Aula 08 - Matriz extracelular as proteínas da matriz
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Aula 08 - Matriz extracelular as proteínas da matriz


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\u2022 nanismo: algumas formas são causadas por de\ufb01 ciências do colágeno do tipo II;
\u2022 síndrome do \u201chomem-elástico\u201d: 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;
\u2022 síndrome de Ehlers-Danlos: causada por mutações do colágeno tipo III. 
Os pacientes correm o risco de sofrer rompimento das artérias intestinais;
\u2022 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 codi\ufb01 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;
\u2022 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:
\u2022 escorbuto: causado pela de\ufb01 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;
\u2022 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\ufffde são sintetizadas separadamente umas das outras no 
retículo endoplasmático rugoso. Cada cadeia pró-D\ufffdcombina-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 \ufb01 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 \ufb01 brilas e \ufb01 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 \ufb01 brilas de colágenos, que, por sua vez (7), agregam-se e formam as 
\ufb01 bras de colágenos. O empacotamento das moléculas apresenta estriações a intervalos regulares de 67nm.
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COOH
0.5-3Pm
10-300
nm5 6
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BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular: as proteínas da matriz
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ELASTINA \u2013 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 \ufb01 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 \ufb01 bras elásticas sob a pele, hoje estaria se 
parecendo com um buldogue...). Vários tecidos de vertebrados possuem 
\ufb01 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 \ufb01 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 \ufb01 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 \ufb01 ta elástica (Figura 8.7).Extensão Relaxamento
Molécula de elastina Ligação covalente
Fibra elástica{
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As \ufb01 bras elásticas não são compostas somente por elastina.
O cerne de elastina é coberto por uma bainha de micro\ufb01 brilas. As 
micro\ufb01 brilas são compostas por glicoproteínas diferentes, incluindo a 
\ufb01 brilina. Mutações na \ufb01 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 micro\ufb01 brilas parecem ser importantes na montagem 
das \ufb01 bras elásticas.
FIBRONECTINA \u2013 PROTEÍNA ADESIVA
Além dos colágenos e das \ufb01 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 \ufb01 bronectina.
A \ufb01 bronectina é encontrada em todos os vertebrados e é uma 
glicoproteína dimérica (Figura 8.8). Existem duas formas fundamentais de 
\ufb01 bronectina: uma solúvel, presente no plasma e outros \ufb02 uidos corporais; 
outra insolúvel, encontrada nas matrizes dos tecidos conjuntivos.
Auto associação
Ligação de 
colágeno
Ligação a
células
Figura 8.8: A molécula de \ufb01 bronectina é formada por 
duas subunidades (monômeros) ligadas por pontes 
dissulfeto. Ao longo da molécula, dispõem-se vários 
domínios de reconhecimento de outras moléculas.
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Conforme assinalado na Figura 8.8, a \ufb01 bronectina possui sítios 
que reconhecem e se ligam a diversas moléculas da matriz e da superfície 
celular. Um dos primeiros domínios a ser identi\ufb01 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 \ufb01 bronectina.
A \ufb01 bronectina também possui sítios de reconhecimento para 
colágeno e para