres tipos de selectinas
5. Proteoglucanos
Conformada por una proteína central a la que se unen varias cadenas laterales de glicano-amino-glicano (GAG). Estos están compuestos por un disacárido repetitivo.
Participan en la señalización química entre las células.
Es muy difícil clasificarlas debido a la heterogeneidad de las GAG.
5. Proteoglicanos: Sindecano1Se encuentra en la superficie de muchos
tipos celulares, incluyendo en fibroblastos y células epiteliales.
Su dominio intracelular interactúa con actina del citoesqueleto.
Su dominio extracelular tiene un número variable de cadenas GAG de condroitín sulfato y heparán sulfato.
Sindecano
Molécula de sindecano compuesta por una proteína central que abraza a la membrana.
Los GAG extracelulares interactuan con ligandos especificos, como FCF.
RELACION CELULA-MATRIZ
GLUCOCALIZLas proteínas y lípidos de
membrana no están expuestas directamente a la matriz si no que están unidas a azucares que forma una capa que cubre la superficie exterior de la membrana plasmática.
La glucocáliz proporciona protección mecánica y barrera contra partículas que llegan a la membrana.
Moléculas de glicolípidos
Matriz extracelular
Los tejidos no están hechos solamente de células sino que una parte sustancial de su volumen es el espacio extracelular que esta ocupado por una red organizada de proteínas y polisacáridos denominada matriz extracelular
La matriz extracelular puede calcificarse como en los dientes y huesos,puede ser transparente como en la cornea o adoptar la estructura fibrosa que permite a los tendones soportar fuertes tensiones esto depende de las proteínas presentes en la matriz
La matriz es algo mas que un simple andamiaje inerte que da estabilidad al tejido.La matriz juega un rol muy importante en la morfología y actividades de la célula influenciando su desarrollo migración,proliferación, forma y función
LA MATRIZ EXTRACELULAR
Aunque la matriz extracelular puede adoptar diferentes formas en diferentes tejidos y organismos,sus principales componentes son:
COLAGENO, Familia de glucoproteínas fibrosas forman parte exclusiva de la matriz extracelular, presentes en todo el reino animal,es producida principalmente por los fibroblastos y les confieren resistencia y fortaleza a la matriz.
PROTEOGLICANOS
Consta de una proteína central a la cual se unen cadenas de glucosaminglicanos(GAG) que se compone de un disacárido repetitivo, estos GAG son muy ácidos debido a la presencia de grupos sulfatos y carboxilo unidos a los disacáridos.Los proteoglicanos le confieren la viscosidad característico de la matriz y forma un material de empaque para resistir fuerzas de comprensión.Los heparan sulfato proteoglicanos(HSPG) forma un puente entre los medios externos e internos de las células
Estructura de un proteoglicano
FIBRONECTINA, LAMININA Y OTRAS PROTEINAS
La fibronectina es una proteína multiadhesiva,tiene tanto afinidad tanto por el colágeno como para las integrinas de las células, costa de dos cadenas de polipéptidos que contiene sitios de enlaces para componentes de la matriz extracelular,como colágeno y proteoglicanos para formar una red estable y sitios de enlace para receptores de la célula que ayudan a una unión estable MEC y la célula
La laminina proteína multiadhesiva que contiene distintos sitios de enlaces específicos se puede enlazar a receptores de la superficie extracelular, a HSPG y a colágenos de tipo IV,es un componente típico de las membranas basales
La tenascina actúa como componente antiadherente.La entactina componente de la membrana basal que se enlaza a la
laminina cumple función importante en la adherenciaLa trombospondina rodea el revestimiento de los vasos
sanguíneos inhibe la neoformación de vasos sanguíneos
LA MATRIZ EXTRACELULAR: LAMININA
LA MATRIZ EXTRACELULAR: FIBRONECTINA
LA MATRIZ EXTRACELULAR
Proteoglicanos
ProteínasFibronectina
Colágeno fibrilar (I, II, III, V, XI)
Colágeno tipo IV
Tenascina
Laminina
Hialuronano
Decorina
Perlecan
Agrecan
Elastina
Glicosaminoglicanos
Betaglicano, sindecan-1
Proteínas estructurales
Papel importante en la forma de la pared, incluye proteínas ricas en glicina, prolina y hidroxiprolina
Pectinas, clase heterogénea de polisacáridos con carga negativa llena los espacios situados entre elementos fibrosos.
Porción de pared primaria de un vegetal que muestra las dos mayores redes de polisacáridos
UNIONES CELULARES
En organismos multicelulares las células que entran en contacto con otra desarrollan uniones intercelulares especializadas entre sus membranas plasmáticas o uniones de célula-matriz
La mayoría de estas uniones deben ser visualizadas por microscopio electrónico mediante la técnica convencional o una técnica especial llamada críofractura
Estas uniones ocurren en prácticamente todos los tejidos pero son prácticamente importante en los tejidos epiteliales
CLASES DE UNIONES CELULARES
1.Uniones de oclusión(uniones estanca)
2.uniones de adhesión
2.1 uniones con filamento de actina
Uniones de adhesión célula-célula(bandas de adhesión)
Uniones de adhesión célula-matriz(contactos focales)
2.2 uniones con filamentos intermedios
Uniones célula-célula(desmosomas)
Uniones célula-matriz(hemidesmosomas)
3.uniones de comunicación
3.1 Uniones de hendidura o uniones GAP
3.2 Sinapsis eléctrica
3.3 Plasmodesmos(solo en plantas)
UNIONES ESTANCA
Permitir sellar las células adyacentes entre si separando los líquidos extracelulares que bañan las regiones apicales y basales de las células
En este tipo de relación entre células, hileras de proteínas integrales de membrana(como ocludina y las claudinas) forman con la porción que se proyecta al espacio intercelular uniones extremadamente fuertes y prácticamente fusionan ambas células estableciendo una unión impermeable.
UNIONES DE ANCLAJE
Están ampliamente distribuidas en los tejidos animales,pueden intervenir filamentos de actina o filamentos intermedios.En ambos casos intervienen 2 clases de proteínas: a) proteínas intracelulares,que forman una placa en la cara citoplasmática de la membrana y se unen al filamento del citoesqueleto y b) proteínas de enlace,cuyo dominio extracelular interacciona con la matriz extracelular o con otra proteína transmembrana de la célula vecina.Los principales uniones de anclaje son:
BANDAS DE ADHESION, permite la unión de 2 células, habitualmente localizado por debajo de la unión estanca, las proteínas integrales que actúan son generalmente la cadherina que unen filamentos de actina de dos células adyacentes
CONTACTOS FOCALES, Conectan las células y sus haces de actina a la matriz extracelular las glucoproteínas transmembranas que median estas acciones pertenecen a la familia de las integrinas
UNIONES SEPTADAS, presente en tejidos de invertebrados actúan como lugares de anclaje para filamentos de actina, se cree que mantienen unidas a las células adyacentes y forman una banda continua alrededor de los márgenes de células epiteliales
DESMOSOMAS, Contactos intercelulares puntiformes que mantiene unida a la célula ,consta de una placa interna de proteína(desmoplaquina y placoglobinas) que se unen a los filamentos intermedios como queratina en la mayoría de células epiteliales o desmina en fibras musculares cardiacas; y proteínas trasmembrana del tipo de cadherina(desmogleinas y desmocolina) que se proyectan al espacio intercelular entrelazándose a las de la otra célula
HEMIDESMOSOMAS,Unen el dominio basal de las células y la lamina basal, un tipo especial de matriz extracelular que se encuentra en la interfase entre el epitelio y el tejido conjuntivo subyacente,tienen proteínas transmembrana del tipo de integrinas que son dependientes al igual que las cadherinas de Ca
ESQUEMA DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE UNIONES
Resumen de los distintos tipos de uniones celulares hallados en el epitelio de células animales
UNIONES DE ANCLAJE
Unión Proteína de unión transmembrana
Ligando extracelular
Unión intracelular al citoesqueleto
Algunas proteínas de unión
Bandas de adhesión(célula-célula)
Cadherina(cadherina E)
Cadherina en células adyacentes
Filamentos de actina
Cateninas,vinculinas,alfa actinina,placoglobina
desmosoma
Cadherina(desmogleína y desmocolina)
Cadherina en células adyacentes
Filamentos intermedios
Desmoplaquinas, placoglobina
Contacto focal(célula-matriz)
integrina Proteínas de matriz extracelular
Filamentos actina
Talina, vinculina, alfa actinina
hemidesmosoma
Integrina Proteínas de lámina basal
Filamentos intermedios
Semejante a la,desmoplaquina
UNIONES DE HENDIDURA
Las uniones de hendidura (GAP JUNCTIONS) median la comunicación intercelular al permitir el paso de iones inorgánicos y otra pequeñas moléculas hidrosolubles de peso molecular menor que 1000 daltons entre los respectivos citoplasmas
Las uniones GAP están formada por proteínas transmembrana denominadas conexinas.Seis subunidades se asocian formando estructuras denominadas conexones
Los canales de la unión de tipo gap no están permanentemente abiertas sino que alternan entre estados abiertos y cerrados.Una disminución del pH intracelular o aumento en la concentración Ca provoca el cierre
Las uniones gap en células nerviosas permite el desplazamiento rápido de los potenciales de acción de una célula otra, la cual por sinapsis química llevaría mucho mas tiempo.
21/04/23 18:40 FISIOLOGIA HUMANA 59
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