MATRIZ EXTRACELULAR Y MOLÉCULAS DE

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José Vázquez Aguirre
hace 8 años
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1 MATRIZ EXTRACELULAR Y MOLÉCULAS DE ADHESIÓN Compilación y armado: Prof. Sergio Pellizza Dto. Apoyatura Académica I.S.E.S Universidad Complutense de Madrid Facultad de Ciencias Biológicas Matriz extracelular Como elementos adicionales, en la matriz se pueden encontrar proteasas y factores de crecimiento. COMPONENTES Colágeno: hay de distintos tipos según el grado de polimerización. El de tipo I está formado por cadenas muy repetitivas, en las que 1 de cada 3 aminoácidos es una Gly y de los otros dos generalmente Pro o OHPro. También puede sufrir glicosilaciones en una cadena lateral de una Lys. Las cadenas se asocian de 3 en 3 formando triples hélices con cabezas globulares que evitan que se aglomere dentro de la célula: esta forma se denomina procolágeno. Una vez sintetizado en el RE, viaja por vesículas o transportadores extracelulares al exterior y ya fuera se eliminan las cabezas globulares. El colágeno 1

El de tipo I está formado por cadenas muy repetitivas, en las que 1 de cada 3 aminoácidos es una Gly y de los otros dos generalmente Pro o OHPro.

2 forma distintos agregados como fibrillas, láminas, redes, anclaje de elementos, membranas basales Cuando se desnaturaliza, se vuelve a reorganizar espontáneamente pero de forma aleatoria, adquiriendo consistencia de gel. Fibras elásticas: interaccionan entre ellas por medio de hélices-α en las que se encuentran Lys que se enlazan por los grupos aldehído. El resto de la molécula es amorfa y muy lábil. El estiramiento de la fibra aumenta su energía debido a las propiedades elásticas. Glicosaminglicanos (GAG): son azúcares con cadenas muy largas, a veces más incluso que el colágeno, y retienen gran cantidad de agua. El único que se encuentra libre es el hialuranán, que alterna azúcares poco comunes. El resto de GAG aparecen conjugados a proteínas, lo que antes se denominaba mucopolisacáridos. Su estructura está formada por un núcleo proteico y distintos GAG unidos a ese núcleo, formando un proteoglicano. Estos proteoglicanos se pueden unir por proteínas enlazadoras al hialuranán. Proteínas adhesivas: tienen en común la existencia de múltiples dominios de interacción. Destaca la laminina, que tiene dominios de unión a receptores, de unión a colágeno, de unión a distintas proteínas y dominio de membrana. 2

El resto de la molécula es amorfa y muy lábil. El estiramiento de la fibra aumenta su energía debido a las propiedades elásticas.

3 FUNCIONES Mecánicas: Soporte: como la lámina basal, muy rica en laminina. Resistencia: por ejemplo, en los tendones. Elasticidad: en pulmón, esfínteres No mecánicas: Retención de agua por GAG: como en el cartílago. Retención y procesamiento de moléculas por proteínas de adhesión: por ejemplo, la proteína Sonic hedgehog (Shh) interviene durante el desarrollo como morfógeno (molécula capaz de formar variaciones en la diferenciación de una célula en el desarrollo embrionario). Se vierte al espacio extracelular desde la notocorda y la zona ventral del tubo neural, donde difunde y forma un gradiente. Es una proteína que puede ser muy modificada, y es un ligando que al unirse a su receptor de membrana desencadena una activación génica, de modo que según la concentración de Shh establecida por el gradiente, se aumenta o disminuye la transcripción. Otro ejemplo sería el factor de crecimiento transformante (TGFβ), que necesita salir a la matriz para ser activado. Moléculas de adhesión celular (CAMs) Son proteínas modulares en el sentido de que tienen elementos repetidos (los dominios de adhesión). La unión entre proteínas de adhesión es regulable. Los tipos más comunes son las Ig-CAM, las cadherinas, las integrinas y las selectinas. Las mucinas no son moléculas de adhesión como tal. Entre ellas, las interacciones pueden ser: Homofílicas: Ig-CAM en general y las cadherinas. Heterofílicas: ICAM (o Ig-CAM del sistema inmune), integrinas y selectinas (que suelen unirse a mucinas). Las interacciones entre las moléculas pueden ser además laterales en la misma célula (cis) que aumentan la fuerza de adhesión y pueden ser con moléculas de células distintas (trans). 3

Retención y procesamiento de moléculas por proteínas de adhesión: por ejemplo, la proteína Sonic hedgehog (Shh) interviene durante el desarrollo como morfógeno (molécula capaz de formar variaciones

4 IG-CAMS Son proteínas con dominios de inmunoglobulinas. Según donde se encuentren reciben otros nombres: ICAM en el sistema inmune, NCAM en el nervioso Las NCAM son fundamentales en la sinapsis y la navegación y migración de células en el cerebro (las neuronas se forman en el ventrículo cerebral y tienen que moverse hasta su localización definitiva). También son importantes en la formación del axón: los axones pioneros buscan en la ME moléculas favorables para su maduración, y sirven de apoyo para otros axones o células de glía por medio de NCAMs, una vez ya formado. Estas uniones son débiles en esta etapa, ya que NCAMs con mucho ácido polisiálico evitan la unión durante la etapa de migración celular, y luego se elimina ese ácido por enzimas de la ME (sialasas) aumentando la fuerza de unión en el sitio definitivo. Esta regulación de la unión también ocurre en la sinapsis con NCAMs y cadherinas, debido a la plasticidad sináptica, donde se aumenta o disminuye la eficacia de ésta. CADHERINAS También son específicas para cada tipo celular (E para epitelio, N del sistema de nervioso ), uniéndose sólo las del mismo subtipo (los tumores epiteliales son muy invasivos porque no tienen una cadherina E que una las células, por ejemplo). Interaccionan con el citoesqueleto por medio de la β-catenina, que funciona también como un regulador de la transcripción de ciertos genes, especialmente de la proliferación celular, y existe una inhibición por contacto por medio de las cadherinas ya que secuestran esta catenina. Durante el desarrollo embrionario, las células con cadherina E forman un epitelio. Cuando de este epitelio se forma el tejido nervioso derivado, 4

neuronas se forman en el ventrículo cerebral y tienen que moverse hasta su localización definitiva).

5 algunas células expresan la cadherina N, perdiendo afinidad por las células epiteliales adyacentes y separándose. INTEGRINAS Y SELECTINAS Son importantes, por ejemplo, en la extravasación de células sanguíneas (leucocitos); donde se producen interacciones selectinasmucinas e integrinas-icams. Primero, la célula sanguínea debe anclarse al endotelio y luego pasar a través de éste. En una inflamación, las citoquinas activan a las células endoteliales de forma que incorporan más selectinas E a sus membranas. Estas selectinas frenan y anclan el leucocito, que también tiene sus propias selectinas. Al detenerse, mediante ciertas señales, se facilita que el leucocito se active expresando integrinas, que se unen a ICAMs. La célula sanguínea pasa a través del endotelio a la zona donde se la necesita, y para ello se debe modificar el citoesqueleto para que pase de ser una célula redondeada a una célula capaz de emitir pseudópodos. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR CAMs: específicas para los distintos tipos celulares. Interacción: heterofílica u homofílica. Adhesión: muy variable, depende de factores como la densidad de CAMs y su presencia en la membrana celular, su estado de activación (p.e.- cadherinas y selectinas necesitan Ca ++ ) y su agregación (afinidad cis+trans>trans). Interacción con el citoesqueleto. 5

Primero, la célula sanguínea debe anclarse al endotelio y luego pasar a través de éste.

6 Desencadenan procesos de señalización celular. Uniones celulares En las uniones estrechas (tight junctions) hay una continuidad física por proteínas de membrana entre las células, y no interviene el citoesqueleto. En las uniones comunicantes (Gap junctions) se produce intercambio de moléculas pequeñas e iones por medio de conexones (6 conexinas en cada membrana). El canal formado se puede abrir y cerrar. Son importantes en el desarrollo embrionario para la comunicación celular cuando no existe aún ni sistema nervioso ni vascular. También se puede observar en sinapsis eléctricas (efapsis) y astrocitos. 6

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