interações celulares e matriz extracelular - UFRRJ Biologia celular e molecular

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Interações Celulares e Matriz Extracelular
Biologia Celular e Molecular
Matriz Extracelular
— Função: 1062/1098
● União e fixação das células
● Proliferação
● Diferenciação
● Migração
● Componente estrutural do tecido.
(membrana basal e matriz intersticial)
— Composição da matriz extracelular:
Proteoglicanos (não-fibrosa)
Formadas por glicosaminoglicanos (GAGs) (um
açúcar e um ácido urônico) ligados à um nucleo
protéico; géis hidratados que protegem os
tecidos contra a compressão; ricos em cargas
negativas; podem se associar à proteínas
fibrosas.
● Hialuronana (GAGs): resistente a forças
de compressão (articulações); preenche
espaço no desen. embrionário p/ forçar
mudança na forma e estrutura (migração
celular).
● Perlecana: participa da estrutura da
membrana basal.
● Decorina: regula a união e diâmetro das
fibrilas de colágeno.
● Agrecana: principal componente da
cartilagem.
Proteínas fibrosas
● Colágenos: principais proteínas;
organização da matriz; tecido conjuntivo;
pele e tendões.
● Elastina: oferece resistência à matriz;
elasticidade aos tecidos.
Glicoproteínas
Oligossacarídeos ligados a asparagina. Auxílio
na migração, estabelecimento e diferenciação
celular.
● Fibronectinas: adesão celular, integrina;
lâmina basal; organização da matriz;
● Lamininas: conectadas às integrinas;
epitelial e muscular.
● Nidogênio: lâmina basal; função
estrutural.
— Tecido conectivo:
● Suas macromoléculas são secretadas por
fibroblastos: ossos - osteoblastos; cartilagem
- condroblastos.
● Colágeno fibrilares constituem grande parte
das proteínas do tecido conectivo.
● Possui células espalhadas pelo espaço.
● Células produzem e degradam a matriz
extracelular como um todo, por meio de
enzimas.
● Suporta diretamente o estresse mecânico de
tensão e compressão
● As moléculas sinalizadoras se difundem no
líquido extracelular.
— Lâmina Basal:
● Camadas encontradas abaixo das células
epiteliais e circundando as células
musculares, adiposas e de Schwann (forma
a mielina, separa essas células do tecido
conectivo;
● Composta principalmente por laminina e
colágeno tipo IV.
● Sintetizada pelas células de ambos os lados
● Filtro altamente seletivo no glomérulo renal,
determinando quais moléculas passarão do
sangue para a urina;
● Determinam a polaridade celular;
● Influencia o metabolismo;
● Organiza as proteínas nas membranas
plasmáticas;
● Possui papel mecânico.
*epidermólise bolhosa juncional: doença
causada pelo descolamento da epiderme na
derme (tecido conectivo) devido a um defeito
genético em algumas proteínas da lâmina basal,
impedindo que a mesma ligue o epitélio a
derme.
Interações Celulares e Matriz Extracelular
Biologia Celular e Molecular
Junções Celulares
Proteínas de adesão celular
(transmembranares)
● Integrinas
○ Célula-célula e célula-matriz,
ligações transientes e ligações
permanentes, respectivamente
○ Necessitam de Ca+²
○ Capacidade de transmitir sinais em
ambas as direções através da
membrana plasmática;
○ Podem transformar um tipo de sinal
em outro;
○ Levam o neutrófilo ao local de
infecção (ligação forte) após o
reconhecimento da selectina (ligação
fraca)
○ Uma molécula de integrina é
composta por duas subunidades de
glicoproteínas, alfa e beta.
○ Se liga aos filamentos de actina no
meio intracelular e depende de
proteínas como a talina para fazer a
ligação, exceto no
hemidesmossomo, onde se liga aos
filamentos intermediários (queratina).
○ Defeitos nas integrinas causam
muitas doenças genéticas.
● Selectinas
○ Necessitam de Ca+²
○ Célula-célula
○ Ligação transiente (momentâneo)
○ Reconhecem resíduos de açúcar
específicos que estão na membrana
de outra célula
○ Coordenam o movimento de
neutrófilos no vaso sanguíneo entre
os tecidos para levá-los ao local de
infecção.
● Superfamília de imunoglobulinas
○ Não necessitam de Ca+²
○ Alguns fazem ligações transientes
(heterofílicas) e outros ligações
permanentes (homofílicas)
○ Célula-célula
● Caderinas
○ Célula-célula
○ Necessitam de Ca+², a remoção do
íon cálcio do meio extracelular
causa a perda de adesão. O íon se
liga aos sítios perto da dobradiça
onde os domínios das caderinas se
ligam, virando um bastão um pouco
curvo e rígido, caso contrário as
dobradiças se flexionam.
○ Ligações permanentes;
○ Presentes em todos os animais
multicelulares e nos
coanoflagelados;
○ Ausentes nos fungos, plantas,
arqueias e bactérias;
○ Existem caderinas clássicas, que
possuem sequências relacionadas
nos domínios intra e extracelulares
e as caderinas não-clássicas, com
sequências distintas, como as proto
caderinas, desmocolinas e
desmogleínas.
○ Ligação homofílica/simétrica, as
moléculas de um subtipo se ligam
ao mesmo subtipo ou semelhante e
fazem reconhecimento seletivo,
específico (segregação celular).
○ Atuam na organização dos tecidos
e desenvolvimento embrionário,
podendo mudar sua organização e
seus contatos, criando novas
estruturas de tecidos.
○ Ligam-se umas às outras com
afinidade baixa, formando uma
ligação forte com a formação de
muitas fracas;
○ As junções formam bolsas onde os
domínios se encaixam na
protuberância do outro.
○ Mecanismos reguladores podem
desfazer a junção como um "velcro"
mesmo que ela seja forte.
○ Múltiplos arranjos perpendiculares
nas células, com organização linear
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em cada uma, formam uma rede de
caderinas.
Junções célula-matriz
Proteínas de adesão celular transmembrana
prendem a matriz ao citoesqueleto da célula,
assim os componentes da matriz influenciam o
comportamento celular.
● Hemidesmossomo
As células epiteliais são presas à lâmina basal
por meio dos hemidesmossomos que ligam os
filamentos intermediários (queratina) do lado de
dentro da célula à laminina no meio extracelular.
Esses hemidesmossomos são compostos por
uma camada de BP230 e plectina (proteínas
transportadoras), que ficam conectadas a
integrinas e ao colágeno tipo XVII que
atravessam a membrana para se ligarem à
laminina do lado de fora da célula.
● Adesão focal
Junções célula-célula 1038/1078
● Junção aderente
○ As caderinas clássicas interagem
com os filamentos de actina.
○ A maioria são ligadas por feixes
contráteis de filamentos de actina
e miosina II não muscular e estão
sujeitas às forças de tração.
○ Formam cintos de adesão nos
tecidos epiteliais;
○ São enormes complexos de
proteínas contendo centenas a
milhares de moléculas de
caderina, compactadas em uma
densa rede regular ligadas ao
lado extracelular por interações
laterais entre os domínios das
caderinas.
○ Formam barreiras para evitar a
perda de líquido extracelular
através da camada da célula,
● Desmossomo
○ As caderinas não-clássicas
interagem com os desmossomos.
○ Formado por placas densas de
proteínas adaptadoras
(placoglobina e placofilina) em cada
lado das membranas, que estão
ligadas aos filamentos
intermediários no citosol de cada
célula por meio de
desmoplaquinas, a parte exterior
entre as duas membranas fica
unida pelas caderinas
não-clássicas.
○ Sua função é proporcionar força
mecânica, estão em maior número
nos tecidos sujeitos à pressão
mecânica, como o músculo
cardíaco e a epiderme.
*Pênfigo: Indivíduos produzem
anticorpos contra uma das
caderinas dos desmossomos,
ligando-se e rompendo os
desmossomos que mantêm as
células epiteliais unidas, resultando
na formação de bolhas na pele com
extravasamento de fluidos para o
epitélio frouxo.
● Junção compacta (oclusão)
○ Formam uma rede ramificada de
fitas selantes que circundam
completamente a extremidade
apical de cada célula na camada
epitelial, mantendo as membranas
unidas.
○ As principais proteínas que formam
essas fitas são as claudinas
○ Selam os espaços entre as células
e impedem a difusão de solutos
para as regiões erradas no
transporte transcelular.
○ Comuns nas células epiteliais
● Junção tipo fenda (comunicante)
○ Faz ponte entre células criando
canais diretos do citoplasma;
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○ Estão presentes na maioria dostecidos
○ A fenda é formada por proteínas
formadoras de canais de duas
famílias distintas denominadas
conexinas e inexinas (invertebrados),
que são inseridas na membrana por
exocitose
○ Permite a troca de íons e outras
pequenas moléculas solúveis em
água.
○ Permite acoplamento elétrico para
dispersar os potenciais de ação de
célula para célula.
○ Seis subunidades de conexinas
formam um conéxon.
○ Dois conéxons são alinhados na
membrana de duas células para
formar um canal aquoso.
○ Diferem em permeabilidade e
regulação;
○ Abrem e fecham continuamente.
● Plasmodesmos
○ Agem como junções do tipo fenda
nas células vegetais;
○ Formam finos canais citoplasmáticos
através da parede celular e são
revestidos pela membrana de cada
célula.
○ No interior há uma estrutura
cilíndrica estreita, o desmotúbulo,
derivado do retículo endoplasmático
liso de cada célula
○ Pequenas moléculas passam pelo
anel de citosol que circunda o
desmotúbulo
○ é formada na fase de citocinese
durante a divisão celular