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Biocel II > T04. Tipos Uniones Celulares > Flashcards

T04. Tipos Uniones Celulares Flashcards

1
Q

Las células se unen entre sí…

A

Las células se unen entre sí y a la matriz extracelular para formar los tejidos

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Q

Tipos Tejidos

A

• Epitelial
• Conectivo
• Muscular
• Nervioso
• Sangre

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3
Q

Hay diferentes tipos de epitelios:

A
  • Epitelios simples (una única línea celular); intestino
  • Epitelios estratificados (varias capas de células); piel
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4
Q

Diferentes tipos de forma y función (epitelial):

A
  • Columna
  • Cubo
  • Escamas
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5
Q

Funciones principales del epitelio:

A
  • Servir de barrera selectiva del interior al exterior de agentes externos como bacterias, virus, substancias…
  • Funciones bioquímicas: secreción de hormonas, leche, lágrimas; absorción de nutrientes y agua; recepción de señales
    físicas (luz, sonido)…
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6
Q

Las 2 partes de capa células epiteliales (polarizada)

A

Una capa de células epiteliales está polarizada, es decir que tiene una parte APICAL diferente de una parte BASAL

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7
Q

Características parte apical y basal células epiteliales

A

La parte apical es la que está expuesta al exterior (aire, fluidos) mientras que la basal está en contacto directo con la lámina basal
(MEC compuesta por fibronectina, colágeno tipo IV y laminina)
Las dos partes son químicamente diferentes, pero además tienen funciones totalmente diferentes debido a la polarización que define la organización interna de sus componentes

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8
Q

¿Qué hace que las células estén polarizadas y por tanto definan su función?

A

Las diferentes uniones celulares

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9
Q

Tipos uniones celulares

A
  • Unión estrecha (tight junction)
  • Unión adherente
  • Desmosomas
  • Uniones de hendidura o gap
  • Hemidesmosomas
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10
Q

Unión estrecha (tight junction):

A

Une las células y cierra el espacio intercelular para que no haya ningún escape. Además separa la superficies apical y basal. Esta zona es la zonula occludens

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11
Q

Unión adherente

A

Unen las agrupaciones de filamentos de actina de una célula con los de la célula que tiene al lado. Forma la zonula adherens

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12
Q

Desmosomas

A

Unen los filamentos intermedios de una célula con los de la célula que tienen al lado. Forma la macula adherens

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13
Q

Uniones de hendidura o gap

A

Forman canales que permiten el intercambio intercelular de moléculas solubles como agua o ionesForman

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14
Q

Hemidesmosomas

A

Ancla los filamentos intermedios de la célula con la lámina basal de la MEC

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15
Q

Los diferentes tipos de uniones celulares tienen en común:

A

Proteína transmembrana de adhesión que une por un lado un ligando intracelular del citoesqueleto y por el otro un ligando extracelular. Son las proteínas CAM (cellular adhesion molecules)

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16
Q

¿Qué familia media la unión célula-célula?

A

La superfamilía de las cadherinas

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17
Q

Unión cadherinas (2)

A
  • En las uniones adherentes, se une a filamentos de actina
  • En los desmosomas, se une a filamentos intermedios
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18
Q

Nombre de las cadherinas (de dónde viene)

A

Las cadherinas reciben su nombre debido a la dependencia de Ca2+ para hacer su unión

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19
Q

Cadherinas clásicas

A

• E-cadherina (células epiteliales)
• N-cadherina (nervios, músculos)
• P-cadherina (placenta, epidermis)

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20
Q

Cadherinas no clásicas

A

• Protocadherinas (cerebro)
• Desmocolinas y desmogleínas (desmosomas)

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21
Q

¿Cómo se unen las cadherinas?

A

Simétricamente y homofilica
- Es decir si por un lado de la unión, la parte intracelular de la cadherina de la célula 1 está unida a filamentos de actina, entonces en la otra parte de la unión, en la parte intracelular de la cadherina de la célula 2, también está unida a actina. Además, las cadherinas suelen unirse de manera homofílica, es decir que ambas cadherinas a cada lado de la unión son del mismo subtipo (o al menos muy parecidas)

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22
Q

¿Dónde ocurre la unión homofílica entre las cadherinas?

A

La unión homofílica entre las cadherinas ocurre entre los dominios extracelulares de las cadherinas, concretamente por los extremos N terminal

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23
Q

¿A que parte de las cadherinas se unen los iones de Ca2+ y qué hacen?

A

Los iones de Ca2+ se unen a unas regiones del dominio N terminal de las cadherinas, es como una bisagra (hinge), haciendo que la unión sea rígida y no flexible.

Cuando no hay Ca2+, esta bisagra se puede doblar quedando una estructura débil.
Estas uniones son muy fuertes

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24
Q

¿En qué procesos son importantes las uniones por cadherinas?

A

Las uniones por cadherinas son muy importantes para varios procesos del desarrollo embrionario o en otros procesos, por ejemplo, para la formación de un tubo epitelial, tubo neural, cristalino…

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25
Q

¿Qué es una invaginación?

A

La contracción de los filamentos de actina y a través de los cinturones adhesivos que se forman entre las células epiteliales, provoca una invaginación
Esa invaginación se libera del epitelio y se forma un tubo epitelial

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26
Q

¿Cómo es la unión de las cadherinas a los elementos del citoesqueleto de actina? ¿Se unen directamente o necesitan un adaptador?

A

• La unión entre cadherinas y filamentos del citoesqueleto es indirecta y necesita adaptadores
• En las uniones adherentes (unión a actina), la cola intracelular de la cadherina se une a β-catenin y a p120- catenin.
• La actina se une a α-catenin que interactua con β-catenin. Aunque en ocasiones, también pueden unirse mediante otra proteína, vinculina.

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27
Q

¿Cómo se producen las uniones adherentes?

A

• Muchas uniones adherentes están unidas a filamentos de actina y miosina II no muscular y por tanto están sujetas a fuerzas de estiramiento por parte de la actina
• Si no existieran estas fuerzas, las uniones adherentes se desmontarían
• Las fuerzas están equilibradas a ambos lados de la unión permitiendo una distribución uniforme de las células en el tejido

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28
Q

¿Qué ocurre con la mecanotransducción?

A

• Las uniones adherentes no son simples uniones, sino que son dinámicas y pueden regularse en respuesta a cambios mecánicos (mecanotransducción)
• La α-catenina cuando no existen fuerzas de tensión, tiene una conformación plegada.
• La unión de dos cadherinas ejerce un estiramiento y se produce un desplegamiento de la α-catenina
• Este deplegamiento expone los sitios de unión a la vinculina que recluta a más filamentos de actina a unirse.
• Por tanto mecanismos de estiramiento entre células hará que las uniones se hagan más fuerte

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29
Q

La unión de las células hace que, en un tejido (cualquiera) …

A

los filamentos de aftina actúen coordinadamente

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30
Q

Además, en los epitelios concretamente, se forma un …

A

cinturón de adhesión continuo (zonula adherens) por debajo de la cara apical del epitelio

31
Q

¿En qué consiste el cinturón de adhesión continuo (zonula adherens)?

A

• Este cinturón consiste en agrupaciones de actina y miosina asociadas a las uniones adherentes y con orientación paralela a la membrana.
• Por tanto, estas agrupaciones de actina-miosina están unidas mediante las cadherinas a una extensa red transcelular

32
Q

Función desmosomas (general)

A

Los desmosomas dan fuerza mecánica a los epitelios ya que están unidos a los filamentos intermedios

33
Q

¿Qué hacen los desmosomas en las cadherinas?

A

En desmosomas, las cadherinas se unen a los filamentos intermedios a través de la placoglobinas (y-catenina) y placofilina (p120-catenina) que se une a la desmoplaquina (Es la desmoplaquina la que finalmente se unirá a los filamentos intermedios)

34
Q

¿Dónde se encuentra la queratina?

A
  • La queratina se encuentra en las células epiteliales (piel, y especiales en pelo y uñas)
  • Se distribuyen por toda la célula y también conectan a través de los desmosomas (cél-cél) y hemidesmosomas (célula-ECM)
35
Q

Composición filamentos de queratina

A

Cada filamento de queratina está formado por una cantidad idéntica de tipo I (ácidas) y tipo II (neutras/básicas).

36
Q

Enfermedades relacionadas de la queratina

A

Enfermedades relacionadas: epidermólisis bullosa simple (EBS) por mutación en la queratina K5 y K14. Faltan los dominios N y C. Afecta a la capa basal de la piel. La piel es muy frágil y se despega fácilmente.

37
Q

¿Dónde están unidos los desmosomas?

A

• Los desmosomas (y también hemidesmosomas) están unidos a una gran red estructural de filamentos intermedios de una célula, e indirectamente también a los de la célula adyacente
• Al estar todos los filamentos conectados, la red de filamentos intermedios se extiende por todo el tejido proporcionando una gran resistencia a fuerzas de tensión

38
Q

¿De qué dependen los filamentos unidos en los desmosomas?

A

Tipo de célula:
- Queratina en células epiteliales - Desmina en células musculares

39
Q

En un epitelio, ¿dónde están adherida la parte basal y la superficie apical?

A

En un epitelio, la parte basal está adherida a la lámina basal, mientras que la superficie apical está expuesta al fluido exterior.

40
Q

Verdadero o Falso. Todos los epitelios sirven de barrera, separando un fluido en la parte apical de otro en la parte basal

A

Verdadero. Esta barrera necesita estar sellada entre las células adyacentes por uniones estrechas que no dejan pasar moléculas de un lado a otro lado libremente

41
Q

¿Cómo funciona el transporte transcelular en las uniones estrechas?

A

En el intestino, por ejemplo, los nutrientes necesitan ser transportados de manera selectiva a través de las células para pasar del lumen al líquido extracelular. Allí difundirán a los vasos sanguíneos para nutrir al organismo
• Este transporte transcelular se debe a que existen proteínas transportadoras diferentes en la parte apical (transporte activo, con energía) y en la parte basal (transporte pasivo, sin energía).
• Este transporte solo es efectivo si los espacios entre células epiteliales están firmemente sellados y no dejan escapar ninguna molécula al intestino a través de los espacios

42
Q

¿Cómo se unen en las uniones estrechas?

A

Las uniones estrechas están compuestas por proteínas transmembrana (claudinas y ocludinas) que hacen contacto a través del espacio extracelular y sellan el espacio intercelular
• Estas proteínas se disponen en cadenas a lo largo de la línea de unión para formar la barrera

43
Q

Características de las proteínas de las tight junctions

A

Los dos extremos de la parte citosólica de ambas proteínas interaccionan con unas proteínas andamio (ZO-1, ZO-2, ZO-3) que ayudan organizar las cadenas y se unen a filamentos de actina
• Estas proteínas tienen muchos dominios de unión a proteínas:
• PDZ (claudin, otras ZO)
• GK (ocludina)
• SH3 (señalización)
• P (actina)

44
Q

¿Qué pasa en las uniones gap?

A

En las uniones gap entre células adyacentes se crean canales para comunicar ambos citoplasmas y para que moléculas de pequeño tamaño puedan difundir de una a otra célula

45
Q

¿Qué son las moléculas de intercambio de uniones gap?

A

Las moléculas de intercambio son iones y pequeñas moléculas hidrófilas (MW<1000) pero no macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos…).

46
Q

¿De que están formados los canales de uniones gap?

A

Estos canales están formados por proteínas de dos familias diferentes: conexinas y inexinas y tiene un poro de 1.4 nm de diámetro

47
Q

¿Qué pasa cuando se alinean 2 canales de 2 células diferentes?

A

Cuando dos canales de dos células diferentes se alinean, se forma un canal continuo que conecta las dos células. El espacio intermembrana es muy estrecho (2-4 nm)

48
Q

¿Qué es un conexón?

A

Varias conexinas (6) se unen para formar un conexón (hemicanal), que puede ser homomérico o heteromérico dependiendo del tipo de conexinas que lo forman.

49
Q

¿Qué pasa cuando 2 conexones de 2 células adyacenten se alinean?

A

Cuando dos conexones de dos células adyacentes se alinean y se unen, forman los canales intercelulares, que de igual manera pueden ser homotípicos o heterotípicos.

50
Q

¿Están siempre los conexones abiertos?

A

Los conexones no siempre están abiertos, sino que van cerrándose y abriéndose por la acción de diferentes estímulos:
• Diferente voltaje entre las células (neuronas y potencial de
acción)
• Diferentes propiedades químicas entre los citoplasmas (pH o
niveles Ca2+ libre)

51
Q

¿Qué son las selectinas? (uniones transitorias vasos sanguíneos)

A

• Las selectinas son las proteínas en las uniones intercelulares que se
dan en los vasos sanguíneos y ocurren de manera transitoria.
• Requieren Ca2+ para poder unirse, igual que las cadherinas y las integrinas
• Son proteínas de superficie para la unión de carbohidratos (lectinas)
• Las selectinas controlan la unión de los leucocitos con las células endoteliales de los vasos sanguíneos y permiten la migración de las células fuera del torrente sanguíneo hacia el tejido.
• Cada selectina tiene un dominio lectina conservado que reconoce diferentes oligosacáridos de otra célula

52
Q

Tipos de selectinas (uniones transitorias vasos sanguíneos)

A
  • L-selectina en leucocitos
  • P-selectina en plaquetas y células endoteliales implicadas en inflamación
  • E-selectina en células endoteliales activadas
53
Q

Mecanismo Uniones transitorias vasos sanguíneos

A

• La selectina de las células endoteliales se une a los oligosacáridos de los leucocitos y las uniones se aflojan
• Los leucocitos activan una integrina LFA1 que se une a una proteína ICAM1 (familia de las Ig) de las células endoteliales
• Los leucocitos se unen al vaso sanguíneo y repta hasta salir del él.

54
Q

¿Qué uniones dependen de Ca2+?

A

Todas excepto las independientes de Ca2+

55
Q

Características uniones independientes de Ca2+

A

• Las integrinas de las células endoteliales que los leucocitos reconocían eran las ICAM (intercellular cell adhesion molecules) y también reconocen las VCAM (vascular cell adhesion molecules).
• ICAMs y VCAMs pertenecen a una gran familia de proteínas de superficie celular, las inmunoglobulinas (Ig)
• ICAMs y VCAMs tienen dominios muy característicos de los anticuerpos
• ICAMs and VCAMs suelen hacer enlaces heterofílicos con las integrinas de los leucocitos. Otras Ig hacen enlaces homofílicos
• Este tipo de uniones son uniones débiles, si hay mutaciones no implica una muerte del individuo, aunque sí disfunciones. Una mutación en las cadherinas sería fatal

56
Q

Diferentes moléculas de adhesión celular (CAM) a la matriz extracelular (MEC)

A

Selectinas, proteoglicanos sindecanos, integrinas…

57
Q

¿Qué son las selectinas, proteoglicanos sindecanos, integrinas…?

A

Diferentes moléculas de adhesión celular (CAM) a la matriz extracelular (MEC)

58
Q

Las integrinas son las principales proteínas…

A

…CAM que unen la MEC con el citoesqueleto de la célula

59
Q

La unión de los componentes de la matriz a las integrinas…

A

…hacen que se activen rutas de señalización

60
Q

Las integrinas son heterodímeros compuestos…

A

…de una cadena ⍺ y una cadena β

61
Q

¿Cómo se forma el dominio de unión de las integrinas?

A

• Las integrinas son heterodímeros compuestos de una cadena ⍺ y una cadena β
• El dominio de unión al ligando lo forman ambas cadenas, en la parte extracelular
• Reconocen al ligando por la secuencias Arg-Gly-Asp (RGD)
• La unión de los cadenas ⍺ y β a sus ligandos es dependiente de iones de Ca2+

62
Q

Características random Estructura Integrinas

A

• En mamíferos existen hasta 24 heterodímeros compuestos por
18 tipos de unidades ⍺ y 8 unidades β
• Una única subunidad β puede interactuar con múltiples subunidades ⍺ formando integrinas con unión a diferentes ligandos.
• P. ej.: ⍺1β1 y ⍺2β1 se unen a colágeno; ⍺6β1 se une a laminina; ⍺5β1 se une a fibronectina
• Integrinas que contienen la subunidad β2 se expresan en los leucocitos y por tanto median interacción cel-cel y no cel-MEC
• La unión que hacen al ligando es de carácter débil pero muchas integrinas juntas hacen que la célula se una firmemente a la MEC (clústers de integrinas)

63
Q

Uniones celulares a la MEC (hemidesmosomas)

A

• Se encuentra sobretodo en superficie basal de las células epiteliales
• Las integrinas conectan el citoesqueleto de filamentos intermedios (queratina) con la lámina basal
• En el lado citosólico del hemidesmosoma se encuentra una placa compuesta de proteínas adaptadoras, plectina y BP230, que unen los extremos de los filamentos de queratina
• La integrina α6β4 se localiza en los hemidesmosomas y une la proteína adaptadora plectina a la proteína de la MEC, laminina
• Esta unión hace aumentar la rigidez de las células epiteliales.

64
Q

Uniones celulares a la MEC (contacto focales)

A

• Las integrinas conectan el citoesqueleto de filamentos actina con la proteínas de la MEC, como la fibronectina
• Las cabezas N-terminales de las integrinas se unen directamente a las proteínas extracelulares
• Los extremos C-terminales intracelulares de la subunidad β se unen a filamentos de actina a través de proteínas adaptadoras
• La proteína adaptadora es la talina con múltiples dominios para unirse a la actina u otras proteínas como la vinculina o la kindlin
• La vinculina sirve para reforzar y regular la unión a los filamentos de actina
• La kindlin sirve para regular

65
Q

¿Permanecen rígidas las integrinas en la fijación?

A

• En una célula que está migrando, las integrinas no son unas estructuras que permanecen rígidas en la fijación
• Integrinas tienen un estado activo (unión) y un estado inactivo (desunión)

66
Q

¿Cómo tiene la integrina INACTIVA sus dominion extracelulares?

A

La integrina inactiva tiene sus dominios extracelulares plegados sobre sí mismos, impidiendo la unión celular.

67
Q

Integrina INACTIVA (características)

A

• La integrina inactiva tiene sus dominios extracelulares plegados sobre sí mismos, impidiendo la unión celular.
• Los dominios intracelulares están entrelazados y esconden los sitios de unión a proteínas adaptadoras del citoesqueleto.
• En estado inactivo, las dos subunidades están juntas

68
Q

Integrina ACTIVA (características)

A

• Cuando se activa, los dominios extracelulares se despliegan exponiendo un lugar de alta afinidad por ligando, y la parte interna muestra los sitios de unión a proteínas adaptadoras.
• En estado activo, las dos subunidades se separan una de la otra (70 Å)

69
Q

Mecanismo de regulación para la activación y desactivación de las integrinas

A

• La separación de las subunidades activarán rutas de señalización de diferentes procesos
• Existen varios procesos regulan esta activación / inactivación de las integrinas
• Activación fuera-dentro: la presencia de secuencias RGD en proteínas como la fibronectina, activan las integrinas.
• Como resultado, las cadenas se separan y los extremos internos muestran los puntos de unión a la talina que se unirá a los filamentos de actina.
• Esto puede provocar cambios en el citoesqueleto y activar o desactivar señales intracelulares.

70
Q

Activación dentro-fuera de las integrinas (características)

A
  • Señales intracelulares hacen que la talina se una (o se desuna) a la subunidad β de la actina, y esto hace que las cadenas se separen (o se unan), lo que provoca un cambio en la interacción con la MEC
    • En las plaquetas p.ej., la trombina se une a un receptor GPCR (receptor ligado proteína G) y activa una vía de señalización que activa a las integrinas
    • Trombina activa el receptor de trombina que activará la función GTPasa de Rap1.
    • Rap una vez activada, interactúa con la proteína RIAM que recluta a la talina que junto a kindlin se unen a la subunidad β de la
    integrina activándose.
    • Una vez activada, se asocia a la proteína vinculina formándose el anclaje a los filamentos de actina
71
Q

Rutas de señalización de las integrinas

A

• Las integrinas, no sólo controlan la adhesión y la migración, sino que también pueden controlar la proliferación celular y la supervivencia
• Activan vías de señalización intracelular controlando el comportamiento celular dependiendo de la matriz a su alrededor y de cómo la célula se une a él.
• Muchas células no crecerán si no hay una primera adhesión fuerte a la MEC, ya que no es suficiente con tener factores de crecimiento y nutrientes.
• Si una célula pierde el contacto con la matriz extracelular, entra en apoptosis
• Dependencia de anclaje para poder crecer, proliferar y sobrevivir

72
Q

Clustering

A

• Una vez las integrinas están activadas, se produce un reclutamiento (clustering) de las integrinas para formar una placa densa donde se encuentran ancladas.
• Esto hace que se promueva el reclutamiento de más integrinas y la formación de complejo de adhesión (talina, vinculina, paxilina, ⍺-actinina)
• Este complejo es el encargado de regular unas quinasas (FAK y Src quinasa) que regularán a su vez la unión con los filamentos de actina
• El producto del clustering de integrinas puede ser grande y complejo y puede verse fácilmente en fibroblastos cuando se unen a una superficie que ha sido cubierta por fibronectina
• Una de las rutas que activa FAK (focal adhesión kinase) es la de las MAP quinasas
• La ruta de las MAP quinasa es activada por no sólo por la señalización de receptores de membrana sino también por la activación de las integrinas

73
Q

Respuesta a las fuerzas mecánicas

A

• Igual que las adhesiones célula-célula, las adhesiones célula- MEC pueden sentir y responder a fuerzas mecánicas que actúan sobre las células
• Muchas uniones cel-MEC están unidas a una red de filamentos de actina contráctil que tiran hacia a adentro, en sentido contrario a la MEC
• Si la MEC es rígida, ofrece una fuerza de resistencia a esas fuerzas célula.
• La célula es capaz de sentir esa gran tensión y promueve el reclutamiento de más integrinas para soporta esa tensión.
• Las uniones a MEC muy débiles o flojas, ofrecen menos resistencia por lo que la respuesta celular es menor.
• Es un mecanismo de las células para poder sentir la rigidez de las MEC de los diferentes tejidos.
• Es la mecanotransducción

Las adhesiones y la organización del citoesqueleto aumentan con el aumento de la rigidez del sustrato

Biocel II (10 decks)

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