Junções Celulares Adesão Celular Matriz Extracelular Iêda Guedes

Transcrição

1 Junções Celulares Adesão Celular Matriz Extracelular Iêda Guedes Molecular Biology of the Cell Alberts et al., 2002 quarta edição

2 JUNÇÕES CELULARES junções oclusivas junções de ancoramento junções comunicantes ADESÃO CELULAR - CAMs caderinas selectinas CAMs independentes de Ca 2+ Integrinas MATRIZ EXTRACELULAR GAGs e proteoglicanas proteínas fibrosas

3 Tecido epitelial & tecido conjuntivo Tecido epitelial & tecido conjuntivo Tecido epitelial, matriz extracelular pouco abundante, adesão entre as células dá suporte mecânico, junções interagem com o citoesqueleto, matriz extracelular restringe-se à lâmina basal Tecido conjuntivo, poucas células, matriz extracelular abundante, matriz suporta o estresse mecânico

4 JUNÇÕES CELULARES junções oclusivas junções de ancoramento junções comunicantes

5 Junções celulares Classificação funcional das junções celulares Barreira à difusão de moléculas Ligação mecânica célula-célula e célula-matriz extracelular Controle da passagem de sinais químicos ou elétricos de uma célula para outra

6 Junções compactas/oclusivas - Epitélios - são barreiras seletivas - Junções compactas (Tight junctions) - Junções compactas - mantêm a segregação dos transportadores e evitam o retorno de nutrientes

7 junções oclusivas Junções compactas (Tight junctions) -Transporte transcelular depende de 2 tipos de proteínas de transporte ligadas à membrana

8 junções oclusivas Ultraestrutura de junções compactas/oclusivas -Redes de proteínas

9 junções oclusivas Componentes de junções compactas -claudinas e ocludinas interagem com as proteínas periféricas de membrana intracelulares - associam as junções ao citoesqueleto de actina -zônula occludens

10 Junções de ancoramento - locais de ancoramento dos filamentos do citoesqueleto - abundantes em tecidos submetidos a estresse mecânico

11 junções de ancoramento Junções aderentes -interação célula-célula -filamentos de actina orientados e fazem parte de extensa rede transcelular

12 junções de ancoramento Junções aderentes - caderinas são as proteínas transmembranais - proteínas intracelulares: cateninas, vinculina, a-actinina

13 junções de ancoramento Desmossomos - Interação célula-célula - Interação célula-matriz - extracelular - placa citoplasmática densa - proteínas intracelulares de ancoragem - caderinas promovem a adesão célula-célula - filamentos intermediários parte da rede transcelular

14 junções de ancoramento Desmossomos - estrutura 2 classes de proteínas fazem parte das junções de ancoramento -pemphigus, indivíduo faz anticorpos contra as caderinas de desmossomos, formação de bolhas na pele, perda de fluido corporal

15 junções de ancoramento Desmossomos ultra-estrutura A-desmosomas no intestino de rato B-desmosoma em lagarto em desenvolvimento

16 junções de ancoramento Hemidesmossomos - interação célula-lâmina basal - conectam filamentos intermediários - integrinas interagem: - com laminas (matriz) - com plectina para ancoragem dos filamentos de queratina

17 junções de ancoramento Contatos focais - interação célula-matriz - integrinas promovem a ligação matriz extracelularcitoesqueleto de actina A-anti actina B-anti vinculina (células em cultura)

18 Junções Comunicantes

19 junções comunicantes Junções tipo fenda (gap junctions) - maior parte das células em um dado tecido estão em comunicação - espaço entre duas células de dimensão constante Junção tipo fenda entre dois fibroblastos em cultura

20 junções comunicantes Connexons -dois conexons em comunicação formam um canal -conexons são formados por 6 moléculas de conexinas (multi-passo, 4) -as células estão acopladas eletricamente e metabolicamente -o canal é seletivo (tamanho das moléculas) -espaço entre duas células de dimensão constante -variabilidade de conexinas -sincronização da transmissão do impulso elétrico -a permeabilidade é regulável

21 Junções celulares PRINCIPAIS TIPOS DE JUNÇÕES ENCONTRADAS NO EPITÉLIO DE ANIMAIS compactas aderentes tipo fenda

22 Adesão celular CAMs (cell adhesion molecules) 1. caderinas 2. selectinas 3. CAMs independentes de Ca Integrinas

23 Adesão celular - CAMs Adesão Celular Células aderem umas às outras ou à matriz extra-celular através de proteínas de superfície denominadas CAMs (cell adhesion molecules)

24 Adesão celular - CAMs Mecanismos de interação entre CAMs

25 caderinas CADERINAS Adesão célula-célula em vertebrados Dependente de Ca 2+ Superfamília de caderinas São as principais moléculas de adesão durante a embriogênese Proteínas transmembranais unipasso 5 a 6 repetições de caderinas (semelhante a Ig)

26 caderinas Caderinas e a influência do cálcio extracelular -Dependente de Ca 2+ -Ligação do cálcio dá rigidez `a molécula -Interação homofílica

27 caderinas E-caderina, N-caderina, caderina-7 -Diferentes tipos de caderinas são expressos em diferentes tecidos durante o desenvolvimento

28 selectinas SELECTINAS -Adesão célula-célula em vertebrados -Interação heterofílica -Dependente de Ca 2+ -Proteínas que reconhecem e ligam carboidratos de superfície (lectinas) (domínio) -Células endoteliais expressam selectinas em sítios de inflamação, selectinas reconhecem açúcares nas células do sangue

29 CAMs independentes de Ca 2+ FAMÍLIA IG Domínios Ig Interação homofílica Ligação não depende de Ca 2+ Ex. N-CAM Regulação fina das interações adesivas, primeiras interações determinadas via caderinas

30 Integrinas INTEGRINAS -Principais receptores de superfície celular para ligação de proteínas da matriz extracelular -Ligações heterofílicas -Interação com o citoesqueleto -Interações fracas -Além de promover interação com a matriz extracelular integrinas ativam vias de sinalização intracelular (resposta à matriz extracelular) -Duas subunidades -ligação depende de íons divalentes

31 MATRIZ EXTRACELULAR GAGs (glicosaminoglicanas) e proteoglicanas proteínas fibrosas

32 Matriz Extracelular Matriz Extracelular - Tecido conjuntivo - matriz extracelular é secretada pelos fibroblastos - Grande parte do volume de um tecido é composto pela matriz extracelular - matriz celular influencia a sobrevivência, desenvolvimento, migração, proliferação, forma e função das células em contato - Duas classes principais de moléculas: GAGs e proteoglicanas e proteínas fibrosas - Matriz em gel (resistência à compressão) com as proteínas fibrosas embebidas (resistência à tensão)

33 GAGs e proteoglicanas GAGs -repetições de dissacarídeos -sulfatados em sua maioria (exceçao hialuronana) -altamente hidrofílicos, -formam géis Hialuronana -não sulfatado -não ligado a proteínas -cadeias de até unidades -associa-se com outros componentes da matriz Sulfato de dermatan

34 GAGs e proteoglicanas Proteoglicanas -As demais GAGs estão associadas à proteínas -Proteínas cerne (core proteins) -Proteoglicanas apresentam pelo menos uma GAG associada -Cerca de 95% da massa é carboidrato (glicoproteínas até 60%) -Abundantes e estruturalmente diversas

35 GAGs e proteoglicanas Associação GAGs e proteoglicanas Hialuronana com múltiplos agrecans associados = agregado de agrecan

36 proteínas fibrosas Proteínas fibrosas - Colágenos -pró-cadeia alfa -própeptideos clivados no exterior da célula -formação das fibrilas -agregação de fibrilas para formação de fibras -Família de proteínas fibrosas -proteína mais abundante em animais (25% massa) -tripla hélice -colágenos fibrilares, formam fibrilas I, II, II, V. XI) -colágenos associados à fibrilas (IX, XII) -colágenos formadores de redes (IV, VII) -transmembranais

37 proteínas fibrosas Colágenos & Fibroblastos -O colágeno é orientado durante a deposição -Fibroblastos trabalham o colágeno que secretam, compactando-o em lâminas e fios -experimento: malha de fibrilas de colágeno depositadas ao acaso, explantes colocados sobre o colágeno -resultado: organização da malha de colágeno entre os dois explantes -células não aderem bem ao colágeno puro

38 proteínas fibrosas Colágenos - associações -Interação colágeno IX, colágeno II -Colágeno IX participa na interação das fibrilas com outras proteínas da matriz e com as próprias fibrilas

39 proteínas fibrosas Proteínas fibrosas - Fibras elásticas -elasticidade ao tecido (50% do peso seco de uma aorta) - a proteína mais abundante é elastina, proteína hidrofóbica, 750 aa -secreção de tropoelastina, processamento = fibras elásticas -aorta de cachorro, em B) em maior aumento

40 proteínas fibrosas Proteínas fibrosas - Fibronectina -glicoproteína, com diferentes domínios de interação -RGD, ligação com integrinas -fibronectina solúvel (sangue/coagulação) -fibronectina fibrilar, somente forma fibras na superfície de células

41 proteínas fibrosas A orientação de fibronectina depende do citoesqueleto de actina -interação actina-fibronectina é mediada por integrinas -actina-miosina puxam a matriz e geram tensão -sítios de ligação fibronectina/fibronectina são expostos, alinhamento -exposição de mais domínios ligantes de integrinas -citoesqueleto promove a polimerização de fibronectina e a montagem da matriz -células tumorais secretam menos fibronectina -fibroblastos, anti-fibronectina; anti-actina

42 proteínas fibrosas Lâmina basal -separa células do conjuntivo adjacente -filtro seletivo -especialização da matriz extracelular -lâmina basal é secretada pelas células em contato

43 proteínas fibrosas Lâmina basal / composição -colágeno tipo IV (flexível) -perlecan (proteoglicana) -laminina e nidogen (glicoproteínas)

44 proteínas fibrosas Lâmina basal / estrutura

45 Considerações finais Interações