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FACULTAD DE CIENCIAS
DE LA SALUD
E.A.P. MEDICINA
HUMANA
2023 - I
Curso: Biologia Celular y Molecular
Tema: Adhesión celular. Moléculas de adhesión
celular (MAC) Uniones intracelulares. Uniones
ocluyentes, adherentes y comunicantes.
Docente:
Mg. Raúl Yaipén Sirlopú
Integración celular
(organismos multicelulares)
Contactos celulares
•Estructuración de los tejidos (interacción física)
•Interacción funcional entre células
Funcionamiento integrado (Comunicación intercelular)
En los tejidos, las células entran en contacto con otras células (interacción CÉLULA- CÉLULA) y con una
compleja red de macromoléculas extracelulares segregadas, denominada MATRIZ EXTRACELULAR.
• En los organismos pluricelulares las células se organizan en conjunto
para formar tejidos, que a su vez, forman órganos; gracias a su
capacidad para establecer contactos estrechos e
interactuar en forma especifica con otras células.
• Una buena parte de su volumen lo consAtuye el espacio
extracelular, que esta ocupado por una red macromolecular
que consAtuye la matriz extracelular parAcipa en el
mantenimiento estructural Asular
• Su estructura y propiedades son influenciadas por el material
extracelularque rodeaasuscélulasysusconexiones.
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
UNION DE CELULAS DE LOS COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR
Componentes
fluidos:
(proteoglicanos)
Componentes
fibrosos:
(colageno,
fibronectina,
laminina)
MATRIZ EXTRACELULAR (MEC)
O TEJIDO CONECTIVO
Conjunto de proteínas ypolisacáridos
que rodea y soporta las células que se
encuentran en los tejidos animales.
Composición:
1.Proteínas estructurales: Colágeno (otorga resistencia, estructura y consistencia) y elas*na
(responsable de la elas@cidad), formando una fina red.
2. Proteínas especializadas: fibrilina, fibronec*na y laminina.
3.Proteoglicanos: una proteína central a la cual se unen cadenas largas de unidades de disacáridos
repe@@vos llamados glicosaminoglicanos (GAGs) formando así compuestos complejos de alto peso
molecular
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR
1.-Filamentos de ac@na
2.- Integrinas
3.- Proteoglicanos
4.- Fibronec@na
5.- Fibras de colágeno 6.-
Membrana plasmá@ca
Principales funciones:
- Proteger a las células que rodea, dándoles consistencia, elas@cidad y resistencia.
- Mantener las células unidas y facilitar la formación de tejidos,
-Proporcionar un sustrato para la migración de las células, par@cularmente durante los procesos de
diferenciación y organogénesis.
- Ac@var/inhibir los procesos de señalización intracelular(*).
(*) Proceso por el que la célula responde a sustancias del exterior de la célula mediante moléculas de
señalización que están en la superficie de la célula o dentro de ella. También se llama transducción de la señal.
La matriz extracelular suele proporcionar sostén mecánico a los tejidos, fuerza en un
tendón, diente o huesos; amortiguación en el cartílago y adhesión en la mayoría de los
tejidos.
Tanto la matriz extracelular como las moléculas de adhesión, son considerados
componentes fundamentales para mantener la estabilidad celular, del tejido, órgano y
sistema; además, participan en procesos vitales como: migración, multiplicación,
preservación, procesos bioquímicos y de señalización celular.
Algunas proteínas intracelulares como: selectinas, súper familia de las
inmunoglobulinas, cadherinas e integrinas, se sobre expresan por la ausencia de
proteínas de adhesión, lo cual genera efectos como la proliferación desmedida, la
invasión y las futuras metástasis.
En cuanto a las metaloproteasas de matriz, tienen una participación compleja en la
progresión del cáncer; puesto que participan en la degradación de la matriz extracelular
permitiendo la migración de las células endoteliales.
Capacidad que @enen las células (tanto en los seres unicelulares como
pluricelulares) de unirse a elementos del medio externo o a otras células.
Se produce tanto por fuerzas electrostá*cas y otras interacciones inespecíficas
como por moléculas de adhesión celular, que son específicas.
En los tejidos vegetales: conexiones citoplasmá@cas llamadas plasmodemos.
En los tejidos animales, esta función la cumplen estructuras especializadas en la
interacción célula-célula y célula-matriz extracelular.
La adherencia celular está relacionada con múl@ples funciones celulares:
• El desarrollo embrionario.
• La migración celular.
• La comunicación celular.
• La diferenciación celular.
• La inflamación.
• El desarrollo del cáncer.
ADHESIÓN CELULAR
UNIONES CELULA-CELULA UNIONES CELULA-MATRIZ
1 2 3
4
1
2
1 3
4
2
5
6
Uniones Célula – Célula : 1,2,3 y 4 Uniones
Célula – Matriz Extracelular: 5 y 6
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
UNIONES CELULARES
Regiones especializadas de la membrana plasmática, en las que se concentran
proteínas transmembranas especiales, mediante las cuales se establecen
conexiones entre células o entre células y la matriz extra-celular.
OCLUSIVAS : sella la unión entre dos
células vecinas. (ocludinas y
claudinas).
ADHERENTES: Unen los haces de
actina de una célula a los de la
adyacente (cadherinas).
DESMOSOMAS: Unen los filamentos
intermedios de una célula a los de la
adyacente (cadherinas).
COMUNICANTES: Permiten el paso de
iones y pequeñas moléculas
hidrosolubles (conexinas).
FOCALES: Unen los filamentos de
actina de las fibras de estrés a la matriz
extracelular. (integrinas)
HEMIDESMOSOMAS:
Unen los filamentos intermedios a la
matriz extracelular. (integrinas)
Ubicación de las Uniones
Célula 2
Célula 1
Espacio
intercelular
1. Uniones comunicantes (GAP) , en hendidura o de contacto (nexos)
las
Intervienen en
comunicaciones intercelulares.
• Son regiones en las que hay canales de
unión, a través de los cuales pueden pasar
iones y moléculas pequeñas de una célula
a otra. En las células con uniones
pasa
iones
nexos la corriente eléctrica
libremente llevada por
(acoplamiento eléctrico).
Por el poro pueden pasar
moléculas de un peso menor a los
(iones) de una célula
800 daltons
a otra.
UNIONES DE COMUNICACIÓN
Uniones Nexus
Ø Permiten el paso de
moléculas de hasta 2 nm de
diámetro.
Ø Moléculas con PM < de 1200
pasan libremente, aquellas
de 2000 o más, no pasan y el
tamaño intermedio
pase de moléculas de
es
variable y limitado.
Uniones nexus
Ø Las proteínas
organizan estas
que
uniones
son llamadas conexones.
ØLos conexonesde las
células adyacentes están
alineados formando un
canal acuoso conCnuo
que conecta ambos
citoplasmas.
Conexón: 6 sub unidades
proteicas (conexinas).
UNIONES DE COMUNICACIÓN
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
Esquema de uniones de comunicación
UNIONES DE COMUNICACIÓN
Uniones Nexus ó de abertura ó Gap
Ø Los canales alternan su configuración entre abierto y cerrado.
Ø Si una célula sufre algún daño, inmediatamente se cierran estos
canales, aislando a la célula dañada, previniendo así la
propagación de la anomalía funcional .
Ca2+,
Ø Incremento de iones descenso del pH intracelular
producen el cierre de los canales.
Ø Están presentes en células animales. Median la comunicación
entre citoplasmas de células adyacentes.
Ø Permiten el paso de moléculas pequeñas (aa, fosfatos,
nucleótidos, vitaminas hidrosolubles, iones.)
Ø Acoplan a las células adyacentes tanto eléctrica como
metabólicamente.
Uniones comunicantes
Estos son especialmente importantes en las células del músculo cardiaco,
donde es necesario el continuo cambio de iones para llevar los impulsos
eléctricos a todas las células y éstas puedan contraerse al unísono.
2. Oclusivas o estrechas (zonula occludens), =ght junc=on
Las proteínas transmembranas ocludinas y
claudinas forman bandas que sellan las
membranas de células adyacentes.
La unión estrecha está situada inmediatamente
por debajo del borde apical (zonula occludens)
y en este punto las láminas externas de las
unidades de membranas se fusionan formando
una línea intermedia única -> no existe espacio
intercelular a lo largo de una distancia variable.
En epitelios que tapizan cavidades:
Impide el paso de sales y moléculas
hidrosolubles.
Man@enen
impiden
polaridad de los
que las
epitelios:
proteínas
transportadoras difundan de un dominio
a otro.
Uniones Ocluyentes
• También llamadas herméWcas, sellan membranas de células adyacentes.
• Son uniones estrechas que abarcan todo el perímetro celular manteniendo un dominio celular apical y otro
basal (BIR-04).
• Impiden el paso libre de moléculas entre las dos células actuando como barrera que separa dos cavidades,
aunque según el Wpo de tejido pueden dejar pasar algunos compuestos como iones o agua, en un transporte
paracélula.
• Pueden ser de Wpo mácula (mácula occludens), son caracterísWcas de células endoteliales de capilares, y de
Wpo zónula (zónula occludens). Este Wpo de uniones proporcionan una fuerza adhesivva minima entre
células, por lo que generalmente se asocian con uniones adhesivas y desmosomas para formar complejos de
unión.
UNIONES OCLUSIVAS O ESTRECHAS
• Uniones que se dan en las células que separan medios de
composición muy diferente.
• Compuestas por proteínas (claudinas y ocludinas) que se
disponen en cadenas a lo largo de la línea de unión para
formar una barrera.
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
FUNCION DE LAS UNIONES OCLUSIVAS
• Impedir la libre difusión de los solutos o moléculas hidrosolubles.
•Mantienen la polaridad de los epitelios, impidiendo que las proteínas
transportadoras puedan difundir de un dominio a otro de las células epiteliales.
Epitelio del intestino delgado
— Lumen: usualmente denominado luz, es el espacio interior de
una estructura tubular, como en una arteria o intes5no.
“la luz del
— Zona apical: parte de la célula que mira hacia
órgano” o Lumen.
— Epitelio: tejido formado por una o varias capas de
células unidas entre sí.
Epitelio del estómago: se evita que el ácido y las enzimas estomacales secretadas hacia el lumen escurran hacia el espacio intercelular.
Esquema: muestra cómo pequeña molécula trazadora extracelular
depositada en una de las caras de un epitelio no puede pasar a través
de las uniones estrechas que sellan las células adyacentes.
La figura muestra el transporte activo de la glucosa hacia el interior de la célula, mediante un mecanismo de simporte de glucosa
impulsado por Na+ , situado en la membrana apical, y posterior difusión de la glucosa hacia el espacio extracelular por un mecanismo de
difusión facilitada mediado por transportadores de glucosa situados en la membrana basolateral. Se supone que las uniones estancas
confinan las proteínas de transporte en sus dominios de membrana apropiados, actuando como barreras en el seno de la bicapa lipídica
de la membrana plasmática; estas uniones también bloquean la difusión de glucosa desde la cara basal del epitelio hacia la luz intestinal.
UNIONES ESTRECHAS: permiten a epitelios actuar como barreras en la
difusión de solutos
Presente : epitelios estomago, intestino, vejiga y m. estriado
q Se encuentran en el extremo apical de las células epiteliales, así como en el SNC.
q En el endotelio de los capilares cerebrales (barrera hematoencefálica), impiden el
pase de moléculas del torrente sanguíneo al interior tejido cerebral, protegiéndolo
de la penetración de solutos no deseables.
Al microscopio electrónico las uniones estrechas se visualizan como
una costura en la porción apical de las células
Visualización de uniones estrechas por microscopía electrónica.
Técnica de congelación y fractura
UNIONES ANCLAJE
Conectan el citoesqueleto de dos células vecinas o con la
matriz extracelular, dando resistencia a los epitelios.
Organización de una unión de anclaje
proteínas
consWtuyen
Organización de
una unión de
anclaje:
representación
que muestra las
dos clases de
que
una
unión de anclaje:
vproteínas de
adhesión
intracelular y
vglicoproteínas
transmembrana
de unión.
3. Desmosomas o macula adherens
Localizadas en las superficies laterales de las
células epiteliales.
Son zonas de adherencia entre células epiteliales
que poseen una función mecánica. Por debajo
de la membrana existe una densa placa
intracelular, hacia los cuales converge un gran
número de FILAMENTOS INTERMEDIOS.
Las células se unen por medio de proteínas
transmembrana (desmogleinas) las que se
relacionan con los filamentos intermedios del
citoesqueleto a través de proteínas que forman
placas (desmoplaquinas).
DESMOSOMAS
•Contactos puntuales célula-célula.
• Cadherinas se unen directamente por su lado extracelular. Por
intermedios,
su lado citosólico se unen a los filamentos
queratinas, mediante proteínas de unión.
•Proporciona a la célula fuerza de tracción.
DESMOSOMAS, Contactos intercelulares pun@formes que man@ene unida a la
célula ,consta de una placa interna de proteína (desmoplaquina y placoglobinas)
que se unen a los filamentos intermedios como quera@na en la mayoría de
células epiteliales o desmina en fibras musculares cardiacas; y proteínas
trasmembrana del @po de cadherina(desmogleinas y desmocolina) que se
proyectan al espacio intercelular entrelazándose a las
de la otra célula
DESMOSOMAS
Proteínas
transmembr
ana
Placa
citoplasmá-ca
Importancia de los desmosomas y de su unión con los filamentos
intermedios.
Las cadherinas interactúan en estecaso con los filamentos
intermedios (quera=na) y forman una especie de red entre células
uniendo sus filamentos.
Abundante en músculo cardiaco y epitelio de piel (tensión mecánica)
Observe el esquema que ocurre cuando
faltan los desmosomas en un epitelio
que se somete a tensión mecánica.
FUNCIÓN : resistencia a tensión mecánica
4. Uniones adherentes
s
e
Se localizan por debajo de las uniones
oclusivas. Son uniones que también se
exCenden a lo largo del perímetro
celular. Son uniones de anclaje, que
manCenen fuertemente unidas las
células epiteliales. En esta fuerte unión
parCcipan proteína transmembrana
(cadherinas) qu a su vez se
relacionan con
microfilamentos intracelulares (acCna)
por medio de proteínas de unión
intracelulares (cateninas).
UNIONES ADHERENTES
•
•
•
Uniones estables célula-célula que se extienden a lo largo de todo
el perímetro celular.
Cadherinas de ambas células se unen directamente por su lado
extracelular. Por su lado citosólico, se unen a los haces de
filamentos de actina a través de proteínas de anclaje.
Las cadherinas están reguladas por calcio.
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
ADHESIONES BASALES
De este &po de adhesión se encargan las
integrinas, estas proteínas transmembrana
son las encargadas de la unión con la matriz
extracelular y con el tejido conec&vo.
En este caso la célula se une de dos maneras:
ØAdhesión focal.
ØHemidesmosoma.
Unión o adhesión focal
la membrana basal y
üUniones de anclaje que unen fuertemente la célula con
con el tejido conec@vo.
üPresentan proteínas transmembrana (Integrinas) que se unen, por un lado a
glicoproteínas de la membrana basal (ejm. fibronectina) y por el otro, a través de
proteínas de unión (talinas, vinculinas, alfa-actininas) se relacionan con los
microfilamentos de actina del citoesqueleto celular.
UNIONES FOCALES
•
•
Uniones estables célula-matriz extracelular. Integrinasse
unen por su lado extracelular a una
proteína de la matriz y por su la citosólico a los
filamentos de acCna mediante un complejo proteico.
Hemidesmosomas
Muy similares a los desmosomas, son uniones de
anclaje que ayudan a adherir a la célula con la
membrana basal y con el tejido conec@vo. Cabe
señalar que se diferencian, el desmosoma u@liza
cadherinas en la unión y el hemidesmosoma lo hace
a través de integrinas.
HEMIDESMOSOMAS
• Son uniones célula-matriz extracelular.
• Integrinas se unen por su lado extracelular a la
lamina de la lámina basal y por su lado citosólico
a los filamentos de quera>na mediante proteínas
de unión.
Características de las Uniones
Unión Tipo Proteína de
membrana
Vínculo al
citoesqueleto
Estrecha Oclusiva - - - - - -
Intermedia DeAnclaje Caderina Microfilamentos de
actina
Contacto Focal DeAnclaje Integrina Microfilamentos de
actina
Desmosoma DeAnclaje Caderina Filamentos intermedios
Hemidesmosoma DeAnclaje Integrina Filamentos intermedios
Nexus Comunicante Conexinas - - -
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
UNIONES ELECTROESTÁTICAS
Es una manera que tienen las células para unirse
a través de el enlace de átomos, que resulta de
la presencia de atracción electrostática entre los
iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente
electropositivo (baja energía de ionización) y
otro fuertemente electronegativo (alta afinidad
electrónica).
Un enlace iónico se da cuando en el enlace, uno
de los átomos capta electrones del otro.
Proteínas o
MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR - MACS
glicoproteínas localizadas en la superficie de la
membrana celular, que están implicadas en la unión con otras
células o con la matriz extracelular, en el proceso llamado
“adhesión celular”.
ParAcipan acAvamente en múlAples
fenómenos fisiológicos y patológicos:
- Interacciones especificas:
Células con células, células a matriz
extracelular, matriz extracelular al
citoesqueleto celular.
- Las CAMs asisten en la:
Adhesión entre células para proveer una estructura tisular organizada
Transmisión de señales extracelulares a través de la membrana celular
Migración celular mediante la regulación de adhesiones mediadas por CAMs.
Estas moléculas se reconocen selec@vamente y, se ligan entre sí y juegan un rol importante en las siguientes
funciones:
1)Desarrollo e integridad de órganos y tejidos.
2)Migración y transporte de células inmunes e inflamatorias.
3)3)Iniciación y propagación de respuestas inmunes
4)4)Cicatrización de heridas.
5)Metástasis de diversos tumores
Estructura de las MACs:
Estas proteínas son bpicamente receptores
transmembrana y están formados por tres dominios:
• Dominio intracelular que interacciona con el citoesqueleto.
• Dominio transmembrana que atraviesa la membrana.
•Domino extracelular que interacciona con otras proteínas de adhesión
celular del mismo @po (uniones homoclicas), o con otras MAC o con la
matriz extracelular (uniones heteroclicas)
Familias de MACs:
Son 4, que se clasifican a su vez en base a la dependencia de calcio para ejercer su ac@vidad.
(Para algunos autores: 5ta familia, los receptores homing de linfocitos)
Las MAC de la familia de las cadherinas parAcipan en la adhesión intercelular formando
uniones permanentes.
Las MAC pertenecientes a las familias de las selecAnas, IgSFs y de las integrinas,
parAcipan principalmente en interacciones celulares transitorias.
Aquellas que se unen
específicamente a otras MAC
idén5cas a ellas mismas
Las que lo hacen con otros
receptores o MAC diferentes.
FAMILIA DE CADHERINAS
Glicoproteínas transmembrana mediadores de
la adhesión célula-célula de forma homotípica
u homofílica (unión entre células con fenotipos
similares), dependientes de Ca.
La familia incluye más de 20 tipos
diferentes. Las más clásicas son:
la E-cadherina (epitelial),
la N-cadherina (neural),
la P-cadherina
(placentaria) y
la L-cadherina
(hepática).
Son las principales moléculas de adhesión celular. Importantes en
procesos como la morfogénesis, estabilización y diferenciación de
los tejidos, etc.
Extenso grupo de proteínas solubles y de superficie
celular que están implicadas en procesos de
reconocimiento, unión o adhesión celular.
Comparten rasgos estructurales con las
inmunoglobulinas (anticuerpos). Todas ellas poseen un
dominio conocido como dominio o plegamiento
inmunoglobulina.
Homofílicas o heterofílicas, pudiendo unirse a las
integrinas o a otras inmunoglobulinas diferentes.
Son miembros de la IgSF : receptores de antígenos en la
superficie celular, correceptores y moléculas de
coesCmulación del sistema inmunitario, moléculas
la presentación de anEgeno a los
implicadas en
linfocitos, moléculas de adhesión celular, y ciertos
receptores de citocinas.
Asociadas con funciones del sistema inmunitario.
SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS IGSF
PERTENECEN A LA SUPERFAMILIA DE LAS
INMUNOGLOBULINAS IGSF:
SynCAMs (moléculas de adhesión sinápAcas)
NCAMs (moléculas de adhesión neuronales)
ICAM-1 (moléculas de adhesión intercelulares)
VCAM-1 (moléculas de adhesión vasculares)
PECAM-1 (moléculas de adhesión plaqueto- endoteliales)
Proteína L1
CHL1
Glicoproteína asociada a mielina
NecAnas
Las integrinas son importantes en varios procesos biológicos:
• Agregación plaquetaria
• Inflamación
• función inmune
• reparación de tejidos
• metástasis celular
• migración de tejidos durante la embriogénesis.
Además intervienen en patologías como: cáncer, trombosis,
enfermedades inflamatorias.
INTEGRINAS
MACs heteroalicas dependientes de calcio
SELECTINAS
que se unen a carbohidratos fusilados, como por
ejemplo, las mucinas.
Receptores de adhesión que forman una familia de
glucoproteinas integrales de la membrana.
Pueden formar uniones hetero y homotípicas,
transitorias y específicas. Se caracterizan por poseer una
estructura muy conservada, la cual incluye a un dominio
tipo lectina, un dominio tipo factor de crecimiento
epidérmico, dos o más dominios tipo proteína
reguladora del complemento, una región
transmembranal y una región intracitoplásmica corta en
el extremo carboxilo terminal.
Median interacciones transitorias entre leucocitos y pared vascular en inflamación y
coagulación
Unión embrión a pared útero
SEMANA 10 - ADHESION CELULAR  / BIOLOGÍA CELULAR
ESPECIFICIDAD:
üCADHERINAS: Uniones célula-célula, como uniones
adherentes y los desmosomas.
üINTEGRINAS: Presente en las uniones célula- matriz.
üINMUNOGLOBULINAS (EJ: NCAM): Se presenta en el
crecimiento de la células nerviosas, durante el desarrollo del
sistema nervioso. Existen diversos tipos de igSF y su actividad
mas importante esta relacionada con el reconocimiento
celular.
üSELECTINAS: Adhesiones célula-célula temporales.
Moléculas de Adhesión
Celular
Dependientes de calcio Independientes de calcio
Cadherinas Selec9nas Inmunoglobinas Integrinas
•Homofílicas
•Monoméricas
•E-cadherina
•P-cadherina
•N-cadherina
•Heterofílicas
•Monoméricas
•E-selectina
•L-selectina
•P-selectina
•HomoOlicas o
HeteroOlicas
Heterodiméricas,
monoméricas o
diméricas
•SynCAMs
•NCAMs
•ICAM-1
•VCAM-1
•PECAM-1
•Hetero@licas
•Heterodiméricas
•Subunidades
alfa y beta
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y
LINCKOGRAFIAS
• Alberts, B. et al; (1996) Biología Molecular de la Célula; 3° Edición;
Ediciones Omega S.A. Barcelona.
• Karp, G.; (1998) Biología Celular y Molecular; Ed. Mc Graw Hill
Interamericana. México.
• De Rober@s (h), Hib, Ponzio; (1996) Biología Celular y Molecular de De
Rober@s; 12° Edición; El Ateneo. Bs.As.
• hlps://es.slideshare.net/Lilylup/adhesion-y-comunicacion-celular
• hlps://es.slideshare.net/raulalvaradorosas/adhesion-celular-raul-
alvarado?next_slideshow=1
• hlps://es.slideshare.net/isbel66/uniones-celulares-2-bachillerato-
biologa?next_slideshow=2
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SEMANA 10 - ADHESION CELULAR / BIOLOGÍA CELULAR

  • 1. FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD E.A.P. MEDICINA HUMANA 2023 - I
  • 2. Curso: Biologia Celular y Molecular Tema: Adhesión celular. Moléculas de adhesión celular (MAC) Uniones intracelulares. Uniones ocluyentes, adherentes y comunicantes. Docente: Mg. Raúl Yaipén Sirlopú
  • 3. Integración celular (organismos multicelulares) Contactos celulares •Estructuración de los tejidos (interacción física) •Interacción funcional entre células Funcionamiento integrado (Comunicación intercelular) En los tejidos, las células entran en contacto con otras células (interacción CÉLULA- CÉLULA) y con una compleja red de macromoléculas extracelulares segregadas, denominada MATRIZ EXTRACELULAR.
  • 4. • En los organismos pluricelulares las células se organizan en conjunto para formar tejidos, que a su vez, forman órganos; gracias a su capacidad para establecer contactos estrechos e interactuar en forma especifica con otras células. • Una buena parte de su volumen lo consAtuye el espacio extracelular, que esta ocupado por una red macromolecular que consAtuye la matriz extracelular parAcipa en el mantenimiento estructural Asular • Su estructura y propiedades son influenciadas por el material extracelularque rodeaasuscélulasysusconexiones.
  • 7. UNION DE CELULAS DE LOS COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR Componentes fluidos: (proteoglicanos) Componentes fibrosos: (colageno, fibronectina, laminina)
  • 8. MATRIZ EXTRACELULAR (MEC) O TEJIDO CONECTIVO Conjunto de proteínas ypolisacáridos que rodea y soporta las células que se encuentran en los tejidos animales. Composición: 1.Proteínas estructurales: Colágeno (otorga resistencia, estructura y consistencia) y elas*na (responsable de la elas@cidad), formando una fina red. 2. Proteínas especializadas: fibrilina, fibronec*na y laminina. 3.Proteoglicanos: una proteína central a la cual se unen cadenas largas de unidades de disacáridos repe@@vos llamados glicosaminoglicanos (GAGs) formando así compuestos complejos de alto peso molecular
  • 10. COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR 1.-Filamentos de ac@na 2.- Integrinas 3.- Proteoglicanos 4.- Fibronec@na 5.- Fibras de colágeno 6.- Membrana plasmá@ca
  • 11. Principales funciones: - Proteger a las células que rodea, dándoles consistencia, elas@cidad y resistencia. - Mantener las células unidas y facilitar la formación de tejidos, -Proporcionar un sustrato para la migración de las células, par@cularmente durante los procesos de diferenciación y organogénesis. - Ac@var/inhibir los procesos de señalización intracelular(*). (*) Proceso por el que la célula responde a sustancias del exterior de la célula mediante moléculas de señalización que están en la superficie de la célula o dentro de ella. También se llama transducción de la señal.
  • 12. La matriz extracelular suele proporcionar sostén mecánico a los tejidos, fuerza en un tendón, diente o huesos; amortiguación en el cartílago y adhesión en la mayoría de los tejidos. Tanto la matriz extracelular como las moléculas de adhesión, son considerados componentes fundamentales para mantener la estabilidad celular, del tejido, órgano y sistema; además, participan en procesos vitales como: migración, multiplicación, preservación, procesos bioquímicos y de señalización celular. Algunas proteínas intracelulares como: selectinas, súper familia de las inmunoglobulinas, cadherinas e integrinas, se sobre expresan por la ausencia de proteínas de adhesión, lo cual genera efectos como la proliferación desmedida, la invasión y las futuras metástasis. En cuanto a las metaloproteasas de matriz, tienen una participación compleja en la progresión del cáncer; puesto que participan en la degradación de la matriz extracelular permitiendo la migración de las células endoteliales.
  • 13. Capacidad que @enen las células (tanto en los seres unicelulares como pluricelulares) de unirse a elementos del medio externo o a otras células. Se produce tanto por fuerzas electrostá*cas y otras interacciones inespecíficas como por moléculas de adhesión celular, que son específicas. En los tejidos vegetales: conexiones citoplasmá@cas llamadas plasmodemos. En los tejidos animales, esta función la cumplen estructuras especializadas en la interacción célula-célula y célula-matriz extracelular. La adherencia celular está relacionada con múl@ples funciones celulares: • El desarrollo embrionario. • La migración celular. • La comunicación celular. • La diferenciación celular. • La inflamación. • El desarrollo del cáncer. ADHESIÓN CELULAR
  • 14. UNIONES CELULA-CELULA UNIONES CELULA-MATRIZ 1 2 3 4 1 2
  • 15. 1 3 4 2 5 6 Uniones Célula – Célula : 1,2,3 y 4 Uniones Célula – Matriz Extracelular: 5 y 6
  • 17. UNIONES CELULARES Regiones especializadas de la membrana plasmática, en las que se concentran proteínas transmembranas especiales, mediante las cuales se establecen conexiones entre células o entre células y la matriz extra-celular.
  • 18. OCLUSIVAS : sella la unión entre dos células vecinas. (ocludinas y claudinas). ADHERENTES: Unen los haces de actina de una célula a los de la adyacente (cadherinas). DESMOSOMAS: Unen los filamentos intermedios de una célula a los de la adyacente (cadherinas). COMUNICANTES: Permiten el paso de iones y pequeñas moléculas hidrosolubles (conexinas). FOCALES: Unen los filamentos de actina de las fibras de estrés a la matriz extracelular. (integrinas) HEMIDESMOSOMAS: Unen los filamentos intermedios a la matriz extracelular. (integrinas)
  • 19. Ubicación de las Uniones Célula 2 Célula 1 Espacio intercelular
  • 20. 1. Uniones comunicantes (GAP) , en hendidura o de contacto (nexos) las Intervienen en comunicaciones intercelulares. • Son regiones en las que hay canales de unión, a través de los cuales pueden pasar iones y moléculas pequeñas de una célula a otra. En las células con uniones pasa iones nexos la corriente eléctrica libremente llevada por (acoplamiento eléctrico). Por el poro pueden pasar moléculas de un peso menor a los (iones) de una célula 800 daltons a otra.
  • 21. UNIONES DE COMUNICACIÓN Uniones Nexus Ø Permiten el paso de moléculas de hasta 2 nm de diámetro. Ø Moléculas con PM < de 1200 pasan libremente, aquellas de 2000 o más, no pasan y el tamaño intermedio pase de moléculas de es variable y limitado.
  • 22. Uniones nexus Ø Las proteínas organizan estas que uniones son llamadas conexones. ØLos conexonesde las células adyacentes están alineados formando un canal acuoso conCnuo que conecta ambos citoplasmas. Conexón: 6 sub unidades proteicas (conexinas). UNIONES DE COMUNICACIÓN
  • 24. Esquema de uniones de comunicación
  • 25. UNIONES DE COMUNICACIÓN Uniones Nexus ó de abertura ó Gap Ø Los canales alternan su configuración entre abierto y cerrado. Ø Si una célula sufre algún daño, inmediatamente se cierran estos canales, aislando a la célula dañada, previniendo así la propagación de la anomalía funcional . Ca2+, Ø Incremento de iones descenso del pH intracelular producen el cierre de los canales. Ø Están presentes en células animales. Median la comunicación entre citoplasmas de células adyacentes. Ø Permiten el paso de moléculas pequeñas (aa, fosfatos, nucleótidos, vitaminas hidrosolubles, iones.) Ø Acoplan a las células adyacentes tanto eléctrica como metabólicamente.
  • 26. Uniones comunicantes Estos son especialmente importantes en las células del músculo cardiaco, donde es necesario el continuo cambio de iones para llevar los impulsos eléctricos a todas las células y éstas puedan contraerse al unísono.
  • 27. 2. Oclusivas o estrechas (zonula occludens), =ght junc=on Las proteínas transmembranas ocludinas y claudinas forman bandas que sellan las membranas de células adyacentes. La unión estrecha está situada inmediatamente por debajo del borde apical (zonula occludens) y en este punto las láminas externas de las unidades de membranas se fusionan formando una línea intermedia única -> no existe espacio intercelular a lo largo de una distancia variable. En epitelios que tapizan cavidades: Impide el paso de sales y moléculas hidrosolubles. Man@enen impiden polaridad de los que las epitelios: proteínas transportadoras difundan de un dominio a otro.
  • 28. Uniones Ocluyentes • También llamadas herméWcas, sellan membranas de células adyacentes. • Son uniones estrechas que abarcan todo el perímetro celular manteniendo un dominio celular apical y otro basal (BIR-04). • Impiden el paso libre de moléculas entre las dos células actuando como barrera que separa dos cavidades, aunque según el Wpo de tejido pueden dejar pasar algunos compuestos como iones o agua, en un transporte paracélula. • Pueden ser de Wpo mácula (mácula occludens), son caracterísWcas de células endoteliales de capilares, y de Wpo zónula (zónula occludens). Este Wpo de uniones proporcionan una fuerza adhesivva minima entre células, por lo que generalmente se asocian con uniones adhesivas y desmosomas para formar complejos de unión.
  • 29. UNIONES OCLUSIVAS O ESTRECHAS • Uniones que se dan en las células que separan medios de composición muy diferente. • Compuestas por proteínas (claudinas y ocludinas) que se disponen en cadenas a lo largo de la línea de unión para formar una barrera.
  • 31. FUNCION DE LAS UNIONES OCLUSIVAS • Impedir la libre difusión de los solutos o moléculas hidrosolubles. •Mantienen la polaridad de los epitelios, impidiendo que las proteínas transportadoras puedan difundir de un dominio a otro de las células epiteliales.
  • 32. Epitelio del intestino delgado — Lumen: usualmente denominado luz, es el espacio interior de una estructura tubular, como en una arteria o intes5no. “la luz del — Zona apical: parte de la célula que mira hacia órgano” o Lumen. — Epitelio: tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí. Epitelio del estómago: se evita que el ácido y las enzimas estomacales secretadas hacia el lumen escurran hacia el espacio intercelular. Esquema: muestra cómo pequeña molécula trazadora extracelular depositada en una de las caras de un epitelio no puede pasar a través de las uniones estrechas que sellan las células adyacentes.
  • 33. La figura muestra el transporte activo de la glucosa hacia el interior de la célula, mediante un mecanismo de simporte de glucosa impulsado por Na+ , situado en la membrana apical, y posterior difusión de la glucosa hacia el espacio extracelular por un mecanismo de difusión facilitada mediado por transportadores de glucosa situados en la membrana basolateral. Se supone que las uniones estancas confinan las proteínas de transporte en sus dominios de membrana apropiados, actuando como barreras en el seno de la bicapa lipídica de la membrana plasmática; estas uniones también bloquean la difusión de glucosa desde la cara basal del epitelio hacia la luz intestinal.
  • 34. UNIONES ESTRECHAS: permiten a epitelios actuar como barreras en la difusión de solutos Presente : epitelios estomago, intestino, vejiga y m. estriado q Se encuentran en el extremo apical de las células epiteliales, así como en el SNC. q En el endotelio de los capilares cerebrales (barrera hematoencefálica), impiden el pase de moléculas del torrente sanguíneo al interior tejido cerebral, protegiéndolo de la penetración de solutos no deseables.
  • 35. Al microscopio electrónico las uniones estrechas se visualizan como una costura en la porción apical de las células Visualización de uniones estrechas por microscopía electrónica. Técnica de congelación y fractura
  • 36. UNIONES ANCLAJE Conectan el citoesqueleto de dos células vecinas o con la matriz extracelular, dando resistencia a los epitelios.
  • 37. Organización de una unión de anclaje proteínas consWtuyen Organización de una unión de anclaje: representación que muestra las dos clases de que una unión de anclaje: vproteínas de adhesión intracelular y vglicoproteínas transmembrana de unión.
  • 38. 3. Desmosomas o macula adherens Localizadas en las superficies laterales de las células epiteliales. Son zonas de adherencia entre células epiteliales que poseen una función mecánica. Por debajo de la membrana existe una densa placa intracelular, hacia los cuales converge un gran número de FILAMENTOS INTERMEDIOS. Las células se unen por medio de proteínas transmembrana (desmogleinas) las que se relacionan con los filamentos intermedios del citoesqueleto a través de proteínas que forman placas (desmoplaquinas).
  • 39. DESMOSOMAS •Contactos puntuales célula-célula. • Cadherinas se unen directamente por su lado extracelular. Por intermedios, su lado citosólico se unen a los filamentos queratinas, mediante proteínas de unión. •Proporciona a la célula fuerza de tracción.
  • 40. DESMOSOMAS, Contactos intercelulares pun@formes que man@ene unida a la célula ,consta de una placa interna de proteína (desmoplaquina y placoglobinas) que se unen a los filamentos intermedios como quera@na en la mayoría de células epiteliales o desmina en fibras musculares cardiacas; y proteínas trasmembrana del @po de cadherina(desmogleinas y desmocolina) que se proyectan al espacio intercelular entrelazándose a las de la otra célula
  • 42. Importancia de los desmosomas y de su unión con los filamentos intermedios. Las cadherinas interactúan en estecaso con los filamentos intermedios (quera=na) y forman una especie de red entre células uniendo sus filamentos. Abundante en músculo cardiaco y epitelio de piel (tensión mecánica) Observe el esquema que ocurre cuando faltan los desmosomas en un epitelio que se somete a tensión mecánica. FUNCIÓN : resistencia a tensión mecánica
  • 43. 4. Uniones adherentes s e Se localizan por debajo de las uniones oclusivas. Son uniones que también se exCenden a lo largo del perímetro celular. Son uniones de anclaje, que manCenen fuertemente unidas las células epiteliales. En esta fuerte unión parCcipan proteína transmembrana (cadherinas) qu a su vez se relacionan con microfilamentos intracelulares (acCna) por medio de proteínas de unión intracelulares (cateninas).
  • 44. UNIONES ADHERENTES • • • Uniones estables célula-célula que se extienden a lo largo de todo el perímetro celular. Cadherinas de ambas células se unen directamente por su lado extracelular. Por su lado citosólico, se unen a los haces de filamentos de actina a través de proteínas de anclaje. Las cadherinas están reguladas por calcio.
  • 46. ADHESIONES BASALES De este &po de adhesión se encargan las integrinas, estas proteínas transmembrana son las encargadas de la unión con la matriz extracelular y con el tejido conec&vo. En este caso la célula se une de dos maneras: ØAdhesión focal. ØHemidesmosoma.
  • 47. Unión o adhesión focal la membrana basal y üUniones de anclaje que unen fuertemente la célula con con el tejido conec@vo. üPresentan proteínas transmembrana (Integrinas) que se unen, por un lado a glicoproteínas de la membrana basal (ejm. fibronectina) y por el otro, a través de proteínas de unión (talinas, vinculinas, alfa-actininas) se relacionan con los microfilamentos de actina del citoesqueleto celular.
  • 48. UNIONES FOCALES • • Uniones estables célula-matriz extracelular. Integrinasse unen por su lado extracelular a una proteína de la matriz y por su la citosólico a los filamentos de acCna mediante un complejo proteico.
  • 49. Hemidesmosomas Muy similares a los desmosomas, son uniones de anclaje que ayudan a adherir a la célula con la membrana basal y con el tejido conec@vo. Cabe señalar que se diferencian, el desmosoma u@liza cadherinas en la unión y el hemidesmosoma lo hace a través de integrinas.
  • 50. HEMIDESMOSOMAS • Son uniones célula-matriz extracelular. • Integrinas se unen por su lado extracelular a la lamina de la lámina basal y por su lado citosólico a los filamentos de quera>na mediante proteínas de unión.
  • 51. Características de las Uniones Unión Tipo Proteína de membrana Vínculo al citoesqueleto Estrecha Oclusiva - - - - - - Intermedia DeAnclaje Caderina Microfilamentos de actina Contacto Focal DeAnclaje Integrina Microfilamentos de actina Desmosoma DeAnclaje Caderina Filamentos intermedios Hemidesmosoma DeAnclaje Integrina Filamentos intermedios Nexus Comunicante Conexinas - - -
  • 54. UNIONES ELECTROESTÁTICAS Es una manera que tienen las células para unirse a través de el enlace de átomos, que resulta de la presencia de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Un enlace iónico se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro.
  • 55. Proteínas o MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR - MACS glicoproteínas localizadas en la superficie de la membrana celular, que están implicadas en la unión con otras células o con la matriz extracelular, en el proceso llamado “adhesión celular”. ParAcipan acAvamente en múlAples fenómenos fisiológicos y patológicos: - Interacciones especificas: Células con células, células a matriz extracelular, matriz extracelular al citoesqueleto celular. - Las CAMs asisten en la: Adhesión entre células para proveer una estructura tisular organizada Transmisión de señales extracelulares a través de la membrana celular Migración celular mediante la regulación de adhesiones mediadas por CAMs.
  • 56. Estas moléculas se reconocen selec@vamente y, se ligan entre sí y juegan un rol importante en las siguientes funciones: 1)Desarrollo e integridad de órganos y tejidos. 2)Migración y transporte de células inmunes e inflamatorias. 3)3)Iniciación y propagación de respuestas inmunes 4)4)Cicatrización de heridas. 5)Metástasis de diversos tumores Estructura de las MACs: Estas proteínas son bpicamente receptores transmembrana y están formados por tres dominios: • Dominio intracelular que interacciona con el citoesqueleto. • Dominio transmembrana que atraviesa la membrana. •Domino extracelular que interacciona con otras proteínas de adhesión celular del mismo @po (uniones homoclicas), o con otras MAC o con la matriz extracelular (uniones heteroclicas) Familias de MACs: Son 4, que se clasifican a su vez en base a la dependencia de calcio para ejercer su ac@vidad. (Para algunos autores: 5ta familia, los receptores homing de linfocitos)
  • 57. Las MAC de la familia de las cadherinas parAcipan en la adhesión intercelular formando uniones permanentes. Las MAC pertenecientes a las familias de las selecAnas, IgSFs y de las integrinas, parAcipan principalmente en interacciones celulares transitorias. Aquellas que se unen específicamente a otras MAC idén5cas a ellas mismas Las que lo hacen con otros receptores o MAC diferentes.
  • 58. FAMILIA DE CADHERINAS Glicoproteínas transmembrana mediadores de la adhesión célula-célula de forma homotípica u homofílica (unión entre células con fenotipos similares), dependientes de Ca. La familia incluye más de 20 tipos diferentes. Las más clásicas son: la E-cadherina (epitelial), la N-cadherina (neural), la P-cadherina (placentaria) y la L-cadherina (hepática).
  • 59. Son las principales moléculas de adhesión celular. Importantes en procesos como la morfogénesis, estabilización y diferenciación de los tejidos, etc.
  • 60. Extenso grupo de proteínas solubles y de superficie celular que están implicadas en procesos de reconocimiento, unión o adhesión celular. Comparten rasgos estructurales con las inmunoglobulinas (anticuerpos). Todas ellas poseen un dominio conocido como dominio o plegamiento inmunoglobulina. Homofílicas o heterofílicas, pudiendo unirse a las integrinas o a otras inmunoglobulinas diferentes. Son miembros de la IgSF : receptores de antígenos en la superficie celular, correceptores y moléculas de coesCmulación del sistema inmunitario, moléculas la presentación de anEgeno a los implicadas en linfocitos, moléculas de adhesión celular, y ciertos receptores de citocinas. Asociadas con funciones del sistema inmunitario. SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS IGSF
  • 61. PERTENECEN A LA SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS IGSF: SynCAMs (moléculas de adhesión sinápAcas) NCAMs (moléculas de adhesión neuronales) ICAM-1 (moléculas de adhesión intercelulares) VCAM-1 (moléculas de adhesión vasculares) PECAM-1 (moléculas de adhesión plaqueto- endoteliales) Proteína L1 CHL1 Glicoproteína asociada a mielina NecAnas
  • 62. Las integrinas son importantes en varios procesos biológicos: • Agregación plaquetaria • Inflamación • función inmune • reparación de tejidos • metástasis celular • migración de tejidos durante la embriogénesis. Además intervienen en patologías como: cáncer, trombosis, enfermedades inflamatorias. INTEGRINAS
  • 63. MACs heteroalicas dependientes de calcio SELECTINAS que se unen a carbohidratos fusilados, como por ejemplo, las mucinas. Receptores de adhesión que forman una familia de glucoproteinas integrales de la membrana. Pueden formar uniones hetero y homotípicas, transitorias y específicas. Se caracterizan por poseer una estructura muy conservada, la cual incluye a un dominio tipo lectina, un dominio tipo factor de crecimiento epidérmico, dos o más dominios tipo proteína reguladora del complemento, una región transmembranal y una región intracitoplásmica corta en el extremo carboxilo terminal. Median interacciones transitorias entre leucocitos y pared vascular en inflamación y coagulación Unión embrión a pared útero
  • 65. ESPECIFICIDAD: üCADHERINAS: Uniones célula-célula, como uniones adherentes y los desmosomas. üINTEGRINAS: Presente en las uniones célula- matriz. üINMUNOGLOBULINAS (EJ: NCAM): Se presenta en el crecimiento de la células nerviosas, durante el desarrollo del sistema nervioso. Existen diversos tipos de igSF y su actividad mas importante esta relacionada con el reconocimiento celular. üSELECTINAS: Adhesiones célula-célula temporales.
  • 66. Moléculas de Adhesión Celular Dependientes de calcio Independientes de calcio Cadherinas Selec9nas Inmunoglobinas Integrinas •Homofílicas •Monoméricas •E-cadherina •P-cadherina •N-cadherina •Heterofílicas •Monoméricas •E-selectina •L-selectina •P-selectina •HomoOlicas o HeteroOlicas Heterodiméricas, monoméricas o diméricas •SynCAMs •NCAMs •ICAM-1 •VCAM-1 •PECAM-1 •Hetero@licas •Heterodiméricas •Subunidades alfa y beta
  • 67. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y LINCKOGRAFIAS • Alberts, B. et al; (1996) Biología Molecular de la Célula; 3° Edición; Ediciones Omega S.A. Barcelona. • Karp, G.; (1998) Biología Celular y Molecular; Ed. Mc Graw Hill Interamericana. México. • De Rober@s (h), Hib, Ponzio; (1996) Biología Celular y Molecular de De Rober@s; 12° Edición; El Ateneo. Bs.As. • hlps://es.slideshare.net/Lilylup/adhesion-y-comunicacion-celular • hlps://es.slideshare.net/raulalvaradorosas/adhesion-celular-raul- alvarado?next_slideshow=1 • hlps://es.slideshare.net/isbel66/uniones-celulares-2-bachillerato- biologa?next_slideshow=2 10/06/2020 61
  • 68. xperiencia duca+va xcepcional Nuestro servicio académico integral de calidad, en todas las áreas y niveles, nos permite brindar una