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INTERACCIONES INTERACCIONES
ENTRE CELULAS ENTRE CELULAS
Y SU ENTORNOY SU ENTORNO
Biología Celular y Molecular – Carrera Biología Celular y Molecular – Carrera de Licenciatura en Biotecnologíade Licenciatura en Biotecnología
20102010
Dra. Mariela Roldán OlarteDra. Mariela Roldán Olarte
INTEGRACIÓN DE CÉLULAS EN TEJIDOSINTEGRACIÓN DE CÉLULAS EN TEJIDOS
El funcionamiento coordinado de muchos tipos de células El funcionamiento coordinado de muchos tipos de células dentro de los tejidos, y de múltiples tejidos especializados, permite que dentro de los tejidos, y de múltiples tejidos especializados, permite que el organismo se desplace, metabolice, se reproduzca y lleve a cabo otras el organismo se desplace, metabolice, se reproduzca y lleve a cabo otras actividades esencialesactividades esenciales
Es posible que un paso clave en la evolución de la Es posible que un paso clave en la evolución de la multicelularidad haya sido la capacidad de las células de establecer multicelularidad haya sido la capacidad de las células de establecer contactos estrechos e interactuar en forma específica con otras células.contactos estrechos e interactuar en forma específica con otras células.
Después de la agregación, las células elaboran uniones Después de la agregación, las células elaboran uniones celulares especializadas, que estabilizan estas interacciones y favorecen celulares especializadas, que estabilizan estas interacciones y favorecen la comunicación local entre células adyascentes, mediante proteínas la comunicación local entre células adyascentes, mediante proteínas especializadas, o moléculas de adhesión celular (CAM).especializadas, o moléculas de adhesión celular (CAM).
Corte transversal de la pared del intestinoCorte transversal de la pared del intestino
MATRIZ EXTRACELULARMATRIZ EXTRACELULAR
Las células animales también secretan un complejo retículo Las células animales también secretan un complejo retículo de proteínas e hidratos de carbono, La MATRIZ EXTRACELULAR de proteínas e hidratos de carbono, La MATRIZ EXTRACELULAR (MEC), que crea un ambiente especial en los espacios entre las (MEC), que crea un ambiente especial en los espacios entre las células.células.
La MEC contribuye a unir las células para formar los tejidos y La MEC contribuye a unir las células para formar los tejidos y es sitio de reserva de hormonas que controlan el crecimiento y la es sitio de reserva de hormonas que controlan el crecimiento y la diferenciación celular. diferenciación celular.
La MEC también proporciona el armazón a través del cual se La MEC también proporciona el armazón a través del cual se pueden desplazar las células, en particular durante los estadios pueden desplazar las células, en particular durante los estadios iniciales de la diferenciación. iniciales de la diferenciación.
Los defectos de estas conexiones producen cáncer y Los defectos de estas conexiones producen cáncer y malformaciones del desarrollo.malformaciones del desarrollo.
La Matriz Extracelular es un medio complejo que La Matriz Extracelular es un medio complejo que está formado por moléculas que son secretadas por está formado por moléculas que son secretadas por las células que componen el tejido en el cual se las células que componen el tejido en el cual se encuentra.encuentra.
TEJIDO CONJUNTIVOTEJIDO CONJUNTIVO
EsquemaEsquemaElectronmicrografía de barrido Electronmicrografía de barrido de fibroblastos en el tejido de fibroblastos en el tejido conjuntivoconjuntivo
Matriz extracelular: diferentes tiposMatriz extracelular: diferentes tipos
CartilagoCartilago
Resistencia y flexibilidadResistencia y flexibilidad
Estroma de la corneaEstroma de la cornea
TransparenciaTransparencia
TendonTendon
Resistencia a la tensionResistencia a la tension
HuesoHueso
DurezaDureza
CO
MP
ON
EN
TE
S D
E L
A M
EC
CO
MP
ON
EN
TE
S D
E L
A M
EC
PolisacaridosPolisacaridos
Proteinas Proteinas fibrilaresfibrilares
Glucosaminoglucanos Glucosaminoglucanos (GAG)(GAG)
Proteoglicanos Proteoglicanos (Proteina central (Proteina central y cadenas de y cadenas de GAG unidas)GAG unidas)
Ac. HialuronicoAc. HialuronicoCoindrintin sulfatoCoindrintin sulfatoDermatan sulfatoDermatan sulfatoHeparan sulfatoHeparan sulfatoQueratan sulfatoQueratan sulfato
EstructuralesEstructurales
AdhesivasAdhesivas
LamininaLaminina
ColagenoColageno
ElastinaElastina
FibronectinaFibronectina
FUNCION FUNCION
Oponen resistencia a Oponen resistencia a fuerzas de compresionfuerzas de compresion
Permiten la difusion de Permiten la difusion de metabolitos, nutrientes, metabolitos, nutrientes, hormonashormonas
Opone resistencia a la Opone resistencia a la traccion. Refuerza y colabora traccion. Refuerza y colabora en la organizacionde la MEC.en la organizacionde la MEC.
Forma una red capaz de Forma una red capaz de estirarse y contraerse estirarse y contraerse confiriendo elasticidad al confiriendo elasticidad al tejido.tejido.
Permite la adhesion de Permite la adhesion de fibroblastos y otras celulas a fibroblastos y otras celulas a la MEC del tejido conjuntivola MEC del tejido conjuntivo
Participa en la union de las Participa en la union de las celulas epiteliales a la celulas epiteliales a la lamina basal.lamina basal.
GLUCOSAMINOGLUCANOS (GAG)GLUCOSAMINOGLUCANOS (GAG)
Acido hialuronicoAcido hialuronico
Uno de los dos residuos es Uno de los dos residuos es siempre un amino- azúcarsiempre un amino- azúcar
Dermatan sulfatoDermatan sulfato
PROTEOGLUCANOSPROTEOGLUCANOS
Ejemplo de proteoglucano: SINDECANOEjemplo de proteoglucano: SINDECANO
Agregados de agrecanosAgregados de agrecanos
COLAGENOCOLAGENO Proteínas mas abundantes de la MECProteínas mas abundantes de la MEC
PATOLOGIASPATOLOGIAS
EscorbutoEscorbuto
Falta de vitamina C. Esta vitamina es cofactor de las prolilhidroxilasas Falta de vitamina C. Esta vitamina es cofactor de las prolilhidroxilasas que participan en la hidroxilacion de residuos deprolina e que participan en la hidroxilacion de residuos deprolina e hidroxiprolina.hidroxiprolina.
Las cadena alfa defectuosas no pueden formar la tripe helice, siendo Las cadena alfa defectuosas no pueden formar la tripe helice, siendo degradadas dentro de la celula.degradadas dentro de la celula.
Vasos sanguineos fragilesVasos sanguineos fragiles
Dientes pierden su fijacion.Dientes pierden su fijacion.
Osteogenesis imperfectaOsteogenesis imperfecta
Enfermedad autosomica dominante. Mutaciones en el gen de colageno Enfermedad autosomica dominante. Mutaciones en el gen de colageno 1 (I) (deleciones de parte o la totalidad del gen)1 (I) (deleciones de parte o la totalidad del gen)
Forma severa: muerte in utero o poco despues del nacimiento.Forma severa: muerte in utero o poco despues del nacimiento.
Existen diferentes tipos de colagenos, los que constituyen una gran familia Existen diferentes tipos de colagenos, los que constituyen una gran familia de proteinas fibrosas. Son secretadas por celulas del tejido conectivo y de proteinas fibrosas. Son secretadas por celulas del tejido conectivo y por otros tipos celulares. Son los componentes mas abundantes de la piel por otros tipos celulares. Son los componentes mas abundantes de la piel y de los huesos, por lo que las proteinas mas abundantes en mamiferos. y de los huesos, por lo que las proteinas mas abundantes en mamiferos.
Tipos de colagenosTipos de colagenos
Formadores de fibrillas Formadores de fibrillas (fibrilares)(fibrilares)
Asociadas a fibrillasAsociadas a fibrillas
Formadoras de redesFormadoras de redes
I, II, III, V, XI I, II, III, V, XI
IX, XII IX, XII
IV, VII IV, VII
SINTESIS DE COLAGENOSINTESIS DE COLAGENO
El solapamiento de las moleculas de colageno da lugar al patron estriado El solapamiento de las moleculas de colageno da lugar al patron estriado observado en fibrillas contrastadas negativamente.observado en fibrillas contrastadas negativamente.
Enlaces covalentes intra e intermoleculares en las fibrillas de colageno Enlaces covalentes intra e intermoleculares en las fibrillas de colageno formados entre cadenas laterales de lisina modificadasformados entre cadenas laterales de lisina modificadas
Colageno tipo IVColageno tipo IV
Colageno tipo IXColageno tipo IX
ELASTINAELASTINA
Proteina muy hidrofobica de Proteina muy hidrofobica de 750aa rica en prolina y glicina, 750aa rica en prolina y glicina, pero no glicosilada , bajo pero no glicosilada , bajo contenido en hidroxiprolina, contenido en hidroxiprolina, carece de hidroxilisina.carece de hidroxilisina.
El nucleo de la elastina esta El nucleo de la elastina esta cubierto por una envoltura de cubierto por una envoltura de microfibrillas, entre las que se microfibrillas, entre las que se encuentra la proteina fibrilina.encuentra la proteina fibrilina.
FIBRONECTINAFIBRONECTINA
Diferentes isoformas. Se producen por maduracion alternativa de los ARNm Diferentes isoformas. Se producen por maduracion alternativa de los ARNm de un unico gen.de un unico gen.
Cada tipo de fibronectina se produce según sea la mas apropiada para las Cada tipo de fibronectina se produce según sea la mas apropiada para las necesidades del tejido.necesidades del tejido.
Tiene una importncia crucial en el desarrollo embrionario.Tiene una importncia crucial en el desarrollo embrionario.
LAMINA BASALLAMINA BASAL
Tipo especial de MEC Tipo especial de MEC
Flexible y delgada que subyace a los epiteliosFlexible y delgada que subyace a los epitelios
Rodea a fibras musculares y celulas de SchwannRodea a fibras musculares y celulas de Schwann
En glomerulos y alveolos pulmonares se En glomerulos y alveolos pulmonares se encuentra entre dos capas celulares Filtro encuentra entre dos capas celulares Filtro altamente selectivoaltamente selectivo
FUNCIONESFUNCIONES
Determinar la polaridad celularDeterminar la polaridad celular
Influir en el metabolismo celularInfluir en el metabolismo celular
Organizar las proteinas de las membranas plasmaticas adyascentesOrganizar las proteinas de las membranas plasmaticas adyascentes
Inducir la diferenciacion celularInducir la diferenciacion celular
Actuar como autopistas especificas para la migracion celulaActuar como autopistas especificas para la migracion celula
Composicion:Composicion:
Colageno tipo IVColageno tipo IV
PerlecanoPerlecano
LamininaLaminina
EntactinaEntactina
En epitelios pluriestratificados (piel) En epitelios pluriestratificados (piel) la Lamina basal se adosa al tejido la Lamina basal se adosa al tejido conectivo a traves de las fibrillas de conectivo a traves de las fibrillas de anclaje que son de colageno tipo IVanclaje que son de colageno tipo IV
LAMININALAMININA
LAMINA BASALLAMINA BASAL
TENASCINATENASCINA
•Identificada por primera vez en tumores Identificada por primera vez en tumores humanos.humanos.
•Proteína hexamérica que se expresa durante la Proteína hexamérica que se expresa durante la morfogénesis embrionaria, y escasamente morfogénesis embrionaria, y escasamente presente en el adulto. presente en el adulto.
•En el adulto reaparecen durante los procesos En el adulto reaparecen durante los procesos inflamatorios, de reparación y en tumores inflamatorios, de reparación y en tumores malignos. malignos.
•Es sintetizada por células mesenquematicas Es sintetizada por células mesenquematicas
•Esta conformada por 6 brazos que emanan de Esta conformada por 6 brazos que emanan de una partícula globular central de aprox. 6 nm una partícula globular central de aprox. 6 nm de diámetro. Estos brazos son largos, flexibles de diámetro. Estos brazos son largos, flexibles como los de la fibronectina circulante, pero como los de la fibronectina circulante, pero presentan características diferentes. presentan características diferentes.
•Presenta un rol inmunosupresivo sobre Presenta un rol inmunosupresivo sobre células del sistema inmune. Inhibe la adhesión células del sistema inmune. Inhibe la adhesión del monocito a la fibronectina, inhibe la del monocito a la fibronectina, inhibe la activación del linfocito T por antigenos activación del linfocito T por antigenos solubles. solubles.
•Se cree que es importante para la migración Se cree que es importante para la migración celular en el sistema nerviosos en desarrollo.celular en el sistema nerviosos en desarrollo.
ADHESION CELULAR A LA MATRIZ EXTRACELULAR Y ENTRE ADHESION CELULAR A LA MATRIZ EXTRACELULAR Y ENTRE CELULASCELULAS
UNIONES OCLUSIVASUNIONES OCLUSIVAS
UNIONES OCLUSIVASUNIONES OCLUSIVAS
UNIONES OCLUSIVASUNIONES OCLUSIVAS
UNIONES OCLUSIVASUNIONES OCLUSIVAS
Ocludinas Claudinas
JAM
UNIONES ADHERENTESUNIONES ADHERENTES
UNIONES ADHERENTESUNIONES ADHERENTES
UNIONES ADHERENTESUNIONES ADHERENTES
DESMOSOMASDESMOSOMAS
DESMOSOMASDESMOSOMAS
UNIONES COMUNICANTES UNIONES COMUNICANTES (UNIONES GAP)(UNIONES GAP)
UNIONES COMUNICANTESUNIONES COMUNICANTES
UNIONES COMUNICANTESUNIONES COMUNICANTES
MOLECULAS DE ADHESION CELULAR (CAM)MOLECULAS DE ADHESION CELULAR (CAM)
CADHERINASCADHERINAS
SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS (N-CAM)SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS (N-CAM)
SELECTINASSELECTINAS
INTEGRINASINTEGRINAS
MUCINASMUCINAS
CADHERINASCADHERINAS
MoléculaMolécula Distribución celular predominanteDistribución celular predominante
Cadherina ECadherina E Embriones preimplantados, tejido Embriones preimplantados, tejido epitelial nerviosoepitelial nervioso
Cadherina PCadherina P TrofoblastoTrofoblasto
Cadherina NCadherina N Sistema nervioso, cristalino, Sistema nervioso, cristalino, musculo cardiaco y musculo cardiaco y
esqueleticoesqueletico
Existen mas de 40 tipos diferentes, sintetizadas por Existen mas de 40 tipos diferentes, sintetizadas por diferentes genesdiferentes genes
Actúan como dimerosActúan como dimeros
Necesitan calcioNecesitan calcio
CADHERINA NCADHERINA N
CADHERINA ECADHERINA E
UNIONES CELULARES EN LAS QUE PARTICIPAN LAS CADHERINASUNIONES CELULARES EN LAS QUE PARTICIPAN LAS CADHERINAS
N- CAM (MOLECULA DE ADHESION DE N- CAM (MOLECULA DE ADHESION DE CELULAS NERVIOSAS)CELULAS NERVIOSAS)
Grupo de proteinas de adhesion Grupo de proteinas de adhesion intercelular independiente de Ca++, intercelular independiente de Ca++, presentes en vertebrados que pertenecen presentes en vertebrados que pertenecen a las CAM de la superfamlia de las a las CAM de la superfamlia de las inmunoglobulinasinmunoglobulinas
Diferentes tipos, codificadas por un solo Diferentes tipos, codificadas por un solo gen, su diversidad es generada por el gen, su diversidad es generada por el empalme alternativo del ARNm y por empalme alternativo del ARNm y por diferencias en la glicosilaciondiferencias en la glicosilacion
SELECTINASSELECTINAS
Selectina PSelectina P
Es una lectina, reconoce Es una lectina, reconoce hidratos de carbonohidratos de carbono
Depende de Ca++Depende de Ca++
Interviene en el proceso de Interviene en el proceso de extravasación de leucocitos, extravasación de leucocitos, en la formación y ruptura de en la formación y ruptura de contactos intercelulares contactos intercelulares entre los leucocitos de la entre los leucocitos de la sangre y las células sangre y las células endoteliales que revisten los endoteliales que revisten los vasos.vasos.
MUCINASMUCINAS
Interacciones transitorias entre célulasInteracciones transitorias entre células
INTEGRINASINTEGRINAS
LAS INTEGRINAS SON CONSIDERADAS LAS INTEGRINAS SON CONSIDERADAS RECEPTORES QUE MEDIAN LA UNION RECEPTORES QUE MEDIAN LA UNION DE PROTEINAS DE LA MATRIZ DE PROTEINAS DE LA MATRIZ EXTRACELULAR Y EL CITO ESQUELETO EXTRACELULAR Y EL CITO ESQUELETO DE LAS CELULASDE LAS CELULAS
ARGININA-GLICINA-ASPARTATOARGININA-GLICINA-ASPARTATO
Alineacion de los filamentos de Alineacion de los filamentos de fibronectina extracelular con los fibronectina extracelular con los haces de filamentos de actinahaces de filamentos de actina
Anticuerpo Anticuerpo anti integrinaanti integrina
Anticuerpo Anticuerpo anti actinaanti actina
De que forma la matriz extracelular De que forma la matriz extracelular puede propagar de una celula a puede propagar de una celula a otra una orden dentro de un tejidootra una orden dentro de un tejido
Las celulas pueden regular la actividad de sus integrinasLas celulas pueden regular la actividad de sus integrinas
•Rellenar espacios no ocupados por las células.
•Conferir a los tejidos resistencia a la compresión y al estiramiento.
•Constituir el medio por donde llegan los nutrientes y se eliminan los desechos celulares.
•Proveer puntos fijos de unión a diferentes clases de células.
•Ser el medio por el cual llegan sustancias inductoras (señales) provenientes de otras células, para la activación de genes específicos.
•Intervenir en la propagación de células en soportes.
•Organizar elementos del citoesqueleto.
•Determinar la polarización de la célula.
•Ser un vehículo por donde migran las células cuando se desplazan de un punto a otro del organismo (desarrollo embrionario - metástasis).
FUNCIONES DE LA MATRIZ EXTRACELULARFUNCIONES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR