Liliana González Granero
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
Centro Universitario de la Costa
Biología celular
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5.- Interacción Entre las Células y su Ambiente.
 5.1.- El espacio extracelular
 5.2.- Interacciones de las células con ...
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membrana plasmática se pueden
examinar los elementos extracelulares
que rodean los difere...
Muchos tipos de células contienen una matriz extracelular (MEC),
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Funciones
Rellenar el espacio existente entre las células otorgando
resistencia a la compresión y al estiramiento (estas
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Membrana basal
1. GAG’s
2. colgena
3. elastina
4. Celulas del tejido
conectivo,mastocitos
5. Celulas de defensa
6. Fibrocitos
7. Axones t...
₪ Proteoglicanos
Son una gran familia de
glicoproteínas formadas por un
núcleo proteico al que se
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Se encuentran unidos a la membrana celular en contacto con la
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Función
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Formación
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Función
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los tipos I, II y III, se describen
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Proporcionan el armazón insoluble
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contribuye a las características específicas de cada tipo d...
₪ Fibronectinas
Es una glicoproteina dimérica presente en la matriz extracelular
(MEC) de la mayoría de los tejidos celula...
Funcion
Existen muchas isoformas de la fibronectina. Una, la denominada fibronectina
plasmática, es soluble y circula por ...
₪ Lamininas
La laminina es una glicoproteína que
forma parte de la lámina basal
asociada a otras proteínas como el
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Además de enlazarse fuertemente a los receptores de la
superficie celular, la laminina se puede enlazar a otras
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El grupo más importante de receptores
que fijan la célula a su microambiente
extracelular son las integrinas.
₪ Integrinas
Constitución:
 Proteínas integrales que adhieren las células al medio extracelular;
 Se unen con sustancias...
Activación. Se presenta en dos formas:
 Inactiva (estructura flexionada)
 Activa (estructura vertical)
La forma inactiva...
ϐ Señalizacion adentro afuera (transmisión de
señales del exterior al interior)
La unión de la integrinacion el ligando (e...
La disposiciones distintas de las células dentro de un
tejido son causa de las interacciones entre las células
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 Mecanismo de acción
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₪ Inmunoglobulinas e integrinas
Los anticuerpos que son un tipo de proteínas
llamados inmunoglobulina(Ig), consistían en
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Funciones
NCAM y L1 importantes en el crecimiento
nervioso, formación de sinapsis y otros fenómenos de
desarrollo neural
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₪ Hemidesmosomas
Los hemidesmosomas y las uniones focales
establecen uniones fuertes entre las células y
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₪ Caderinas
Son una gran familia de glucoproteinas que
median la adhesión intracelular dependiente de
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 Mecanismo de Acción:
Las caderinas unen entre si, lo hacen sobre
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Uniones
₪ Uniones
Las uniones adherentes son
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₪ Desmosomas
Los desmosomas, establecen conexiones
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Es un tipo de union intercelular de tipo impermeable, por lo general la
encontramos en los epitelios u barreras mucosas.
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Son sitios en las células animales especializadas para la comunicación
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Las membranas se ponen en contacto es...
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Son conductos cilíndricos de 30 a 60 nm. de diámetro, extendido
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 http://www.ecured.cu/index.php/Matriz_extracelular
 http://es.scribd.com/doc/63455263/Interacciones-Entre-
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Interaccion entre celulas y su ambiente

  1. 1. Liliana González Granero UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA Centro Universitario de la Costa Biología celular “Interacción Entre las Células y su Ambiente” Profesor: Juan José Navarro
  2. 2. 5.- Interacción Entre las Células y su Ambiente.  5.1.- El espacio extracelular  5.2.- Interacciones de las células con materiales extracelulares “Integrinas, Adhesiones focales y hemidesmosomas, fijación de las células a su sustrato”  5.3.- Interacciones de las células entre sí “Selectinas, Inmunoglobulinas e integrinas, Caderinas, Uniones adherentes y desmosomas, fijación de unas células con otras”  5.4.- Zonas de oclusión: Sellado del espacio extracelular  5.5.- Uniones comunicantes y plasmodesmas: Mediación de la comunicación intercelular  5.6.- Paredes celulares
  3. 3. Aunque la frontera entre una célula viviente y su entorno no viviente es la membrana plasmática, los materiales presentes por fuera de dicha membrana desempeñan un papel muy importante en la vida de la célula. En un animal o planta multicelulares, la mayor parte de las células se organizan en tejidos claramente definidos cuyas células componentes mantienen una relación predecible entre sí y con los materiales extracelulares situados entre las células.Aun células sin relación fija dentro de un tejido solido, como los leucocitos de la sangre que viajan por todo el cuerpo, deben interactuar de manera muy especifica con otras células y los materiales extracelulares con los cuales se ponen en contacto. Estas interacciones regulan actividades diversas como migración celular, crecimiento y diferenciación de la célula, y organización tridimensional de los tejidos y órganos que aparecen durante el desarrollo embrionario. ϐ Hablaremos principalmente al entorno extracelular y las diferentes interacciones en las que participan las células
  4. 4. Desplazándose hacia afuera de la membrana plasmática se pueden examinar los elementos extracelulares que rodean los diferentes tipos de células. Además de los carbohidratos de la membrana, el glucocáliz por lo general contiene otros materiales extracelulares secretados por la célula hacia el espacio externo, donde permanecen íntimamente relacionados con la superficie celular.
  5. 5. Muchos tipos de células contienen una matriz extracelular (MEC), Es un entramado de moléculas, proteínas y carbohidratos que se disponen en el espacio intercelular y que es sintetizado y secretado por las propias células. Puede desempeñar un papel clave en la morfología y actividades de la célula. Los principales componentes macromoleculares de las matrices extracelulares son: ~ Los proteoglicanos ~ Las proteínas estructurales ~ Las proteínas de adhesión
  6. 6. Funciones Rellenar el espacio existente entre las células otorgando resistencia a la compresión y al estiramiento (estas propiedades decaen con el envejecimiento) Medio por donde llegan los nutrientes y se eliminan los desechos celulares (función que se encuentra alterada por la celulitis) Proveer a las células «puntos fijos» de donde aferrarse Espacio por donde migran las célula cuando se desplazan de un punto a otro del organismo Medio por el cual arriban a las células las señales bioquímicas (hormonas, citoquinas…)
  7. 7. Membrana basal
  8. 8. 1. GAG’s 2. colgena 3. elastina 4. Celulas del tejido conectivo,mastocitos 5. Celulas de defensa 6. Fibrocitos 7. Axones terminales 8. Capilares 9. Membranabasal 10. celulasdelparenquima
  9. 9. ₪ Proteoglicanos Son una gran familia de glicoproteínas formadas por un núcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especial de polisacáridos denominados glicosaminoglicanos (GAG). Son amorfos y se caracterizan por formar geles capaces de retener grandes cantidades de agua en las matrices
  10. 10. Se encuentran unidos a la membrana celular en contacto con la matriz extracelular.Actúan como moduladores de señales en procesos de comunicación entre la célula y su entorno. Resiste la compresión Rtardaelmovimiento de microrganismos Formafiltros conlalamina basal, mediante poros y cargadiferentes anclaje
  11. 11. Función Dada su diversidad estructural los proteoglicanos también tienen una diversidad de funciones tanto en la matriz extracelular como en la célula. En la matriz extracelular:  Mantienen hidratada la matriz extracelular  Las cadenas de glucosaminoglucanos pueden generar geles de poros de diferente tamaño, por lo que pueden intervenir como filtro selectivo en la regulación del tráfico de moléculas y de células, seleccionándolas en función de su tamaño, su carga o ambas cosas.  Los glucosaminoglucanos y proteoglucanos se asocian formando enormes complejos polímericos.También se asocian con otros elementos de la matriz extracelular como el colágeno y con redes proteicas de la lámina basal formado estructuras muy complejas.  El agrecano rodea el cartílago y la ayuda a soportar las fuerzas de compresión
  12. 12. Membrana plasmatica:  Algunos actúan como correceptores que colaboran con los receptores de la superficie celular, tanto en la unión celular a la matriz extracelular como iniciando las respuestas de las células a algunas proteínas de señalización. Los más caracterizados son los sindícanos.  Los proteoglucanos también se unen y regulan las actividades de otros tipos de proteínas de secreción, como enzimas proteolíticas y sus inhibidores. La unión del proteoglucanos podría afectar a la enzima por alguno de estos mecanismos.  Se cree que los proteoglucanos actúan de todas estas maneras:  Inmovilizando a la proteína cerca del lugar donde se secreta, restringiendo su alcance de acción.  Bloqueando estéricamente la actividad de la proteína  Proporcionando una reserva de proteína para su liberación posterior  Protegiendo a la enzima frente a degradaciones proteolíticas, prolongando su acción  Alterando o concentrando la proteína haciendo más efectiva su exposición a los receptores de superficie celular
  13. 13. ϐ Una familia de proteoglicanos, los hepamn sulfato proteoglicanos,esta molécula se encuentra en posición ideal para transmitir señales a través de la membrana plasmática, que pueden influir en muchos aspectos de la conducta de la célula, incluyendo cambios en la morfología celular, motilidad, adherencia, crecimiento y diferenciación de la célula.
  14. 14. ₪ Colágenas Es una molécula proteica que forma fibras, las fibras colágenas. Se encuentran en todos los animales. Son secretadas por las células del tejido conjuntivo como los fibroblastos, así como por otros tipos celulares. Es el componente más abundante de la piel y de los huesos, cubriendo un 25% de la masa total de proteínas en los mamíferos. Se han identificado más de 15 tipos distintos de colágena  Toda molécula de colágena es un trímero que consta de tres cadenas de polipéptidos denominadas cadenas a. Red de colágena tipo IV de la membrana basal
  15. 15. Formación La fase previa a la formación de colágeno es intracelular: series de tres aminoácidos se ensamblan en tándem formando cadenas de polipéptidos, llamadas cadenas α (alfa), unidas entre sí a través de puentes de hidrógeno intramoleculares.
  16. 16. Función Las células interactúan con la matriz extracelular tanto mecánica como químicamente, lo que produce notables efectos sobre la arquitectura tisular.Así, distintas fuerzas actúan sobre las fibrillas de colágeno que se han secretado, ejerciendo tracciones y desplazamientos sobre ellas, lo que provoca su compactación y su estiramiento.
  17. 17. Numerosas colágenas, incluyendo los tipos I, II y III, se describen como colágenas fibrilares debido a que se ensamblan en fibrillas semejantes a cables, que a su vez se ensamblan a fibras más gruesas Las moléculas individuales de colágena no se alinean al mismo nivel en una fibrilla, sino que se escalonan más o menos a la altura de la cuarta parte de la longitud de sus vecinas. Las fibrillas aumentan todavía más su resistencia
  18. 18. Proporcionan el armazón insoluble que determina muchas de las propiedades mecánicas de la matriz. Las propiedades de un tejido particular con frecuencia se pueden correlacionar con la organización tridimensional de sus moléculas de colágena  Por ejemplo: Los tendones, que conectan los músculos a los huesos, deben resistir tremendas fuerzas de tracción durante los momentos de la contracción muscular. Los tendones contienen una MEC en que las fibras de colágena se alinean paralelas al eje mayor del tendón, y por lo tanto paralelas a la dirección de las fuerzas de tracción
  19. 19. ϐ La combinación única de los diferentes componentes de la MEC contribuye a las características específicas de cada tipo de tejido. La mayor parte de los componentes de la MEC son grandes macromoléculas compuestas de subunidades con estructura modular y poseen sitios de enlace entre sí. Por consiguiente, las interacciones entre los materiales de la MEC pueden ser muy complejas. El término "matriz" implica una estructura formada por una red de elementos que interactúan. Este término es muy adecuado para la matriz extracelular, que además de colágena y proteoglicanos contiene varias proteínas que interactúan entre sí con mucha precisión y de manera definida.
  20. 20. ₪ Fibronectinas Es una glicoproteina dimérica presente en la matriz extracelular (MEC) de la mayoría de los tejidos celulares animales compuesta por dos subunidades muy largas unidas por puentes disulfuro situados cerca del extremo carboxilo. Cada cadena de polipeptidoque forma una molécula de fibronectina contiene: 1. Sitios de enlace para otros componentes de la MEC, incluyendo colágenas y glucosaminoglicanos específicos, que ayudan a unir estas diversas moléculas en una red estable interconectada. 2. Sitios de enlace para receptores situados sobre toda la superficie de la célula, que sirven para mantener una unión estable entre la MEC y la célula
  21. 21. Funcion Existen muchas isoformas de la fibronectina. Una, la denominada fibronectina plasmática, es soluble y circula por la sangre donde parece incrementar la coagulación de la sangre, la cicatrización y la fagocitosis. El resto se organizan en la superficie célular depositándose en la matriz extracelular como fibrillas de fibronectina muy insolubles. Las moléculas de fibronectina solo se organizan en fibrillas en la superficie de ciertas células. Ello es debido a que para su formación son necesaria proteínas complementarias, especialmente las integrinas que reconocen la propia fibronectina. En los fibroblastos, las fibrillas de fibronectina se asocian con las integrinas en regiones de la membrana denominadas adhesiones fibrilares en que las fibrillas localizadas en asociación con la superficie celular se hallan muy estiradas y sometidas a fuerzas de tracción. Estas fuerzas son ejercidas por las propias células y resultan esenciales para la formación de las fibrillas. Por otra parte, algunas de las proteínas de secreción tienen como función impedir el ensamblaje de la fibronectina en lugares inapropiados.
  22. 22. ₪ Lamininas La laminina es una glicoproteína que forma parte de la lámina basal asociada a otras proteínas como el colágeno, entactina, proteoglucanos y fibronectinas.Tiene una longitud de 120 nm, y atraviesa toda las capas de la lámina basal. Cuyos polipéptidos, igual que los de fibronectina, contienen dominios distintos con sitios de enlace específicos.
  23. 23. Además de enlazarse fuertemente a los receptores de la superficie celular, la laminina se puede enlazar a otras moléculas de laminina Además de su papel estructural, la laminina puede actuar en la capacidad reguladora e influir en el potencial de crecimiento y diferenciación de la célula. Su función sería la de anclar las células epiteliales a la lámina densa pues tiene sitios de unión para moléculas de integrinas de la membrana plasmática de la base celular.
  24. 24. El grupo más importante de receptores que fijan la célula a su microambiente extracelular son las integrinas.
  25. 25. ₪ Integrinas Constitución:  Proteínas integrales que adhieren las células al medio extracelular;  Se unen con sustancias especificas (ligandos) en el medio extracelular  Son formadas por dos cadena alfa y beta que se unen con enlaces covalentes En el extremo terminal de las cadenas alfa, se unen con cationes(Ca2+, Mg2+) los cuales parecer ejercen un papel clave en la funcion adherente de las integrinas Cabeza globular extracelular está conectada con la membrana mediante un par de “piernas”
  26. 26. Activación. Se presenta en dos formas:  Inactiva (estructura flexionada)  Activa (estructura vertical) La forma inactiva se puede activar por fenómenos dentro de la célula que alteran la estructura de la molécula y aumentan su afinidad por un ligando extracelular (ej: agregación de plaquetas durante un coágulo solo ocurre después de activación citoplasmática y así incrementan su afinidad con el fibrinógeno)
  27. 27. ϐ Señalizacion adentro afuera (transmisión de señales del exterior al interior) La unión de la integrinacion el ligando (ej. fibronectina o colágena) induce un cambio en la conformación en el extremo citoplásmico Alteración de la forma de interactuar con las proteínas que la rodean, como la enzima cinasa de adhesión focal, que luego fosforaliza otras proteínas y se inicia una reacción en cadena.
  28. 28. La disposiciones distintas de las células dentro de un tejido son causa de las interacciones entre las células Hay cuatro familias distintas de proteínas integrales de membrana tienen un papel crucial en la mediación de la adhesión intercelular:  Selectinas;  Ciertos miembros de la superfamilia de inmunoglobinas;  Algunos miembros de la familia de las integrinas;  Caderinas
  29. 29. ₪ Selectinas Forma una familia de glucoproteinas integrales de la membrana que reconocen y se unen con una disposición particular de azucares en los oligosacaridos que sobresalen en la superficie de otra célula; Tienen un pequeño dominio citoplasmático, un solo dominio que cruza la membrana y un segmento extracelular grande; Existen 3 selectinas conocidas: 1)selectina E: presente en las células endoteliales, 2)selectina P: se encuentra en las plaquetas y células endoteliales 3)selectina L: presentes en los leucitos
  30. 30.  Mecanismo de acción Las 3 selectinas reconoce un grupo particular de azucares que se encuentran en los extremos de la cadena de CHO de ciertas glucoproteinas complejas; Para que las selectinas se una con sus CHO ligandos es necesaria la presencia de calcio.  Funciones: Median las interacciones transitorias entre leucocitos circundantes y las paredes vasculares (en sitio de inflamación y coagulación); Unión de embriones de mamiferos con la pared del utrero durante la implantación.
  31. 31. ₪ Inmunoglobulinas e integrinas Los anticuerpos que son un tipo de proteínas llamados inmunoglobulina(Ig), consistían en cadenas de polipeptidos compuestos de varios dominios similares. Todo este grupo de proteínas constituyen las superfamilia de inmunoglobulina La mayoría de los miembros de esta familia participa en la función inmunitaria, pero algunas media la adhesión intracelular Independiente de Ca2+, ejemplos:  Moleculas de adhesión celular vascular(VCAM);  Moleculas de adhesión celular neural(NCAM);  L1(mediador de la adhesión entre las celulas no inmunitarias
  32. 32. Funciones NCAM y L1 importantes en el crecimiento nervioso, formación de sinapsis y otros fenómenos de desarrollo neural Estudios recientes demuestran que el cono de crecimiento (punta del axon) tienen la proteínas L1 y su crecimiento es hacia sustrato que también contienen L1; La mayoría de las integrinas facilitan la adhesión de las células con el sustrato, pero unas cuantas integrinas median la adhesión entre células mediante la unión con proteínas de otras células
  33. 33. ₪ Hemidesmosomas Los hemidesmosomas y las uniones focales establecen uniones fuertes entre las células y la matriz extracelular. En ambos casos las uniones se establecen por integrinas. Unen las células epiteliales a la lámina basal gracias al dominio extracelular de la integrina, mientras que el dominio intracelular contacta con los filamentos intermedios citosólicos.  Las uniones focales unen a las células con diversos tipos de matrices extracelulares gracias a otro tipo de integrinas que en su dominio intracelular contacta con los filamentos de actina.
  34. 34. ₪ Caderinas Son una gran familia de glucoproteinas que median la adhesión intracelular dependiente de Ca2+ y trasmiten señales de la Matrix extracelular al citoplasma. Las caderinas poseen una construcción modular. Las mejores estudiadas son:  Las caderinas E-epiteliales;  N-neutral;  P-placentaria; . Estas contienen un segmento extracelular relativamente grande, consiste en cinco dominios uno tras otros de tamaño y estructuras similares, un solo segmento transmenbranoso y un pequeño dominio citoplasmico; El dominio citoplasmico se relaciona con miembro de la familia catenina, las cuales tiene el papel de fijar las cederinas y transmitir señales al citoplasma
  35. 35.  Mecanismo de Acción: Las caderinas unen entre si, lo hacen sobre todo mediante la unión con la misma caderina presente en la superficie de la celula contigua; Los iones de Ca2+ mantiene la estrcutura extracelular de la caderinaen con formacion rigida necesaria para la adhesion celular.  Funciones: La adhesión por medio de las caderina sella razon principal de la capacidad de la celulas similares se juntaren; La perdida de la función de las caderinas parece tener un papel clave en la disenimación de los tumores malignos.
  36. 36. Uniones
  37. 37. ₪ Uniones Las uniones adherentes son complejos de unión que se forman en las células epiteliales y que se sitúan próximas y basales a las uniones estrechas. Su misión es unir células vecinas. Son los primeros complejos de unión que se forman durante el desarrollo de los epitelios, aparece antes que las uniones estrechas, por lo que parecen actuar en procesos morfogenéticos durante el desarrollo embrionario.
  38. 38. ₪ Desmosomas Los desmosomas, establecen conexiones puntuales en forma de disco entre células vecinas, como si fuesen remaches. Son muy abundantes entre las células epiteliales y entre las musculares, pero también en otros tejidos como el nervioso. Las uniones entre células están mediadas por moléculas del tipo cadherinas. El dominio intracelular de estas cadherinas contacta con los filamentos intermedios como las queratinas, gracias a proteínas intermediarias.
  39. 39. Es un tipo de union intercelular de tipo impermeable, por lo general la encontramos en los epitelios u barreras mucosas. La integrinas y las caderinas pueden transmitir señales del ambiente extracelular al citoplasma, mediantes dos enlaces con el citoesquelecto y las moleculas reguladoras del citosol, como las cinasas, produciendo varios efectos:  Cambios en el pH citoplasmico;  Cambios en la concentracion de Ca2+  Fosforilacion de proteinas;  Cambios en la expresion de genes.
  40. 40. Forman una banda que abraza la célula a modo de cinturón. No dejan espacio entre las células. Suelen estar entre los extremos apicales de células epiteliales de revestimiento. Suele haber una zona de unión de las dos membranas citoplasmáticas. En las zonas de fusión hay proteínas transmembranasas. Un ejemplo de donde se encuentran son las células intestinales y algunos endotelios vasculares
  41. 41. Son sitios en las células animales especializadas para la comunicación intercelular. Las membranas se ponen en contacto estrecho entre si, pero no en contacto directo.  La unión intercelular consiste casi en su totalidad de una proteína integral llamada conexina; las conexinas se agrupan y dentro de la membrana plasmática y forman el complejo de subunidades llamado conexión
  42. 42. Unen a las células de un tejido vegetal. Son conductos cilíndricos de 30 a 60 nm. de diámetro, extendido entre células adyacentes a través de la pared celular interpuesta. La vía del paso entre las células vegetales adyacentes se limita al estrecho espacio entre la superficie externa del desmotubulo y la superficie interna de la membrana plasmática.
  43. 43.  http://www.ecured.cu/index.php/Matriz_extracelular  http://es.scribd.com/doc/63455263/Interacciones-Entre- La-Celula-y-Su-Ambiente  http://es.scribd.com/doc/50272958/Biologia-1-medio  http://webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/2- matriz_extracelular.php  http://es.wikipedia.org/wiki/Col%C3%A1geno

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