La funcin de las uniones celulares es mantener la organizacin celular que permite la integridad estructural y funcional de los tejidos y rganos animales

GUIA DE ADHESION CELULAR

UNIONES INTERCELULARES

En plantas y animales, las clulas especializadas en las distintas tareas funcionan de manera altamente coordinada formando tejidos y rganos. Una etapa clave en la evolucin de los organismos multicelulares debe haber sido la adquisicin de la capacidad que hoy vemos en las clulas para establecer contactos fuertes y especficos con otras clulas. Esta capacidad se basa en la funcin de protenas integrales de membrana llamadas molculas de adhesin celular. Las interacciones entre estas molculas dispuestas en la superficie de distintas clulas permite que poblaciones de clulas se organicen en tejidos y rganos. Las clulas primero se agregan reconocindose entre ellas a travs de las molculas de adhesin y luego forman elaboradas uniones intercelulares que estabilizan las interacciones iniciales y promueven la comunicacin local entre las clulas en contacto.

Adems, las clulas animales secretan glicoprotenas que forman una compleja red llamada matriz extracelular con la cual se crea un ambiente especial en los espacios intercelulares. La matriz extracelular ayuda a las clulas a mantenerse unidas en los tejidos y constituye un reservorio de numerosas hormonas que controlan la proliferacin y diferenciacin celular. Tambin provee un substrato sobre el cual las clulas pueden moverse, especialmente en los primeros estados de la diferenciacin (clulas en etapa G0) y organognesis (diferenciacin de clulas madre embrionarias en los distintos rganos).

Defectos en estas conexiones pueden llevar al desarrollo de cncer y malformaciones del desarrollo. La matriz extracelular est formada por tres protenas principales: a) proteoglicanes, protenas altamente viscosas que sirven como de colchn a las clulas; b) colgeno, que forma fibras resistentes dando firmeza a los tejidos; c) protenas solubles altamente adhesivas, que se unen a los otros dos componentes y a receptores en la superficie celular. Las combinaciones entre estos componentes varan en distintos tejidos y dan diferentes cualidades a la matriz extracelular. Por ejemplo, firmeza en los tendones, amortiguacin en los cartlagos o adhesin en el espacio intercelular. La matriz extracelular que rodea a las clulas musculares lisas de una arteria provee firmeza y elasticidad al vaso.

La matriz extracelular no es inerte. Tambin puede ser fuente directa e indirecta (presentando hormonas) de seales que evocan respuestas en las clulas que interaccionan con ella a travs de receptores especficos. Juega un papel crucial en el proceso de desarrollo embrionario, durante el cual la matriz extracelular se est constantemente remodelando, degradando y resintetizando localmente.

En el organismo adulto, ocurre degradacin y resntesis durante procesos de reparacin de heridas. Las clulas interactan entre ellas a travs de cadherinas y con la matriz extracelular a travs de integrinas, ambas protenas de adhesin celular integrales de la membrana plasmtica.

La adhesin de clulas semejantes es una caracterstica fundamental en la arquitectura de muchos tejidos. Un tipo de tejido importante en la interaccin del organismo con el medio es el tejido epitelial, en el cual las clulas forman una capa que tapiza y separa compartimentos externos e internos del organismo. Las clulas que componen un epitelio muestran distintos tipos de uniones intercelulares y de interacciones con la matriz extracelular. Hay fundamentalmente cuatro tipos de uniones de las clulas con elementos del medio que la rodea: a) las uniones estrechas, que forman un anillo alrededor de la clula y un contacto intercelular que impide el paso de iones. Es fundamental para mantener la composicin del medio interno del organismo; b) las uniones en hendidura que forman especies de tneles de conexin entre el compartimento citoslico de dos clulas adyacentes, por los cuales pueden pasar molculas pequeas; c) uniones clula-clula y clula-matriz extracelular a travs de protenas llamadas cadherinas e integrinas, respectivamente.

Estas uniones cumplen la simple funcin de mantener las clulas en posicin dentro de un tejido.

La unin se realiza conectando el citoesqueleto celular a la superficie de la otra clula o a la matriz extracelular a travs de las cadherinas o integrinas que atraviesan la membrana plasmtica. La interaccin de las protenas que atraviesan la membrana con el citoesqueleto es importante para dar resistencia a los puntos de contacto intracelular, tal como se ilustra en la figura. MATRIZ EXTRACELULAR

La Matriz Extracelular Las interacciones celulares resultan fundamentales para su integracin en tejidos y su relacin con clulas similares o diferentes.Las clulas animales secretan alrededor de ellas un complejo retculo conformado por protenas e hidratos de carbono que les crean un ambiente especial: la matriz extracelular. Entre sus principales componentes se cuentan:

El colgeno, fibras proteicas que confieren resistencia y fortaleza a la matriz

Los proteoglucanos, glicoprotenas que poseen una proporcin de polisacridos mayor que lo usual. y confieren el alto grado de viscosidad caracterstico de la matriz

Las fibronectinas, protenas multiadhesivas, tienen afinidad tanto para el colgeno como para las integrinas de las clulas. Su funcin principal es la fijacin de clulas a matrices que contienen colgeno.

Adhesin intercelular

Un grupo de protenas denominadas Molculas de Adhesin Celular (MAC o CAM por sus siglas en ingls) es el responsable de las interacciones entre clulas. Estas protenas corresponden a protenas integrales de membrana, entre las ms importantes tenemos:

Cadherinas: son responsables de las interacciones entre clulas similares (interacciones homotpicas) y requieren de Ca ++ para dicha interaccin, y entre otras caractersticas, se encuentra las de relacionarse (por su porcin citoslica) al citoesqueleto Un ejemplos de uniones que contiene cadherina lo constituyen los desmosomas y las uniones adhesivas celulares y que confieren rigidez y fortaleza al conjunto de clulas que se unen para formar tejidos.

Selectinas: son responsables de las interacciones entre clulas diferentes (interacciones hetertpicas), se fijan a los hidratos de carbono de otras molculas de adhesin celular. Esta fijacin es Ca++ dependiente y se realiza por medio de una lectina que se encuentra en el extremo de la molcula.

La funcin de las uniones celulares es mantener la organizacin celular que permite la integridad estructural y funcional de los tejidos y rganos animales.Existen 3 categoras funcionales de unin entre clulas animales:

DESMOSOMAS: Su funcin es mantener juntas a las clulasUNIONES ESTRECHAS: Mantienen juntas a las clulas y sellan el espacio entre ellas de modo que no puedan pasar molculas.UNIONES EN HENDIDURA: forman canales de comunicacin entre clulas permitiendo el paso de molculas pequeas o iones.

DESMOSOMASSe presentan en 3 formas estructurales diferentes:

Desmosomas en Mancha: actan como remaches, manteniendo juntas a las clulas. La superficie citoplsmica de la membrana plasmtica en la regin donde estn los desmosomas en mancha contienen placas densas que sirven para unir a las clulas mecnicamente mediante estructuras filamentosas de interconexin.

As las membranas plasmticas de las 2 clulas se mantienen paralelas a una distancia fija de 30 nm aprox. En el lado citoplasmtico de la membrana las placas densas estn conectadas a tonofilamentos que ayudan a disipar la tensin cuando hay estiramiento mecnico del tejido.Los desmosomas contienen cadherinas (desmoglena y desmocolina), y sus filamentos intermedios, que son los tonofilamentos formados de queratina.

Hemidesmosomas (medios desmosomas): unen a la membrana celular con el material conjuntivo extracelular conocido como lmina basal que es secretado por algunas clulas epiteliales. Esto sirve para anclar a las clulas la matriz subyacenteDesmosomas en banda: forman un cinturn continuo entre las clulas interconectadas y no presentan placas densas, en lugar de ello estn ancladas a filamentos de actina que se hallan en la cara citoplasmtica de la membrana.Se encuentran en todos los tejidos animales especialmente en los que soportan tensin lateral o de ruptura tales como, la piel y los recubrimientos del estmago, intestino, vejiga y tero. Se piensa que cuando estos tejidos se tensan, los desmosomas distribuyen las fuerzas de ruptura entre las clulas por medio por medio de los tonofilamentos que estn bajo la membrana y la red filamentosa que conecta a las clulas unas con otras.

UNIONES ESTRECHASComnmente las encontramos en las capas de clulas epiteliales que recubren el intestino y la vejiga. Las uniones estrechas se encuentran enfrentadas tan cerca que no hay espacio intercelular. Al tratar a las clulas con proteasas se destruyen las uniones estrechas lo que implica que las protenas de unin son unidades estructurales esenciales en estas uniones. Otro punto de vista es que la unin estrecha est formada por la fusin de las 2 capas externas de lpidos de la membrana plasmtica (una de cada clula) para formar una capa continua.Sus funciones son: Sellan capas de los epitelios, as no pueden pasar molculas a travs del epitelio en ninguna direccin, por ejemplo en el intestino evita que los nutrientes que han sido transportados a la sangre se filtren de regreso al intestino. Polarizan la funcin celular al impedir la difusin lateral de protenas de membrana de un lado de la clula al otro. En la capa epitelial del intestino esto asegura que los sistemas de transporte de membrana que se requieren para la absorcin de nutrientes del intestino y los que se requieren para la secrecin de nutrientes se mantengan en caras separadas de la clula.UNIONES DE HENDIDURA

Llamadas tambin uniones comunicantes debido a que permiten el paso de molculas pequeas y de iones entre las clulas interconectadas, as los sustratos metablicos y segundos mensajeros como el AMPc y el Ca+2 pueden pasar libremente de una clula a otra, el metabolismo de las clulas interconectadas puede acoplarse o coordinarse de modo que las clulas de un tejido particular acten en sincrona. Por ejemplo durante el desarrollo de los tejidos, el acoplamiento metablico puede distribuir nutrientes en donde no hay un sistema circulatorio funcional, y transmitir seales regulatorias como el AMPc durante la diferenciacin celular. En tejidos ms especializados como el corazn y el msculo liso, las uniones en hendidura permiten el acoplamiento elctrico. Esto permite el libre flujo de Ca+2 entre clulas necesario para mantener la contraccin del msculo liso.Estos canales estn formados de una protena llamada conexina; seis molculas se alinean con seis molculas de la membrana contigua para formar un cilindro hexagonal por el cul pueden pasar pequeas molculas de una clula a otra. El Ca+2 controla la permeabilidad de estas uniones, cuando sus niveles son anormalmente altos, las uniones se sellan como resultado de un cambio conformacional en las molculas de conexina, esto protege a las clulas normales durante una agresin a los tejidos, aislndolas de clulas vecinas daadas o moribundas.

PLASMODESMOS

Son las principales uniones intercelulares en las plantas superiores, permiten el transporte de materiales de relativamente bajo peso molecular entre clulas vecinas. Son similares a las uniones de hendidura pero con diferente estructura.

Son finos filamentos de citoplasma, delimitados por membrana plasmtica; Conectan una clula vegetal viva con las clulas adyacentes mediante espacios de 30 a 50 nm de dimetro que atraviesan las paredes celulares intermedias. Un desmotbulo pasa a travs del centro de cada plasmodesmo y es continuo con el retculo endoplsmico de las clulas conectadas. Los extremos de los plasmodesmos estn oprimidos por prolongaciones de las paredes celulares adyacentes.

Ciertas pruebas de laboratorio sugieren que el Ca+2 y la fosforilacin de protenas podran regular el movimiento de las molculas y podra suspenderse. Los plasmodesmos aseguran que las plantas multicelulares no sean simples agregados de clulas separadas por paredes celulares, si no organismos en los que las actividades metablicas de las diferentes partes estn reguladas e integradas

ACTIVIDADLea atentamente la gua, revide sus apuntes y responda las siguientes preguntas:1. Cmo surge el nivel de organizacin tisular?

2. Cules son los requerimientos generales en la organizacin tisular?

3. Indique los mecanismos de adhesin celular

4. Indique la funcin de las molculas que participan en la adhesin celular

5. Cules son las caractersticas de la matriz celular? Describa sus componentes6. Describe y nombre ejemplos de las MAC

7. Qu son los tonofilamentos y cul es su funcin?

8. Caracterice y dibuje la estructura de adhesin de los vegetales

9. Complete:

TIPO DE ADHESIONUBICACIN PROTENA CARACTERSTICASFUNCINIMAGEN/ESQUEMA/DIAGRAMA

Desmosoma en Mancha

Desmosoma en banda

Hemidesmosoma

Unin estrecha

Unin en hendidura

10. Indique las estructuras involucradas en:

Adhesin clula clula

Adhesin clula matriz celular

EMBED PowerPoint.Slide.12

Adhesiones focales: Unen los filamentos de actina de las fibras de estrs a la matriz extracelular. (Integrinas)

Hemidesmosomas:Unen los filamentos intermedios a la matriz extracelular. (Integrinas)

Uniones comunicantes: Permiten el paso de iones y pequeas molculas hidrosolubles (Conexinas).

Desmosomas: Unen los filamentos intermedios de una clula a los de la adyacente (Cadherinas).

Uniones adherentes: Unen los haces de actina de una clula a los de la adyacente (Cadherinas).

Uniones oclusivas: Sella la unin entre dos clulas vecinas. (Claudinas).

LA CELULA EN SU CONTEXTOINTERACCIONES CELULA-CELULA Y CELULA-MATRIZ EXTRACELULAR

3