La Célula en su La Célula en su Contexto Social:Contexto Social:Adhesión celularAdhesión celular

En plantas y animales, las células especializadas en las distintas tareas funcionan de manera coordinada formando tejidos y órganos.Una etapa clave en la evolución de los organismosmulticelulares fue la capacidad paraestablecer contactos fuertes y específicos con otras células.

Esta capacidad se basa en la función de proteínasintegrales de membrana. Las células primero se

agregan reconociéndose entre ellas a través de lasmoléculas de adhesión, que forman dichas proteínas, y

luego forman elaboradas uniones intercelulares queestabilizan las interacciones iniciales y promueven la

comunicación local entre las células en contacto.

Además, las células animales secretan glicoproteínas queforman una compleja red llamada matriz extracelular

conla cual se crea un ambiente especial en los espacios

intercelulares. La matriz extracelular ayuda a las células amantenerse unidas en los tejidos y constituye un

reservorio de numerosas hormonas que controlan laproliferación y diferenciación celular. También provee un

substrato sobre el cual las células pueden moverse,especialmente en los primeros estados de la

diferenciacióny organogénesis.

Matriz extracelular Matriz extracelular

La matriz extracelular es un entramado de moléculas,

proteínas y carbohidratos que se disponen en elespacio intercelular y que es sintetizado y

secretadopor las propias células.

La cantidad, composición y la disposición de la matriz extracelular depende del tipo de tejido

considerado.

Funciones de MECFunciones de MEC

Aporta propiedades mecánicas a los tejidos (tanto en animales como en vegetales),

Mantiene la forma celular, Permite la adhesión de las células para formar

tejidos,Sirve para la comunicación intercelular, Forma sendas por las que se mueven las células,Modula la diferenciación celular y la fisiología

celular,Produce factores de crecimiento.

Composición Composición Las principales macromoléculasque componen la matrizextracelular son: colágeno,elastina,

glucosaminoglicanos,proteoglicanos yglicoproteínas. Todas ellas seencuentran en un medio

acuosojunto con otras moléculas demenor tamaño, además de losiones.

Esquema de las principales moléculas que aparecen en la matriz extracelular de un tejido conectivo.

Los asteriscos señalan la matriz extracelular. A) Cartílago hialino, B) Matriz ósea compacta, C) Conectivo denso regular (tendón), D) Conectivo gelatinoso del cordón umbilical, E) Paredes celulares del sistema vascular de un tallo de una planta, F) Células epiteliales, G) tejido nervioso donde prácticamente no existe matriz extracelular

Matriz extra celularMatriz extra celular

Colágeno Colágeno Familia de proteínas muy abundante en

vertebrados,forman cadenas α, las cuales se asocian de tres en

tres paraformar hasta 28 tipos de moléculas de colágeno

diferentes.Su principal misión en los tejidos es formar un

armazónque hace de sostén a los tejidos y que resiste las

fuerzas detensión mecánica.

Características del colágenoCaracterísticas del colágeno

Composición poco frecuente de aminoácidos (abundantes en glicina)

Pueden organizarse formando mallas o fibras y formar uniones entre células.

Síntesis de fibras de colágenoSíntesis de fibras de colágeno

Tipos y funciones del Tipos y funciones del colágenocolágeno

Tipo Disposición DistribuciónI Fibras Hueso, tendones, ligamentos, piel,

dentina, córnea

II Fibras Cartílago hialino, humor vítreo, notocorda

III Fibras Piel, vasos sanguíneos, órganos internos

V Fibras Membranas fetales, piel, hueso, placenta

XI Fibras Cartílago

IV Redes Laminas basales

VIII Redes hexagonales

Córnea

IX Establece uniones

Cartílago, cuerpo vítreo

Con los asteriscos negros se indica el colágeno ya ensamblado en el exterior celular, mientras que con los asteriscos blancos las vesículas intracelulares llenas de moléculas de pro-colágeno. La flecha blanca indica un posible punto de liberación de las moléculas de pro-colágeno al espacio extracelular.

Resumen colágeno y elastinaResumen colágeno y elastina El colágeno y la elastina son proteínas estructurales

de la matriz extracelular.

• ColágenoEs la proteína más abundante de la matriz extracelular.Formado por 3 cadenas α.Se organiza para formar sobre todo fibras.Resiste tensiones mecánicas sin deformarse.

• Elastina Forma parte de las fibras elásticas.Las fibras elásticas permiten que los tejidos recuperen su forma original tras una distensión mecánica.

Las proteínas colágeno, las fibras elásticas yotras moléculas presentes en la matrizextracelular se encuentran embebidas en unmedio compuesto fundamentalmente porpolímeros no ramificados de azúcares y agua.Los azúcares corresponden al tipo de losdenominados glucosaminoglicanos

Glucosaminoglicanos Glucosaminoglicanos

Formados por repeticiones de parejas demonosacáridos donde uno de los azúcares tiene ungrupo amino y el otro es normalmente la

galactosa.Tienen una fuerte asociación con moléculas de

agua(debido al COOH), aportando una gran hidratación

ala matriz extracelular

Son moléculas poco flexibles, por lo que ocupan granvolumen, haciendo que la matriz se comporte como

ungel, permitiendo que los tejidos puedan resistir

fuertespresiones mecánicas y además favorece una alta tasade difusión de sustancias entre las célula.Los tipos más comunes de glucosaminoglicanos sonel ácido hialurónico y los glucosaminoglicanossulfatados.

Ac. HialurónicoAc. Hialurónico

Es un tipo especial de glucosaminoglicanos, que no forma enlaces covalentes con otras moléculas de laMEC. Suele asociarse con colágenos confiriendo

elasticidad,resistencia y lubricación a la MEC.Su función es muy importante durante el desarrollo oen lugares del organismo donde se produce una

fuerteproliferación celular puesto que facilita eldesplazamiento celular

GlucosaminoglicGlucosaminoglicanosanos

¿¿Cuales son los beneficios del ácido hialurónico?

¿Cuál es el uso que, actualmente se le da a este producto?

ProteoglicanosProteoglicanos

Molécula compuesta por la unión covalente entre una

cadena de aminoácidos y uno o variosglucosaminoglicanos sulfatados.Los proteoglicanos son sintetizados en el interiorcelular. La parte proteica se sintetiza en el retículoendoplasmático, donde también se inicia la

adición deglúcidos

La mayoría de los proteoglicanos son exocitados al

espacio intercelular, pero algunos formarán parte de la

membrana plasmática.

Resumen glucosaminoglicanos y Resumen glucosaminoglicanos y proteoglicanosproteoglicanosLos glúcidos son componentes esenciales de la matriz extracelular. Abunda untipo especial denominado glucosaminoglicanos

• Los glucosaminoglicanos son polisacáridos no ramificados formados por repeticiones de parejas de sacáridos. Tienen una gran capacidad de hidratación, lubrican, aportan resistencia frente a presiones mecánicas, etcétera.

• Ácido hialurónico. Glucosaminoglicanos no unido covalentemente a polipéptidos.

• Proteoglicanos. Glucosaminoglicanos más polipéptidos unidos covalentemente. Tipos: condroitín sulfato, dermatán sulfato, queratán sulfato y heparán sulfato.

• Las paredes celulares de las células vegetales están formadas principalmente por glúcidos: celulosa, hemicelulosa, pectinas, etcétera

Las distintas moléculas que forman la matrizextracelular están unidas entre sí. La mayoría de

estasuniones son entre proteínas, pero también entreproteínas y azúcares, y están principalmente

mediadaspor glicoproteínas.

Los tipos existentes son:Proteínas presentes en la matriz extracelularProteínas transmembrana que unen la célula a la

matriz extracelular.Proteínas transmembrana que unen una célula a

otra célula

Proteínas presentes en la matriz Proteínas presentes en la matriz extracelularextracelular

Las fibronectinas formadas por dos cadenas depolipéptidos unidos por uniones di-sulfuro, se unen alcolágeno, ciertos proteoglicanos, a glucosaminoglicanos. Forman fibras insolubles en tejidos conectivos o solublesen el plasma, como la sangre. Tienen un papel muy importante durante el desarrolloembrionario creando sendas por las que pueden migrarlas células de un lugar a otro del embrión

Molécula de fibronectina. Formada por dos cadenas de aminoácidos unidas por la zona próxima al extremo carboxilo por puentes di-sulfuro. Se indican los dominios de la proteína que interaccionan con otras moléculas produciendo adhesión.

FibronectinaFibronectina

Fibrinógeno, que une receptores de superficie de las plaquetas y permite la coagulación sanguínea, la laminina que ayuda en el entramado de las láminas basales, la osteopondina presente en el hueso y el riñón, la denominada proteína de unión, que aparece en el cartílago.

Fibrinógeno Fibrinógeno

Proteínas transmembrana que Proteínas transmembrana que unen la célula a la matriz unen la célula a la matriz extracelular. extracelular.

Las integrinas son las moléculas más importantes en

la adhesión de la célula a la matriz extracelular.Son proteínas transmembrana formadas por dossubunidades, cada una de ellas con un dominio

intracelular que contacta con el citoesqueleto y otroextracelular globular que es capaz de unirse al

colágeno, fibronectinas y lamininas.

Esta conexión entre MEC y citoesqueleto celular esfundamental para modificar el comportamiento

celular. Su dominio citosólico, interactúa con proteínas queson capaces de viajar al interior del citoplasma para

afectar rutas moleculares o viajar al interior del núcleo

para alterar la expresión génica.Son capaces también de modificar su capacidad de

adhesión, variando su movilidad.

Integrinas Integrinas

Las integrinas suelen aparecer asociadas en la

membrana plasmática formando las denominadas

adhesiones focales y también a los hemidesmosomas.

Proteínas transmembrana que Proteínas transmembrana que unen una célula a otra célulaunen una célula a otra célula

Hay cuatro tipos: cadherinas, inmunoglobulinas, selectinas y algunos

tipos de integrinas. Las cadherinas se encuentran en la superficie de la mayoría de las células

animales y forman uniones homotípicas, es decir, reconocen a otras cadherinas en

la célula adyacente.

Son una familia de proteínas cuyos miembros suelen aparecer característicamente en

ciertos tejidos. Así, la N-cadherina se expresa en el tejido nervioso, la E-cadherina en el tejido epitelial. Es por ello que juegan un papel importante en la segregación de

poblaciones celulares de los distintos tejidos. Son especialmente importantes durante el desarrollo embrionario. Las cadherinas son

parte estructural de los demosomas.

Las selectinas son también proteínas de adhesión entre células, pero forman

uniones heterotípica, es decir, se unen a glúcidos presentes en la célula vecina. Esto

es gracias a que poseen un dominio que tiene afinidad por determinados azúcares.

Son importantes en la unión de los glóbulos blancos a las paredes del endotelio cuando

abandonan el torrente sanguíneo para adentrarse en los tejidos.

Las integrinas, que median la adhesión de las células a la matriz extracelular, también pueden mediar adhesiones célula-célula. En concreto, algunas

integrinas pueden formar uniones con algunas moléculas transmembrana del

tipo de las inmunoglobulinas.

Principales proteínas transmembrana que realizan contactos célula-célula

Complejos de Unión Complejos de Unión

Existen uniones entre células que forman estructurasmacromoleculares denominados complejos de unión.

Uniones estrechas. Forman asociaciones muy fuertes entre células, obliteran el espacio intercelular, en todo el perímetro

celular.

Uniones adherentes. Aparecen en las células epiteliales, en todo el perímetro celular, importantes durante la morfogénesis.

Desmosomas. Forman uniones puntuales a modo de remaches. Aparecen en numerosos tejidos.

Hemidesmosomas. Forman uniones puntuales entre la membrana basal de las células epiteliales y la lámina basal.

Uniones focales. Concentraciones de moléculas en zonas de la membrana plasmática que forman uniones con la matriz

extracelular.

Disertaciones….