Tejido Epitelial: Interacciones Célula-célula y Célula-matriz Extracelular

Tejido Epitelial e Interacciones Celulares

Introducción a la Biología Celular

BLOQUE VI: TEJIDOS ₹ TEMA 14 TEJIDO EPITELIAL. INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA y CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR. Introducción a la biología celular (ALBERTS) Capítulo 20 "Comunidades celulares: tejidos, células madre y cáncer" UAX Universidad Alfonso X el Sabio

Índice de Contenidos

ÍNDICE TEJIDO EPITELIAL INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA y CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR

1. - TEJIDO EPITELIAL vs TEJIDO CONJUNTIVO
2. - ESTRUCTURA DEL TEJIDO EPITELIAL
3. - INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA y CÉLULA-MATRIZ
4. - UNIONES CÉLULA-CÉLULA
   1. - UNIONES OCLUSIVAS O ESTRECHAS (ZÓNULAS OCLUDENTES)
   2. - UNIONES DE ANCLAJE: CADHERINAS
      1. - ZÓNULAS ADHERENTES
      2. - DESMOSOMAS
   3. - UNIONES COMUNICANTES (GAP)
5. - UNIONES CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR
   1. - UNIONES DE ANCLAJE: INTEGRINAS
      1. - CONTACTOS FOCALES
      2. - HEMIDESMOSOMAS

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Tejido Epitelial vs. Tejido Conjuntivo

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 1 .- TEJIDO EPITELIAL VS TEJIDO CONJUNTIVO Los tejidos animales, se pueden clasificar en dos grandes categorías que representan dos estilos arquitectónicos:

• Tejidos conjuntivos: tienen una matriz extracelular muy abundante y rica en proteínas fibrosas, fundamentalmente colágeno, que es el responsable de la respuesta a las distintas fuerzas de tensión o compresión. Las células están esparcidas dentro de la matriz y las interacciones entre las distintas células no suele ser muy frecuente. MATRIZ EXTRACELULAR DEL TEJDIO EPITELIAL = LAMINA BASAL
• Tejidos epiteliales: las células se encuentran muy unidas unas a otras. La matriz extracelular está localizada en la base y está formada por un delgado entramado denominado capa basal ("lámina basal"). FUNCION PROTECTORA 1 tejido epitelial I 11 la resistencia mecánica es transmitida de una célula a otra por filamentos del citoesqueleto anclados a las zonas de adhesión célula-matriz y célula-célula lámina basal 2 tejido conjuntivo fibras de colágena la matriz extracelular resiste directamente las cargas mecánicas de tensión y de compresión

Estructura del Tejido Epitelial

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 2 .- ESTRUCTURA DEL TEJIDO EPITELIAL Los mecanismos de adhesión controlan la forma, resistencia y disposición de los diferentes tipos celulares. Las uniones que pueden establecer las células epiteliales pueden ser de dos tipos: · uniones entre las distintas células: permiten la unión célula-célula (1 y 2) y generar vías de comunicación, mediante las que intercambian señales que coordinan sus comportamientos (3). · uniones de las células a la matriz: este tipo de uniones controla la orientación de la estructura de un determinado órgano o tejido (4). El sistema formado por los mecanismos de interacción entre célula o con la matriz extracelular es esencial para la correcta organización, función y dinámica del tejido epitelial. 2 4

Interacciones Célula-Célula y Célula-Matriz

Tipos de Interacciones Celulares

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3 .- INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA y CÉLULA-MATRIZ Las células de los epitelios se unen entre si mediante diversos tipos de interacciones intercelulares y de las células con la matriz extracelular subyacente. A ) UNIONES CÉLULA-CÉLULA

1. Uniones Oclusivas o Estrechas
2. Uniones adherentes (unión de anclaje)
3. Desmosomas (unión de anclaje)
4. Uniones formadoras de canales o TIPO GAP

B) UNIONES CÉLULA-MATRIZ

1. Uniones focales (unión de anclaje)
2. Hemidesmosomas (unión de anclaje)

APICAL UNIÓN OCLUSIVA complejo de unión UNIONES INTERCELULARES DE ANCLAJE UNIONES FORMADORAS DE CANALES UNIONES DE ANCLAJE CELULA-MATRIZ BASAL

Estructura de las Uniones de Anclaje

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3 .- INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA y CÉLULA-MATRIZ ESTRUCTURA DE LAS UNIONES DE ANCLAJE Las uniones de anclaje se establecen a través de proteínas de adhesión transmembrana (cadherinas e integrinas) que interaccionan indirectamente con el citoesqueleto (de filamentos intermedios o actinas), mediante proteínas adaptadoras intracelulares. plasma membranes cytoskeletal filaments CELL 1 CELL 2 extracellular matrix intracellular adaptor proteins transmembrane adhesion proteins TABLE 19-1 Anchoring Junctions Junction Transmembrane adhesion protein Extracellular ligand Intracellular cytoskeletal attachment Intracellular adaptor proteins Cell-Cell Adherens junction Classical cadherins Classical cadherin on neighboring cell Actin filaments a-Catenin, ß-catenin, plakoglobin (y-catenin), p120-catenin, vinculin Desmosome Nonclassical cadherins (desmoglein, desmocollin) Desmoglein and desmocollin on neighboring cell Intermediate filaments Plakoglobin (y-catenin), plakophilin, desmoplakin Cell-Matrix Actin-linked cell- matrix junction Integrin Extracellular matrix proteins Actin filaments Talin, kindlin, vinculin, paxillin, focal adhesion kinase (FAK), numerous others Hemidesmosome a64 Integrin, type XVII collagen Extracellular matrix proteins Intermediate filaments Plectin, BP230

Uniones Célula-Célula: Oclusivas o Estrechas

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3.1 .- UNIONES CÉLULA-CÉLULA 3.1.1 .- UNIONES OCLUSIVAS o ESTRECHAS Las uniones oclusivas o estrechas (Zonula ocludens) se encuentran cerca del extremo apical de las células del epitelio intestinal. Se encargan de sellar herméticamente los espacios entre las distintas células, evitando así que se puedan filtrar moléculas a través de los espacios intercelulares. Ejemplo: en células del epitelio intestinal, estas uniones contribuyen: · Efectividad en el transporte de sustancias desde la luz intestinal hacia el medio extracelular del tejido conjuntivo. · Correcta localización de las distintas proteínas transportadoras, evitando que migren hacia distintas localizaciones de la membrana. superficie apical LUZ INTESTINAL glucosa unión estrecha membranas plasmáticas de las células adyacentes glucosa espacio intercelular transportador pasivo de glucosa superficie basolateral célula 3 célula 1 célula 2 lámina basal FLUIDO EXTRACELULAR/TEJIDO CONJUNTIVO glucosa SANGRE

Proteínas de las Uniones Estrechas

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3.1.1 .- UNIONES OCLUSIVAS o ESTRECHAS LUMEN molécula trazadora unión estrecha célula 1 célula 2 célula 3 (A) (B) 0,5 um 0,5 um célula 1 Las uniones estrechas se forman por 2 tipos de proteínas: · Claudinas: son esenciales para el establecimiento y función de las uniones estrechas. Parece que forman poros paracelulares, que son canales selectivos que permiten el paso de ciertos iones y agua a su través. • Ocludinas: participan en la formación de estas uniones. Su función es aún incerta y no son esenciales para la formación de estas uniones Z C N C célula 2 claudina ocludina proteínas de las uniones estrechas unión estrecha L

Uniones de Anclaje: Cadherinas

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3 .- INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA y 3.1 .- UNIONES CÉLULA-CÉLULA 3.1.2 .- UNIONES DE ANCLAJE: CADHERINAS CÉLULA-MATRIZ SE DAN EL PARTE CENTRAL DE LA CELULA Las uniones intercelulares de anclaje: se encargan de unir los citoesqueletos de las células vecinas. Pueden ser de dos tipos: UNIONES INTERCELULARES DE ANCLAJE · Adherentes (Zonula adherens): las proteínas responsables de estas uniones se anclan a filamentos de actina. · Desmosomas: las proteínas responsables de estas uniones se anclan a filamentos intermedios. Las proteínas de anclaje son las cadherinas: · Clásicas: E-cadherinas en zónulas adherentes · No clásicas: Desmogleinas y desmocolinas en desmosomas 7 plasma membrane of cell 2 plasma membrane of cell 1 (C)

Uniones Adherentes y Cadherinas

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3.1.2 .- UNIONES DE ANCLAJE 3.1.2.1 .- UNIONES ADHERENTES En cada una de estas uniones de anclaje, el papel principal lo desempeñan proteínas transmembrana de adhesión que se denominan cadherinas. Las cadherinas reciben su nombre de su dependencia de iones de Ca2+: la eliminación del Ca2+ extracelular provoca que las uniones por cadherinas se desorganicen. Todas las células de vertebrados expresan algún miembro de la familia de las cadherinas, dependiendo del tipo celular. Así las primeras cadherinas caracterizadas o cadherinas clásicas, se nombraron en función de los tejidos en los que se localizaron: - E cadherina: tejidos epiteliales - N cadherina: neuronas - P cadherina en células placentarias Existen otro grupo de cadherinas o cadherinas no clásicas cuya homología entre sus secuencias es menor, como la desmogleina o desmocolina. Estas cadherinas poseen, al igual que las otras, capacidad adhesiva reconocida. (A) plasma membrane CELL 1 CELL 2 actin filament cadherin dimers anchor proteins N N hinge regions cadherin repeat N Ca2+ > 1 mM Ca2+ Ca2+ + · Ca2+ plasma membrane (B) < 0.05 mM Ca2+ CYTOSOL cadherin domains C C cadherin dimer

Uniones Adherentes: Cateninas

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3.1.2.1 .- UNIONES ADHERENTES Uniones adherentes: Las cadherinas clásicas se encuentran unidas a los filamentos de actina, mediante la unión a proteínas intermediarias (cateninas): · a-catenina · ß-catenina · p120-catenina cadherin dimer plasma membrane CYTOSOL p120 catenins actin filament

Desmosomas y Filamentos Intermedios

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3.1.2.2 .- DESMOSOMAS Desmosomas: Las cadherinas no clásicas (desmogleínas y desmocolinas) se encuentran unidas a los filamentos intermedios, mediante la unión a proteínas intermediarias (placa citoplasmática): · Placoglobina · Desmoplaquina 38.5 nm N C C plasma membrane of cell 1 Ca2+ plasma membrane of cell 2 flexible hinge region N-terminal cadherin domains cadherin family proteins cytoplasmic plaque made of intracellular anchor proteins desmoglein desmocollin plasma membrane EXTRA- CELLULAR SPACE CYTOPLASM plakoglobin desmoplakin keratin filaments anchored to cytoplasmic plaque intercellular space intermediate filaments (D) (C) interacting plasma membranes N

Uniones Comunicantes (GAP)

UAX Universidad Alfonso X el Sabio 3.1 .- UNIONES CÉLULA-CÉLULA 3.1.3 .- UNIONES COMUNICANTES (GAP) Las uniones formadoras de canales o uniones de tipo gap: se encuentran en el extremo basal de las células epiteliales intestinales. Generan conductos que comunican los citoplasmas de las células adyacentes, quedando las membranas de dichas células separadas por un espacio uniforme de unos 2 a 4 nm. Estos canales no permanecen abiertos siempre, sino que van a ciclar entre estados abiertos y cerrados. Estas uniones están constituidas por proteínas formadoras de canales, las cuales pertenecen a dos familias distintas: · Inexinas (invertebrados) · Conexinas: son proteínas formadas por cuatro hélices transmembrana, que se ensamblan de 6 en 6 formando un hemicanal o conexón. Existen distintos tipos de conexinas que se pueden combinar entre sí para formar las uniones tipo gap, dando lugar a canales con diferente permeabilidad FORMAN EL PAPEL FUNDAMENTAL UNIONES FORMADORAS DE CANAL homomérico heteromérico conexinas conexones