Biologia Cel·lular Tema 20: Adhesió Intercellular - PDF

TEMA 20. ADHESIÓ INTERCEL·LULAR Les cèl·lules s’organitzen en teixits per a executar les seves funcions. En la imatge anterior observem el teixit epitelial, que s’uneix a la làmina basal (matriu extracel·lular i organitza les cèl·lules), que l’uneix amb el teixit connectiu. Aquest últim està format...

TEMA 20. ADHESIÓ INTERCEL·LULAR Les cèl·lules s’organitzen en teixits per a executar les seves funcions. En la imatge anterior observem el teixit epitelial, que s’uneix a la làmina basal (matriu extracel·lular i organitza les cèl·lules), que l’uneix amb el teixit connectiu. Aquest últim està format per cèl·lules que no estan unides entre elles, sinó que està format per matriu extracel·lular que es produeix per la secreció de polisacàrids o proteïnes per part de les cèl·lules que formen part del teixit. L’estrès mecànic del teixit connectiu el suporta la matriu extracel·lular. 20.1 RELACIÓ AMB EL CITOESQUELET El citoesquelet està connectat amb la matriu extracel·lular o entre cèl·lules. El citoesquelet presenta una continuïtat dels diferents túbuls que el formen, i interaccionen amb proteïnes de la matriu extracel·lular o altres cèl·lules. Per parlar de tot això utilitzarem el teixit epitelial. 20.2 ADHESIÓ INTERCEL·LULAR Participen en la unió entre cèl·lules veïnes. L’adhesió cel·lular es basa en mecanismes pels quals les cèl·lules són capaces de reconèixer i adherir-se específicament. 259 Tight junctions (per a segellar l’epiteli), gap junctions (permeten el pas de molècules petites i ions a través de diferents cèl·lules)... Hi ha molècules d’adhesió que permet a les cèl·lules unir-se amb la matriu extracel·lular o interaccioni amb altres cèl·lules. L’adhesió cel·lular és molt important per al desenvolupament embrionari. Les cèl·lules que el formen han d’unir-se. S’han d’agregar unes amb altres de manera específica per a formar 3 fulles i després teixits... 260 La interacció entre molècules d’adhesió és selectiva. Per a estudiar-ho, es disgreguen les diferents cèl·lules de l’embrió. Amb el temps, es tornaven a unir, adoptant la mateixa distribució que en un inici, formant les 3 capes. Això ho veiem a la part inferior de la imatge anterior. En les fases inicials del desenvolupament embrionari les capes blastodèrmiques es mantenen unides, ja que hi ha processos de reconeixement i adhesió cel·lular. S’observa que al barrejar-ne les cèl·lules, al cap d’un cert temps recuperen la seva organització inicial en capes diferenciades. CAMs: Molècules d’Adhesió Cel·lular 1. Caderines 2. Super-família de les Ig’s 3. Integrines 4. Selectines Són proteïnes de membrana. Es poden classificar segons la dependència de calci. A més, la interacció entre elles pot ser heterofílica (entre proteïnes diferents) o homofílica (entre proteïnes iguals). CADERINES Són les majoritàries i molt importants en les epitelials. N’hi ha de molts tipus. Una molècula d’adhesió és una proteïna transmembrana: té una cua citosòlica (n’hi ha que no), una regió transmembrana, i una regió extracel·lular, que sol ser més gran i és on unirà altres molècules. I és a la cua citosòlica on s’uniran els filaments de citoesquelet. Extrem N-terminal a l’exterior. Les caderines clàssiques són transmembrana de tipus I: només passen per la membrana 1 cop. T-caderina: no part citosòlica, unió per GPI. 261 La seva activació depèn de calci. Necessiten unir calci per a canviar la conformació, per a passar d’una conformació laxa a més recta. Això els permetrà unir-se, de manera simètrica, amb una altra caderina pels extrems N-terminal. Depenent del teixit, la cèl·lula pot expressar un o altre tipus de caderina. Les cèl·lules que expressin un tipus de caderina s’uniran a una cèl·lula que també expressi aquella caderina concreta. S’uneixen de manera específica/selectiva. Intervenen en el desenvolupament embrionari, en la diferenciació de teixits, que s’uniran segons la caderina que expressin. També depèn dels nivells de caderina que s’expressin. En cèl·lules que expressen un mateix tipus de caderina, les cèl·lules que n’expressin més s’uniran entre elles, i les que n’expressin menys amb les que expressin menys. 262 Les unions homofíliques entre caderines són febles, cosa que permet que les cèl·lules es puguin desunir en un moment determinat. No obstant, el que fa una unió forta entre cèl·lules és que es donen moltes unions. Participen en la organització tissular, i en la formació del tub neural. Un ectoderm té unes caderines determinades formant un epiteli, un ectoderm. Però es pot canviar l’expressió d’una a altra caderina quan li interessa a la cèl·lula. Els factors de transcripció ho regulen. Si algunes de les cèl·lules de l’ectoderm canvien d’expressió de caderines, les que tinguin iguals s’uniran, formant un tub neural (en groc a la imatge). Al final, el tub neural migrarà, es separarà de l’ectoderm, car ja no tindrà caderines d’unió a l’ectoderm. Es formarà el gangli que necessitava l’organisme i totes les cèl·lules de l’ectoderm tornaran a expressar les mateixes caderines. Per tant, la regulació de les caderines regulen processos de morfogènesi. El mateix passa en els tumors (han de canviar de caderines per a desenganxar-se del teixit): EMT/MET. EMT: transició d’epiteli a mesenquima. MET: transició de mesenquima a epiteli. Importants en el desenvolupament embrionari i en processos tumorals. 263 Caderines clàssiques. Family members: E (epitelials), N (neurals)... Les clàssiques s’uneixen al citoesquelet amb Actin Binding Proteins, amb filaments d’actina. En canvi, les desmosomals s’uneixen al citoesquelet per mitjà dels filaments intermediaris, i formen desmosomes. 20.3 SUPERFAMÍLIA DE LES IG’S S’uneixen de manera homofílica o heterofílica. Poden estar en forma monomèrica o dimèrica. S’anomenen així perquè tenen dominis que es van repetint similars als dels anticossos/immunoglobulines. Poden tenir diferents formes i actuen en la interacció sinàptica (unió perquè passin els neurotransmissors de la part presinàptica a la postsinàptica). No necessiten calci ni magnesi per a la seva unió. 20.4 INTEGRINES Família molt important. Són receptors de proteïnes que es troben a la matriu extracel·lular. Formats per heterodímers: subunitats alfa i beta. Tenen una regió alfa hèlix transmembrana, i una regió extracel·lular amb què s’uneixen sobretot a proteïnes de la matriu extracel·lular (cel·lulars o mesenquimals/de teixits). La unió és heterofílica i dependent de calci. Connecten la matriu extracel·lular amb la membrana i el citoesquelet. Poden activar-se per ambdós cantons. 264 L’activacio de l’exterior es pot transmetre a l’interior (Outside-In Activation), així com pot passar un senyal de l’interior a l’exterior (Inside-Out Activation). 20.5 SELECTINES Proteïnes transmembrana d’adhesió que depenen de calci i s’uneixen a carbohidrats de la superfície cel·lular que actuen en adhesions intercel·lulars transitòries. La seva interacció és heterofílica. Tenen, al l’extrem Nterminal, un domini de lectina, que els permet unir-se a polisacarids/sucres. Exemple en què actuen: resposta immunitària intercel·lular. Els glòbuls blancs de la sang es van unint amb les cèl·lules endotelials. S’uneixen amb el domini de lectina (perquè tenen sucres a la superfície) i roden pels vasos sanguinis. Arriba un moment en què aquesta interacció esdevé molt forta (en general és dèbil), i el glòbul blanc entra a l’endoleli per a fagocitar el patogen que ha entrat i ha produït inflamació, etc. 265 Els leucòcits tenen unes proteïnes d’unió a selectina. Quan es dona una inflamació en el teixit adjacent, aquest expressa citoquines, que fan que augmenti l’expressió de selectines. De manera que les cèl·lules epitelials posaran P-selectines en la membrana, que s’uniran als polisacàrids de la membrana dels leucòcits. Els leucòcits tenen receptors PAF. Amb les citoquines, es posa a la membrana de les cèl·lules epitelials PAF. Interaccionen, es dona senyal outside-in i les integrines s’activen, i interaccionen heterofílicament amb les immunoglobulines (integrin/ICAM binding) i podrà entrar a l’epiteli per a fer la seva funció. 266 RESUM La interacció Ig pot ser homo i heterofílic. De fet, estan altament glicosilades. 267