Tema 19: Estudio de la matriz extracelular. Flashcards
Cuáles son las funciones principales de la matriz extracelular?
Proporciona soporte físico, informa a la célula sobre cómo comportarse y determina aspectos como la proliferación, supervivencia, forma, migración e incluso el metabolismo.
¿Qué papel desempeñan las células en relación con la matriz extracelular?
Las células no solo producen la matriz que las rodea, sino que también determinan la orientación de sus macromoléculas mediante la disposición de su propio citoesqueleto.
¿En cuántos grupos se agrupan las aproximadamente 300 proteínas de matriz de los mamíferos y cuáles son?
Se agrupan en tres grupos:
- Proteoglicanos y glicosaminoglicanos
- Proteínas fibrosas
- Glicoproteínas
¿Qué constituye la sustancia fundamental de la matriz extracelular y cuál es su función principal?
Está constituida por glicosaminoglicanos y proteoglicanos que forman un gel intensamente hidratado; su función principal es generar espacios y conferir resistencia a la compresión.
¿Qué son los glicosaminoglicanos (GAGs) y cuáles son sus características?
Son polímeros largos, lineales y no ramificados de disacáridos repetidos (generalmente sulfatados) que presentan una elevada carga negativa, atraen cationes y agua, y generan presión de turgencia en la matriz.
De qué se componen los glicosaminoglicanos y qué aminoazúcares pueden incluir?
Se componen de un aminoazúcar, generalmente N-acetil-D-glucosamina o N-acetil-D-galactosamina, y de un ácido urónico, que puede ser D-glucurónico o L-idurónico.
¿Qué características y funciones destaca el ácido hialurónico?
– Tiene la estructura más simple de los GAGs.
– Cada molécula puede contener hasta 250.000 unidades de disacáridos no sulfatados.
– No está unido covalentemente a proteínas, lo que le confiere alta viscosidad.
– Se utiliza en el desarrollo embrionario y la cicatrización para crear espacios que faciliten la migración celular.
– Es sintetizado en la superficie de fibroblastos, queratinocitos y condrocitos, y degradado por hialuronidasas.
¿Qué funciones cumple el ácido hialurónico en la matriz extracelular?
Se encuentra en casi todos los tejidos y fluidos, sirve de anclaje para los proteoglicanos, se une a receptores de superficie y puede actuar como molécula de señalización.
¿Qué particularidad tiene el ácido hialurónico respecto a la difusión y a la colonización bacteriana?
No representa una barrera para la difusión de metabolitos, pero sí para la colonización bacteriana; las bacterias que presentan hialuronidasas serán más patogénicas.
¿Qué son los proteoglicanos y cómo se unen a la proteína central?
Son complejos formados por glicosaminoglicanos (excepto el ácido hialurónico) unidos covalentemente a una proteína central. La unión se da entre una serina de la proteína central y un tetrasacárido (xilosa-galactosa-galactosa-ácido glucurónico), al que se le añade posteriormente el GAG mediante glucosiltransferasas.
¿Qué características presentan las proteínas centrales de los proteoglicanos?
Son muy hidrofílicas, adoptan conformaciones muy extendidas y se sintetizan en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso.
Qué es el agrecano y cuál es su importancia en la matriz extracelular?
Es un tipo de proteoglicano que se ensambla con el ácido hialurónico formando grandes agregados; es esencial para la función del cartílago ya que confiere resistencia a la compresión y facilita el desarrollo esquelético
¿Cómo actúa el agrecano en el cartílago?
Capta abundante agua, generando una elevada resistencia a la compresión, lo que es fundamental para la función y estructura del cartílago.
¿Cómo es la estructura del agrecano y cuál es su papel en el cartílago?
El agrecano absorbe mucha agua, lo que le confiere resistencia a la compresión; su proteína central posee tres dominios globulares (G1, G2 y G3) y entre G2 y G3 hay un largo dominio extendido que alberga dos regiones donde se unen covalentemente moléculas de queratán sulfato y condroitín sulfato, respectivamente. A través del dominio G1, se une al ácido hialurónico y a una proteína de enlace, formando un complejo ternario estable.
¿Qué son las proteínas fibrosas y cuál es su función en la matriz extracelular?
Son proteínas que forman estructuras resistentes y/o elásticas; entre ellas se encuentran el colágeno y la elastina, que proporcionan resistencia y elasticidad, respectivamente.
¿Cuáles son las características estructurales del colágeno?
– Es la proteína más abundante en los tejidos conectivos.
– Está formado por moléculas triméricas compuestas por tres cadenas polipeptídicas con la secuencia repetida Gly-X-Y (donde X suele ser prolina e Y 4-hidroxiprolina).
– Las cadenas se asocian formando una triple hélice dextrógira, lo que confiere gran resistencia a la tracción.
¿Cómo contribuyen la prolina y la glicina a la estructura del colágeno?
La estructura anular de la prolina estabiliza la hélice extendida de cada cadena α, mientras que los pequeños residuos de glicina permiten la formación de la triple hélice al ocupar la parte interior de la superhélice.
Describe brevemente la síntesis y ensamblaje del colágeno.
- Las cadenas α se sintetizan en el RER con la secuencia Gly-X-Y.
- Se hidroxilan (por prolil y lisil hidroxilasa, enzimas que requieren vitamina C) y se glicosilan.
- Se unen formando procolágeno (guiado por propéptidos C) que luego se secreta; al ser secretado, los propéptidos se cortan para formar tropocolágeno.
- Las moléculas de tropocolágeno se ensamblan en fibrillas y se estabilizan mediante enlaces cruzados formados por la lisil oxidasa.
¿Qué enzimas son críticas para la estabilidad del colágeno y qué ocurre si no funcionan adecuadamente?
– Las hidroxilasas (prolil y lisil hidroxilasa) son esenciales y dependen de la vitamina C; su deficiencia produce escorbuto debido a la inestabilidad del colágeno.
– La lisil oxidasa forma enlaces cruzados entre las moléculas, lo que refuerza la rigidez.
¿Qué tipos de colágeno forman fibrillas y dónde se encuentran?
– El colágeno tipo I es el más abundante en tendones, ligamentos y la parte orgánica del hueso.
– El tipo II se encuentra en el cartílago.
– El colágeno tipo IV, presente en las membranas basales, no forma fibrillas al no cortarse sus propéptidos.
¿Qué es la elastina y cuál es su función en la matriz extracelular?
Es una proteína que aporta elasticidad a los tejidos, formando fibras de pequeño diámetro que se ramifican y permiten la expansión y recuperación de la matriz, siendo esencial en arterias, pulmones, piel y otros tejidos conectivos.
Menciona algunas características estructurales de la elastina.
– Es rica en prolina y glicina, con poca o nada de hidroxiprolina e hidroxilisina.
– Presenta segmentos hidrofóbicos y en hélice α ricos en alanina y lisina.
– Posee aminoácidos exclusivos, desmosina e isodesmosina, que permiten formar enlaces cruzados y confieren elasticidad.
¿Cómo se sintetiza y ensambla la elastina?
Su precursor, la tropoelastina, es secretada en forma soluble por los fibroblastos; en las proximidades de la membrana plasmática, las moléculas se asocian mediante enlaces covalentes entre residuos de lisina, formando fibras elásticas.
¿Qué ocurre con la elastina al estirarse y cómo se recupera?
Al estirar la elastina, varios segmentos hidrofóbicos se exponen al agua; sin romperse los enlaces covalentes, al cesar la tensión los residuos hidrofóbicos se ocultan nuevamente, permitiendo que la elastina vuelva a su conformación original.
