Tema 7.- MATRIU EXTRACEL·LULAR (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2015
Páginas 8
Fecha de subida 17/03/2016
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget 6.- MATRIU EXTRACEL·LULAR Exemples: tendons, filaments, etc.
Teixit ossi: matriu molt dura.
Teixit connectiu: moltes fibres sobretot col·lagen, elastina. Formada pels fibroblasts.
Teixit epitelial: permet que les cèl·lules estiguin ordenades en un pla En cada teixit la matriu té una estructura determinada per les cèl·lules del teixit.
1.- Glucosaminglucans Són molècules de glúcid que algunes estan aminades. Són cadenes lineals (no ramificades) formades per la repetició d’un disacàrid (2 sucres), d’aquest disacàrids sempre un és Nacetilglucosamina o N-acetilgalactosamina. D’aquí el nom de glucosaminglucans. L’altre sucre sovint es l’àcid glucurònic o idurònic.
A l’Àcid hialurònic el separarem de la resta. Diferències: - El nombre de repeticions del disacàrid pot arribar fins a 25.000 mentre que en els altres 4 només a 200 (heparina sulfat) (Chondrotina, dermatina sulfat). 250 i Keratan sulfats(20-40).
- En l’àcid hialurònic no s’han trobat variacions en els sucres que formen el disacàrid. En la resta de glucosaminglucans si que en podem trobar alguna de tant en tant. Els sucres variants d’alguns són D-galactosa, D-xilosa, Dgalactosamina, L-fructosa, D-manosa i NANA) - L’àcid hialurònic no es troba mai sulfatat mentre que la resta si que poden trobar-se sulfatats però en una proporció diferent entre ells.
- L’àcid hialurònic no s’uneix covalentment a proteïnes, no forma proteoglucans, la resta si.
Aquestes estructures són altament hidrofíliques, per tant atreuen aigua i formen estructures molt hidratades. Ocupen molt volum, en algunes matrius extracel·lulars gràcies a això l’estructura és una mica gelatinosa. Va molt bé pel moviment de ions i molècules hidrofíliques.
Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget Proteoglucans La unió dels glucosaminglucans amb proteïnes es fa a través d’un tri o tetra sacàrid d’enllaç.
Amb aquest tri o tetra sacàrid d’enllaç si que es forma una unió covalent i després entre els glucosaminglucans i les proteïnes que formen el proteoglucà.
Quan és parla de l’estructura del hyaluronan es parla d’una estructura de proteoglucà encara que la unió no sigui covalent.
Matriu extracel·lular – Crear una estructura altament hidratada que permet el traspàs de ions i altres molècules, crear estructures de proteïnes per tal de que la cèl·lula pugui ser reconeguda.
Els sindecans són proteïnes de membrana unides a glucosaminglucans, proteoglucà de superfície.
Hi ha altres molècules que tenen funció d’adhesió (adhesives). – Unir la membrana plasmàtica a proteïnes de la matriu extracel·lular.
Activen el factor de creixement lliure per tal de que pugui unir-se al receptor, per tant, s’ha d’activar amb la unió dels glucosaminglucans permetent així un canvi de forma, modificació de la seva forma (de passiva a activa).
La matriu té una funció activa, no només passiva.
Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget 2.- Exemples de proteïnes fibroses de la matriu extracel·lular:  Amb funció estructural (Col·lagen i elastina)  Amb funció adhesiva (Fibronectina i laminina) 2.1.- Col·lagen Forma fibres molt fortes.
CURIOSITAT És més fort a igual massa un tendó que un cable d’acer.
Una molècula de col·lagen està formada per 3 cadenes α de col·lagen que té uns 1050 aminoàcids (Aa) cadascuna. Formant cadenes hèlix α amb gir a l’esquerra (levogira). Com que els aminoàcids són molt petits el diàmetre de l’hèlix α és molt petit 1,5nm i 300nm de llarg. Les cadenes són riques en Gly(35%), Ala (11%), Pro i Hidroxi Pro (21%) i Lys glucosilada.
Per formar una trena amb les tres cadenes α aquestes s’entortolliguen girant cap a la dreta.
Entre les molècules de col·lagen es formen una sèrie de enllaços. El nombre màxim d’enllaços es dóna entre molècules separades una de l’altre per 67nm. En una fibra de col·lagen degut a que entre les diferents molècules estan separades una de l’altre per 67nm no hi ha punts febles. Les molècules estan desplaçades les unes amb les altres no estan paral·leles. Hi ha molècules (hydroxylysine i hydroxyproline) glucosilades.
Entrecreuament aldòlic: se sol donar entre dos lisines. Entre residus de lisina. I es pot donar entre cadenes alfa de la mateixa molècula o entre molècules diferents.
Hi ha col·làgens que no formen fibres però que estan associats a fibres i n’hi ha que formen estructures de xarxa.
Les fibres de col·lagen de tipus I formen els tendons, els ossos... les de tipus II formen el cartílag de l’orella...
Cada una de les cadenes alfa se sintetitza a partir d’unes estructures que anomenem procadenes alfa. Inicialment aquesta cadena se sintetitza més llarga del que serà finalment.
Aquesta cadena a mesura que va sent sintetitzada va sent modificada. S’hi van afegint sucres, per això seran cadenes glucosilades. En el reticle, 3 pro-cadenes alfa de forma espontània, s’ajunten entre si per formar la cadena de pro-col·lagen, formant la triple hèlix en la regió central però que encara conserven les cadenes més llargues. Es en aquest moment que la cèl·lula expulsa les cadenes que un cop fora de la cèl·lula es convertiran en cadenes de col·lagen. Els pèptids d’extensió (pro-pèptids) són eliminats per uns enzims específics deixant ja la molècula de col·lagen, i de sobte de manera espontània les molècules de col·lagen s’ajunten entre si. Si els pèptids d’extensió no existissin passaria que les fibres creixerien a l’interior de la cèl·lula i la cèl·lula acabaria morint. Aquest procés es dóna fora de Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget la cèl·lula perquè els pèptids d’extensió fan d’impediment que les cèl·lules de pro-col·lagen s’associïn entre si. Un cop fora la cèl·lula si que es poden formar les fibres. Si es formessin dins, com que les fibres anirien creixent, tot l’interior de la cèl·lula seria de fibra i al final la cèl·lula acabaria “explotant”.
Estructures de les quals forma part el col·lagen: Tendons: interaccions entre col·lagen fibrós i no fibrós. Les fibres de col·lagen del tipus I estan unides amb les fibres de col·lagen de tipus VI de forma paral·lela, formant així els tendons. Aquesta estructura de les fibres no té punts febles i això fa que sigui molt resistent. Les fibres de col·lagen estan unides per un col·lagen que no forma fibres però que les uneix.
Cartílag: esta formada en gran part per fibres de col·lagen de tipus II. Enlloc d’unir-se de forma paral·lela s’associen de forma tridimensional. Donen una resistència tridimensional gran. Unides gràcies al col·lagen de tipus IX.
Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget Col·lagen tipus IV: no forma fibres, perquè no perd les cadenes d’extensió. Els dos extrems conserven els pèptids d’extensió que li impedeixen formar fibres. Les cues N-terminals es poden unir entre si, formant diferents estructures, que a més s’ajunten amb altres estructures similars que formen malles amb forma de làmines. A vegades formen més d’una làmina connectades entre si. Perquè algunes d’aquestes molècules es desvien cap a la làmina superior o la làmina inferior, ajuntant les làmines entre si. No tant resistents però també resistents. Això és important per les làmines basals en els epitelis.
2.2.- Elastina Es una molècula rica en Glicina, Alanina i Lisina però no estan hidroxilades. Té propietats elàstiques. Hi ha regions amb propietats elàstiques, separades per regions no elàstiques de Lisina. Quan l’estirem s’estira i quan deixem d’exercir la pressió torna a la seva estructura basal. Se sol associar a altres molècules d’elastina. Forma desmosina, que és una molècula formada per 4 lisines i (dues, tres o quatre) cadenes d’elastina. Normalment l’elastina en la matriu extracel·lular forma xarxes elàstiques que es poden estirar tridimensionalment. N’hi ha molta en el teixit connectiu que envolta els vasos sanguinis.
Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget Síndrome de Marfan  gent molt alta, no afecta a la intel·ligència. Tenen les extremitats molt llargues però tenen molt poca elasticitat. Al no tenir tanta elasticitat moren a una edat més jove, per culpa que l’artèria aorta bombeja molta sang, i a vegades s’ha de donar de si i tornar a la forma basal. Com que la gent amb síndrome de Marfan no tenen la elasticitat necessària per donar de si l’artèria, això fa que li costi molt bombejar la sang. Quan es va estudiar, van veure que les fibres d’elastina de la gent que patia la malaltia estaven formades d’una manera completament diferent, el teixit connectiu que l’envolta té una forma molt diferent a la de la gent normal. Van veure que el gen que codifica l’elastina el tenien normal, les elastines també estaven normals... Aleshores van veure que tenien una mutació en un gen que fabrica una proteïna que s’anomena fibrilina, les cèl·lules secreten la fibrilina i aquesta forma unes bosses sobre la qual es secreten molècules d’elastina, les quals queden retingudes i formen la malla tridimensional elàstica. Quan no hi ha la fibrilina, l’elastina es dispersa per la matriu cel·lular i no es formen tantes malles d’elastina ni tant grans.
2.3.- Laminina (No confondre-la amb la lamina de la làmina nuclear). En la làmina basal dels epitelis hi ha una gran quantitat de laminina que és secretada per les cèl·lules epitelials i serveix perquè les cèl·lules s’hi puguin adherir. La laminina està formada per 3 cadenes polipeptídiques en forma de creu. Aquesta molècula té llocs d’unió per a proteïnes de la família de les integrines (proteïnes transmembranals), i a més té llocs d’unió per heparansulfat, col·lagen tipus IV...
Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget La laminina s’uneix al col·lagen tipus IV que formava xarxes i també s’uneix a elements dels glucosaminglucans. Això fa que la làmina basal en els epitelis tinguin una estructura molt ordenada. Nidogen i perlecan  glucosaminglucans que permeten mantenir l’estructura hidratada.
Les cèl·lules epitelials sintetitzen la malla de col·lagen, la laminina, i tenen receptors de la laminina (integrines) que permeten la unió d’aquesta malla amb la cèl·lula. Un epiteli que ha de realitzar funcions filtradores ha de tenir una estructura altament ordenada. No tots els epitelis tenen el mateix ordre de la làmina basal. També hi ha làmina basal en els endotelis.
2.4.- Fibronectina Formen part del teixit connectiu. Els fibroblast sintetitzen una gran quantitat de fibronectina que els permet unir-se. És un dímer amb llocs d’unió per integrines i per elements de la matriu extracel·lular o proteïnes estructurals (com el col·lagen). Tenim un sol gen per la fibronectina, però les proteïnes de fibronectina que es poden formar són diferents, gràcies a l’eliminació d’introns durant el procés de maduració de l’ARN abans de traduir-se.
Biologia Cel·lular Anna Jiménez Pouget Té diferents dominis: d’unió a glucosaminglucans, proteïnes de la matriu extracel·lular com el col·lagen però també seqüències reconegudes per receptors de la membrana. El receptor de la fibronectina que és una integrina, reconeix una seqüència d’aminoàcids que és una seqüència RGD, essencial perquè es pugui unir a la membrana i essencial pel moviment, per exemple dels fibroblasts, que a mida que es van desplaçant es va reconeixent la fibronectina, estableixen noves unions amb les cèl·lules i trenquen les antigues unions amb els fibroblasts.
Les cèl·lules tenen aquestes unions per desplaçar-se direccionadament.
Quan intentem “enganyar” a les cèl·lules afegint petits fragments de RGD, a les cèl·lules els passa que els receptors de la membrana de la fibronectina reconeixen aquests pèptids i es com si fessin “passos en fals”.
...