Matriz Extracelular

Question 1

O que á a matriz extracelular?

Answer 1

Conjunto de macromoléculas secretadas para o espaço extracelular que rodeia as células.

Question 2

Constituição e função da Parede Celular nos vegetais

Answer 2

A parede celular é constituída maioritariamente por celulose. É responsável por dar forma às células e impedir “lesões” resultantes de pressões osmóticas extremas.

Question 3

Como é a parede celular nos procariotas?

Answer 3

É constituída essencialmente por uma rede organizada de polissacarídeos e pequenos péptidos, formando desse modo uma cobertura covalente.

Question 4

Como é a parede celular nos eucariotas?

Answer 4

É constituída essencialmente por polissacarídeos dispersos numa matriz gelatinosa sendo, portanto, maleável.

Question 5

Qual o principal polissacarídeo presente nas paredes celulares dos fungos?

Answer 5

Quitina - mesma molécula encontrada no exosqueleto de insetos.

Question 6

Qual o principal polissacarídeo nas paredes celulares da maioria das algas e plantas?

Answer 6

Celulose - polímero linear de resíduos de glicose unidos por ligações beta. Através destas ligações formam-se cadeias longas de polissacarídeos que se podem associar a outras formando microfibrilhas. Estas microfibrilhas estão imersas numa malha constituída por glicoproteínas (suporte estrutural) e por outros dois tipos de polissacarídeos.

Question 7

Quais os outros dois tipos de polissacarídeos que constituem a malha na qual estão imersas as microfibrilhas de celulose?

Answer 7

Hemicelulose - polissacarídeo altamente ramificado que efetua ligações de pontes de hidrogénio com superfícies das microfibrilhas; estabiliza as microfibrilhas (origina uma fibra rígida);

Pectina - Polissacarídeo ramificado constituído por muitos resíduos de ácido galacturónico de carga negativa (liga-se a iões de Ca+ levando ao aprisionamento de moléculas de água, formando um gel); responsável por ligar as microfibrilhas umas às outras.

Question 8

Que proteínas se podem encontrar na malha em que estão imersas as microfibrilhas?

Answer 8

Podem-se encontrar extensinas, proteínas ricas em hidroxipirolina, importantes na extensibilidade da membrana celular. A síntese da extensina é induzida quando as células são danificadas por ferimento, infeção ou congelamento - ajuda a proteger/reparar as células.

Question 9

Quais as modificações que as paredes celulares das células das plantas sofrem à medida que crescem?

Answer 9

No período de crescimento, as células apresentam uma parede celular fina e flexível, capaz de se expandir - parede celular primária.
Quando o organismo cessa o crescimento, forma-se uma parede celular secundária entre a membrana plasmática e a parede celular primária. É espessa, rígida e extremamente importante nos tipos de célula responsáveis por conduzir a água e dar força mecânica à planta.

Question 10

Constituição da parede celular primária

Answer 10

Tem quantidades equivalentes de celulose, hemicelulose e pectinas.
As microfibrilhas de celulose estão organizadas aleatoriamente.

Question 11

Constituição e formação da parede celular secundária

Answer 11

Quantidade baixa de pectina e 50 a 80% de celulose.
As microfibrilhas de celulose são rigorosamente organizadas;
Forma-se por deposição em camadas que diferem na orientação originando uma estrutura laminada que oferece mais força.

Question 12

De que forma é que a parede celular impede a turgescência da célula?

Answer 12

Num ambiente hipotónico, há entrada de água para a célula levando à criação de uma pressão de turgescência que é tolerada devido á rigidez da parede celular.

Question 13

De que forma é que a pressão de turgescência é responsável pela expansão celular (uma das formas de crescimento da célula)?

Answer 13

Com a expansão celular há deslizamento e afastamento das microfibrilhas:
- Hormonas vegetais - auxinas - ativam as expansinas (enzimas);
- Expansinas hidrolisam as ligações entre as hemiceluloses e as microfibrilhas de celulose numa região da parede celular;
- A água entra no vacúolo central da célula, mantendo o volume citosólico;
- O vacúolo ao acumular água vai-se expandir, provocando um alongamento da célula na região enfraquecida;
- A hemicelulose e as pectinas são sintetizadas no Complexo de Golgi e a celulose é produzida pelo complexo enzimático presente na membrana plasmática - celulose sintase;
- As novas microfibrilhas vão ser depositadas em organizações específicas e a estas vão ser associados os polissacarídeos sintetizados.

Question 14

Qual a função dos microtúbulos corticais?

Answer 14

Existentes logo abaixo da membrana celular, estes microtúbulos são responsáveis pela orientação final das novas microfibrilhas de celulose, definindo a direção do crescimento da parede e por isso determinando a forma final de toda a célula vegetal.

Question 15

Lenhificação da parede celular

Answer 15

A parede é impregnada de lenhina - polímero de natureza fenólica (fenóis são compostos sintetizados por células vegetais, conferindo-lhes toxicidade). A lenhina substitui os elementos da matriz, conferindo uma maior resistência á parede celular.
Como as paredes celulares ficam impermeabilizadas, as células lenhificadas são, por isso, células mortas.

Question 16

Suberificação da parede celular

Answer 16

Consiste na deposição de camadas sucessivas de suberina - polímero de esteres de ácidos gordos e fenóis na face interna da parede celular.
Ex: cortiça - a perinoderme tem células totalmente impregnadas de suberina que as tornam totalmente impermeáveis.

Question 17

Cutinização da parede celular

Answer 17

A célula é coberta por uma cutícula constituída por cutina, um polímero de ácidos gordos e ceras. Esta cutícula apresenta as seguintes funções:
- Impermeabilização;
- Regulação do grau de hidratação das superfícies;
- Limitação da lixiviação pelas águas da chuva;
- Defesa contra a força abrasiva do vento, da ação de poluentes e de infeções.

Question 18

Biogénese da parede celular

Answer 18

A parede celular de uma célula em formação, após a divisão celular, origina-se na placa celular. As vesículas que contêm componentes da parede celular são direcionadas para a placa celular do fragmoplasto, constituído por microtúbulos remanescentes do fuso mitótico.

Question 19

Síntese das fibras de celulose

Answer 19

A síntese de celulose efetua-se na face externa da membrana plasmática, por complexos de celulose sintetase em forma de roseta. A orientação das microfibrilhas de celulose é influenciada por microtúbulos na face interna da membrana plasmática

Question 20

Matriz Extracelular Animal: Função

Answer 20

Na maioria dos tecidos animais, as células estão envolvidas por uma matriz extracelular que preenche os espaços entre elas e ligando-as umas às outras e os tecidos uns aos outros.

Question 21

Ao que se deve a grande variedade de matrizes extracelulares animais?

Answer 21

Deve-se aos diferentes tipos, quantidades e organizações de:
- Fibras proteicas;
- Rede polissacarídica gelificada;
- Proteínas de ligação.

Question 22

As fibras proteicas podem ser de quê?

Answer 22

Colagénio ou Elastina.

Question 23

O que é o colagénio?

Answer 23

É a principal proteína de estrutura da matriz extracelular animal. Apresenta pelo menos 27 variantes que, apesar de serem quimicamente diferentes, estão todas organizadas em tripla hélice.

Question 24

Como são formadas todas as diferentes cadeiras polipeptídicas de colagénio?

Answer 24

São formadas por 24 trímeros diferentes cuja sequência de aminoácidos é sempre Gly-X-Y. Deste modo verifica-se que a glicina, o aminoácido mais pequeno conhecido, repete-se a cada 3 posições, dando possibilidade de as cadeias polipeptídicas se aproximarem o suficiente para poderem formar a tripla hélice.

Question 25

Qual é o componente estrutural básico dos tecidos conjuntivos?

Answer 25

É o tipo mais abundante de colagénio (tipo I).

Question 26

Como se formam fibras de colagénio?

Answer 26

1 - Síntese de cadeias polipeptídicas de colagénio;
2 - 3 cadeias polipeptídicas juntam-se no RE formando uma tripla hélice com pontas soltas - pro-colagénio;
3 - A pro-colagénio peptidase remove as pontas soltas da tripla hélice - molécula de colagénio;
4 - Triplas hélices associam-se - fibrila de colagénio;
5 - Fibrilas de colagénio associam-se - fibra ed colagénio.

Question 27

De quantas maneiras diferentes se podem organizar as moléculas de colagénio (devido à variação na sequência de aminoácidos)?

Answer 27

5:
- Fibrilas;
- Fibras;
- Rede;
- Ancoramento;
- Transmembranar.

Question 28

Como é constituída a lâmina basal?

Answer 28

É constituída por colagénio do tipo IV que apresenta repetições de Gly-X-Y separadas por pequenas substâncias não helicoidais. Estas interrupções levam a que as moléculas de colagénio se organizem numa rede flexível. À semelhança do que acontecia com os colagénios da classe formadora de fibrilas, também as moléculas do colagénio tipo IV se ligam umas às outras pelo processo de reticulação.

Question 29

Que doenças pode causar o colagénio quando é malformado ou sofre alterações anómalas?

Answer 29

A doença do contorcionista (hipermobilidade articular), a síndrome de Ehlers-Danlos (hiperextensibilidade da pele).

Question 30

O que é Elastina?

Answer 30

É um complexo proteico de elevada elasticidade que forma uma rede. Funciona como uma faixa elástica que permite a expansão e garante o regresso da estrutura ao estado inicial.

Question 31

O que são as fibras elásticas?

Answer 31

São redes formadas por moléculas de elastina ligadas umas às outras por ligações covalentes cruzadas entre as cadeias laterais dos resíduos de lisina. Estas fibras alongam em situações de tensão e retomam à posição de relaxamento quando a tensão é libertada.

Question 32

Como se forma elastina?

Answer 32

1- Síntese dos componentes da fibra elástica: tropoelastina, fibulina 1 (essencial para a união entre fibilinas e subunidades de elastina) e fibrilinas 1 (suporte estrutural) e 2 (regula a montagem da fibra elástica);

2- Montagem e secreção da proelastina;

3- Formação de fibras elásticas;

4- Formação de aglomerados de fibras elásticas.

Question 33

Rede Polissacarídica Gelificada - Glicosaminoglicanos

Answer 33

As fibras proteicas estruturais da matriz extracelular estão envoltas por uma substância gelatinosa constituída essencialmente por polissacarídeos chamados de glicosaminoglicanos (GAGs) formados por repetições de dissacarídeos. Estes dissacarídeos apresentam na sua constituição grupos acídicos carregados negativamente (devido à presença de grupos sulfato) que atraem iões de Ca2+ e consequentemente moléculas de água. Este aprisionamento de moléculas de água vai resultar na formação de um gel hidratado que proporcionará suporte mecânico à matriz extracelular.

Question 34

Rede Polissacarídica Gelificada - Proteoglicanos

Answer 34

Todos os GAGs (exceto o ácido hialurónico) ligam-se a proteínas, que, por sua vez, se encontram ligadas a um longo polissacárido central (normalmente o ácido hialurónico). Ao conjunto formado pelos GAGs e proteínas dá-se o nome de proteoglicanos. Os proteoglicanos interagem com o colagénio e outras proteínas da matriz formando uma rede gelatinosa.

Question 35

Em que fases consiste a síntese de proteoglicanos?

Answer 35

Dividida em duas fases:
- Síntese da proteína (lúmen do RE);
- Síntese dos GAGs com posterior união à proteína (complexo de Golgi).

Question 36

Proteínas de Ligação

Answer 36

São responsáveis pela ligação de todos os componentes da matriz extracelular (através de ligações cruzadas) entre eles mesmos e a superfície das células (ligam-se às integrinas, um recetor membranar). Ao interagirem com o colagénio e os proteoglicanos, estas proteína vão determinar a organização da matriz.
Neste grupo identificam-se as proteínas: fibronectinas, lamininas e entactinas.

Question 37

Fibronectina

Answer 37

É a principal proteína de ligação presente nos tecidos conjuntivos e é constituída por duas cadeias polipeptídicas, cada uma com 3 pontos de ligação:
- Local de ligação aos proteoglicanos;
- Local de ligação ao colagénio;
- Local de ligação às células.

Question 38

Laminina

Answer 38

Proteína de ligação que se encontra presente nas lâminas basais e é constituída por uma subunidade alfa, uma beta e uma gamma. As lamininas organizam-se formando uma espécie de rede. Também apresentam locais de ligação:
- Local de ligação às células (integrinas;
- Local de ligação ao colagénio (tipo IV);
- Local de ligação ao perlecano, um proteoglicano;
- Local de ligação às entactinas.

Question 39

Enactina

Answer 39

As entactinas encontram-se associadas às lamininas e possuem um local de ligação ao colagénio (tipo IV).