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Tutoria de Biologia Celular - Estudo dirigido 18/11/2014
Atividade de Reposição de aula 
Tema: Matriz extracelular e Junções Celulares
Aluna: Mariana Saldanha Viegas Duarte
Biotecnologia
Roteiro:
Leitura do capítulo 19 do livro Biologia Molecular da Célula (Alberts)
Obs: Não é necessário a leitura do tópico de Parede Celular Vegetal
Focando em matriz extracelular 
1) Faça um pequeno texto (15 linhas) descrevendo a função, composição e localização da lâmina basal.
A matriz extracelular forma uma camada extremamente fina, embora flexível denominada lâmina basal, sendo localizado abaixo do tecido do epitélio sustentando assim, todo o tecido epitelial, além de circundar as células musculares individuais, as células adiposas e as células de Schwann (as quais rodeiam o axônio das células nervosas periféricas para formar a mielina). A lâmina basal separa as células e o epitélio das camadas celulares do tecido conectivo subjacente. Em outras localidades, como o glomérulo renal, a lâmina basal situa-se entre duas camadas celulares e atua como um filtro altamente seletivo. Possuindo outras funções além das estruturais e filtrantes. Ela é capaz de determinar a polaridade celular, influenciar no metabolismo celular, organizar as proteínas na membrana plasmática das células adjacentes, promover a sobrevivência, a proliferação ou a diferenciação celular, atuando também como vias para a migração celular. O papel mecânico da lâmina basal, é essencial. Na pele, por exemplo, a camada externa do epitélio, a epiderme, depende da força da lâmina basal para mantê-lo ligado ao tecido conectivo subjacente, a derme. A lâmina basal é composta, por duas principais classes de moléculas extracelulares: As proteínas fibrosas (normalmente glicoproteínas) e as cadeias de polissacarídeos, de um tipo denominado glicosaminoglicano (GAG). Embora a composição da lâmina varie de tecido para tecido, e mesmo de região para região para região, a maior parte da lâmina basal contém as glicoproteínas laminina, colágeno tipo IV e nidogênio juntamente com o proteoglicano perlecana.
2) Enumere os 6 principais componentes da matriz extracelular e explique ao menos uma função de cada um deles.
Os seis principais componentes da matriz estão, 1) Os colágenos são as principais proteínas da matriz extracelular, e possui por característica principal sua estrutura longa e rígida de fita tripla helicoidal. Quando associados de forma específica formam fibrilas de colágenos que, ao contrário dos GAGs, resistem às forças tensoras; fibras elásticas também são encontradas na MEC constituídas por elastina, pois tecidos como a pele e os vaoss sanguíneos necessitam desta característica elástica para desenvolverem sua função com eficiência. Estas fibras elásticas fornecem a esses tecidos a resistência necessária para que após uma distensão temporária voltem a sua forma original. 2) As glicosaminoglicanas, que ocupam grande volume e devido à sua alta densidade de cargas negativas atraem muitos cátions, dentre eles o Na+ que, por sua vez, é osmoticamente ativo fazendo com que uma grande quantidade de água seja absorvida pela matriz, tornando a matriz um tanto resistente a forças de compressão. 3) Os proteoglicanos, uma possível função seria a de atuar como um filtro que selecionam as moléculas que poderão trafegar por entre as células. Também têm uma função importante na regulação da atividade de algumas proteínas, um exemplo interessante dessa situação é na resposta inflamatória, pois eles (proteoglicanos, em específico o sulfato de heparana) imobilizam quimiocinas na superfície da célula endotelial dos vasos sanguíneos no local da inflamação, estimulando a passagem dos leucócitos da corrente sanguínea para o tecido inflamado por meio da permanência por um longo período das quimiocinas no local. Quando presentes na superfície células, atuam como receptores. 4) As proteínas elastina é composta, principalmente, por dois tipos de pequenos segmentos que se alternam na cadeia polipeptídica: segmentos hidrofóbicos, que são responsáveis pelas propriedades elásticas da molécula e segmentos de hélice alfa ricos em lisina e alanina, o quais fazem a ligação cruzada entre as moléculas adjacentes. 5) A fibronectina é uma proteína extracelular que auxilia a ligação das células à matriz, sendo uma grande glicoproteína encontrada em vertebrados e importante para muitas interações célula-matriz. Assim, camundongos mutantes incapazes de produzir fibronectina morrem no início da embriogênese, pois suas células endoteliais não formam vasos sanguíneos adequados. 6) As selectinas são proteinas responsáveis pela adesão de leucócitos ao endotélio vascular na cascata precoce de eventos que levam aos processos de inflamação. Elas são necessárias para a migração de leucócitos, sendo o passo inicial na seqüência dos eventos que resultará no extravasamento dos neutrófilos nos sítios de injúria. A interação das selectinas com seus ligantes resulta num declínio dramático da velocidade dos neutrófilos, o que permite que as proteínas conhecidas como integrinas promovam ligamentos firmes dos neutrófilos com o endotélio.
3) Explique como ocorre a síntese de colágeno.
Focando em adesão celular
O colágeno é produzido principalmente pelos fibroblastos; para sua síntese, as cadeias polipeptídicas individuais de colágeno, denominadas de pré-pró-colágenos, sintetizadas pelos ribossomos, ligados às membranas do retículo endoplasmático (RE), são liberadas para o seu lúmen, denominados neste momento, de pró- cadeia α. Esses precursores não possuem somente pequenos peptídeos-sinal aminoterminais, necessários para direcionar o polipeptídeo nascente para o RE, mas também, aminoácidos adicionais denominados pró- peptídeos nas extremidades N e C terminais. No lúmen do RE, prolinas e lisinas selecionadas são hidroxiladas para formar hidroxiprolina e hidroxilisina, e algumas das hidroxilisinas são glicosiladas. Cada pró- cadeia α combina-se com outras duas para formar uma molécula helicoidal de três fitas, ligadas por pontes de hidrogênio, denominadas de pró-colágeno, que serão posteriormente secretadas para o meio extracelular. Após esta secreção, os pró-peptídeos das moléculas de pró-colágeno fibrilares são removidos por enzimas proteolíticas específicas, possibilitando a conversão das moléculas de pró-colágeno em moléculas de colágeno, as quais se reúnem no espaço extracelular para formar uma fibrila de colágeno bem maior; posteriormente, elas são reforçadas pela formação de ligações covalentes cruzadas, inter e intramolecular, entre as lisinas das moléculas de colágeno. A agregação das fibrilas de colágeno em feixes maiores, originam uma fibra de colágeno. 
4) Faça uma tabela esquematizando as junções celulares respondendo as seguinte perguntas:
Junção célula-célula ou célula-matriz?
Qual a proteína formadora da junção?
Depende de Cálcio ou Magnésio?
Qual o filamento do citoesqueleto envolvido no processo?
	Junções
	Célula-Célula ou 
Célula-Matriz
	Proteína Formadora da Junção
	Dependente de Cálcio ou Magnésio
	Filamentos do citoesqueleto envolvido
	Junções Aderentes, sinapses
	Célula-Célula
	Caderina do tipo clássica
	Sim / Cálcio
	Filamentos de Actina
	 Desmossomos ou Cinturão de Adesão
	Célula-Célula
	Caderina do tipo desmogleína e desmocolina
	Sim / Cálcio
	Filamentos intermediários
	Hemidemossomos ou Junções de ancoramento célula-matriz
	Célula-Matriz
	Integrina
	Sim / Cálcio
	Filamentos Intermediários
	Junção Comunicante
	Célula-célula
	Conexinas
	Sim / Cálcio
	Não
	Junção Oclusiva
	Célula-célula
	Ocludina e claudina
	Não
	Filamentos intermediários
	Junção Célula-Matriz
	Célula-Matriz
	Integrina
	Sim / Cálcio
	Filamentos de Actina
5) Qual a função das junções do tipo fenda? Como estas são formadas?
As junções do tipo fenda são canais formados por proteínas transmembrana. Cada canal é composto pela associação entre seis proteínas conexinas idênticas que delimitam um ducto central, o que forma estruturascilíndricas e ocas que atravessa a membrana plasmática permitindo a passagem de substâncias entre as células, onde circulam nutrientes; dejetos metabólico; substancias que atuam como sinais; e potenciais elétricos de ação. A estrutura das conexões é comparável à dos canais iônicos. Estes não são estruturas estáticas, já que tem a capacidade de abrir e se fechar. Ficam abertos até que ocorre o aumento na concentração de Ca2+ no citosol e ele se fecha.O fechamento das junções comunicantes adquire grande importância nas mortes celulares, não somente nas programadas como também nas acidentais. Assim, nas células moribundas ocorre um aumento na concentração de Ca2+ citosólico que provoca o fechamento das conexões para que não passe para as células vizinhas elementos que possam causar danos. 
6) Qual a função das junções ocluendentes? Como estas são formadas?
As junções ocludentes, adere firmemente as membranas plasmáticas das células epiteliais logo abaixo da superficie livre do epitelio, compondo um anel que circunda as paredes laterais das células epiteliais. A junção oclusiva é formada pelas proteínas integrais ocludinas e claudinas, entre outras, e bloqueia o espaço intercelular impedindo a passagem de substâncias através do epitelio. Além do fato, das junções oclusivas determinam que as composições moleculares das regiões apical e basolateral das membranas plasmáticas das células epiteliais sejam diferentes entre si. Essa assimetria é porque as junções oclusivas formam barreira que impedem a difusão lateral das proteínas e dos lipídeos da membrana.
7) Em que tipo de junção as proteínas caderinas estão envolvidas? Qual a propriedade que o aparecimento da deste tipo de junção conferiu ao tecido? Porque esta propriedade é tão relevante para o desenvolvimento embrionário?
As proteínas caderinas estão envolvidas nas junções ocludentes e demossomos, ou seja, nas ligações célula-célula. Receberam esse nome por sua dependência de íon Ca2+. A remoção deste do meio extracelular causa a perda da adesão mediada pela caderina. Algumas vezes, principalmente no tecido embrionário, isso é suficiente para deixar que os tecidos sejam facilmente separados. Em outros casos, é necessário um tratamento mais severo, como a combinação da remoção de Ca2+ com proteases, como a tripsina. Várias evidências indicam que elas são as principais moléculas de adesão que mantêm as células unidas nos tecidos embrionários. As caderinas geralmente se ligam umas às outras homofilicamente: a cabeça de uma molécula de caderina se liga à cabeça de uma caderina similar na célula oposta. Esta seletividade permite que populações mistas de células de diferentes tipos selecionem-se de acordo com a caderina específica que expressam, auxiliando no controle do rearranjo celular durante o desenvolvimento, onde diferentes caderinas são expressas em um complexo, alterando padrões. 
8) Agora que chegamos ao final do curso de Biologia Celular pense e responda: Porque as sinapses são consideradas junções?
Pois as sinapses podem ser definidas como uma zona ativa de contato ou proximidade entre terminações nervosas de neurônios com outras células, por exemplo, células musculares. Nesta zona de contato, neurotransmissores são liberados ocasionando uma transferência de impulsos nervosos entre o neurônio e a célula envolvida, influenciado diretamente, de alguma forma, esta célula. Funcionando assim, como uma junção do tipo fenda.