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Aula 08 - Matriz extracelular as proteínas da matriz

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• nanismo: algumas formas são causadas por defi ciências do colágeno do tipo II;
• síndrome do “homem-elástico”: causada por mutações do gene do colágeno
tipo I. O indivíduo afetado tem juntas, tendões e pele hiperextensíveis. Alguns se exibem 
em feiras de curiosidades e circos;
• síndrome de Ehlers-Danlos: causada por mutações do colágeno tipo III. 
Os pacientes correm o risco de sofrer rompimento das artérias intestinais;
• síndrome de Alport: a maioria dos casos envolve mutações para o gene de uma 
das cadeias do colágeno do tipo IV localizado no cromossomo X. Assim, a herança tem 
o padrão típico da herança ligada ao X. Outros casos dessa síndrome têm origem em 
genes autossômicos que codifi cam outras cadeias do colágeno IV. Os pacientes geralmente 
apresentam lesões nos glomérulos renais, o que causa a eliminação de sangue na urina. 
Curiosamente, muitos deles também perdem a audição;
• hérnias de disco: algumas famílias possuem mutações no gene para cadeia alfa 
do colágeno IX, um dos componentes da matriz extracelular dos discos intervertebrais. 
Esses indivíduos têm grande tendência a desenvolver hérnia de disco.
Entretanto, nem todas as anomalias ligadas ao colágeno têm origem genética:
• escorbuto: causado pela defi ciência de vitamina C. A falta dessa vitamina 
impede a hidroxilação da prolina para conversão em hidroxiprolina, um dos aminoácidos 
fundamentais na cadeia de colágeno. O indivíduo com escorbuto apresenta amolecimento 
dos dentes, sangramento gengival e infecções bucais pelo enfraquecimento que a falta 
de colágeno causa aos tecidos;
• síndrome de Goodpasture: é uma doença auto-imune em que o indivíduo 
desenvolve anticorpos contra suas próprias moléculas de colágeno do tipo IV. Como esse 
colágeno participa da adesão dos epitélios à lâmina basal, esta termina por ser lesada.
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COMO OS COLÁGENOS SÃO SINTETIZADOS 
E SECRETADOS?
As cadeias polipeptídicas que formam o colágeno são chamadas 
cadeias pró-D�e são sintetizadas separadamente umas das outras no 
retículo endoplasmático rugoso. Cada cadeia pró-D�combina-se com 
outras duas, formando uma molécula helicoidal chamada pró-colágeno. 
As moléculas de pró-colágeno possuem uma seqüência chamada pró-
peptídeo, que impede que as fi brilas se formem ainda dentro da célula, 
o que seria desastroso. O pró-colágeno é transportado em vesículas 
secretoras para o meio extracelular, onde os pró-peptídeos serão clivados. 
O colágeno é uma proteína hidrofóbica, o que facilita a sua agregação 
espontânea, dando origem a fi brilas e fi bras colágenas.
Parece complicado? Realmente a síntese de colágeno é um 
pouco complexa e utiliza uma série de enzimas, mas não é nada muito 
diferente do que você aprendeu nas aulas de retículo endoplasmático e 
complexo de Golgi, de Biologia Celular I. O processo está todo resumido 
e esquematizado na Figura 8.6.
Figura 8.6: O colágeno é formado por três cadeias polipeptídicas que se entrelaçam e formam uma
estrutura em tripla hélice no interior do RE. Contudo, a célula não forma essa estrutura de uma vez, 
ela sintetiza por partes: (1) a célula sintetiza cada cadeia separadamente no RE; (2) cada cadeia recebe 
hidroxilas e resíduos de oligossacarídeos; (3) ainda no RE essas cadeias se entrelaçam, formando a tripla hélice 
de pró-colágenos; (4) esse pró-colágeno é transportado em vesículas secretoras para o complexo de Golgi; 
(5) os pró-colágenos são liberados para o meio extracelular, tendo os pró-peptídeos clivados; (6) passando a 
se associar uns aos outros, formando as fi brilas de colágenos, que, por sua vez (7), agregam-se e formam as 
fi bras de colágenos. O empacotamento das moléculas apresenta estriações a intervalos regulares de 67nm.
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2
3
COOH
0.5-3Pm
10-300
nm5 6
7
BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular: as proteínas da matriz
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ELASTINA – FIBRAS ELÁSTICAS
Além das GAGs e proteoglicanas, que retêm grande volume de 
água e conferem à matriz resistência à compressão, e dos colágenos, 
capazes de suportar tensões, a matriz de alguns tipos de tecido ainda conta 
com uma proteína que lhe proporciona elasticidade: a elastina. Graças 
à elastina, e às fi bras elásticas formadas por ela, os tecidos readquirem 
sua forma após uma deformação (lembra daquela tia que lhe puxava as 
bochechas? Se você não tivesse fi bras elásticas sob a pele, hoje estaria se 
parecendo com um buldogue...). Vários tecidos de vertebrados possuem 
fi bras elásticas, o que confere resistência e elasticidade aos órgãos. 
A parede da aorta, em particular, é totalmente recoberta por elastina. 
O principal componente dessas fibras é a elastina, que confere 
elasticidade, de modo que elas possam voltar à forma original após 
uma distensão temporária.
A elastina é uma proteína hidrofóbica (não gosta da água; semelhante 
ao óleo, que não se mistura com a água) que é sintetizada e secretada 
pelas células para o meio extracelular, onde agrupam-se em fi bras elásticas 
próximas à membrana plasmática. A elastina, assim como o colágeno, 
também é sintetizada numa forma precursora: a tropoelastina.
De que forma a elastina consegue mudar sua conformação, ou seja, 
distender e depois retornar ao estado original? As moléculas de elastina 
Figura 8.7: As fi bras elásticas se encolhem 
e se distendem individualmente, dando 
grande elasticidade ao tecido.
são unidas por ligações covalentes, produzindo 
uma rede entrecruzada. As moléculas de elastina 
são encaracoladas, de modo que cada molécula 
de elastina pode expandir-se e contrair-se 
independentemente das vizinhas, como uma 
mola, de modo que toda estrutura pode ser 
distendida e retornar à forma original, como 
uma fi ta elástica (Figura 8.7).Extensão Relaxamento
Molécula de elastina Ligação covalente
Fibra elástica{
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As fi bras elásticas não são compostas somente por elastina.
O cerne de elastina é coberto por uma bainha de microfi brilas. As 
microfi brilas são compostas por glicoproteínas diferentes, incluindo a 
fi brilina. Mutações na fi brilina acarretam a síndrome de Marfan, que 
é relativamente comum em humanos e afeta o tecido conjuntivo. Nos 
casos mais graves a aorta chega a romper-se, pois a parede da aorta é 
cheia de elastina. As microfi brilas parecem ser importantes na montagem 
das fi bras elásticas.
FIBRONECTINA – PROTEÍNA ADESIVA
Além dos colágenos e das fi bras elásticas, a matriz extracelular 
possui ainda outras proteínas que atuam na organização e na adesão 
entre as células e a matriz. Dentre essas, uma das mais importantes e, 
por isso mesmo, mais estudadas e conhecidas, é a fi bronectina.
A fi bronectina é encontrada em todos os vertebrados e é uma 
glicoproteína dimérica (Figura 8.8). Existem duas formas fundamentais de 
fi bronectina: uma solúvel, presente no plasma e outros fl uidos corporais; 
outra insolúvel, encontrada nas matrizes dos tecidos conjuntivos.
Auto associação
Ligação de 
colágeno
Ligação a
células
Figura 8.8: A molécula de fi bronectina é formada por 
duas subunidades (monômeros) ligadas por pontes 
dissulfeto. Ao longo da molécula, dispõem-se vários 
domínios de reconhecimento de outras moléculas.
BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular: as proteínas da matriz
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Conforme assinalado na Figura 8.8, a fi bronectina possui sítios 
que reconhecem e se ligam a diversas moléculas da matriz e da superfície 
celular. Um dos primeiros domínios a ser identifi cado foi o que reconhece 
e se liga à seqüência de aminoácidos RGD (arginina-glicina-asparagina). 
Essa seqüência é reconhecida pelas integrinas, proteínas transmembrana 
que você conheceu na Aula 6. Cada tipo de integrina reconhece diferentes 
moléculas da matriz, o que indica que a seqüência RGD não é o único 
fator de adesão entre células e a matriz. Além disso, a seqüência RGD 
não é exclusiva da fi bronectina.
A fi bronectina também possui sítios de reconhecimento para 
colágeno e para