Pared y matriz biologia celular PDF

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1/03/2019

Generalidades MatrizCelular UnionesCelulares ParedCelular BIOLOGÍACELULAR DEPARTAMENTODEBIOLOGÍA

Matriz extracelular • Animales • • •

Matrizlaxa Rodea lostejidos Soporteestructural;regulacióndel comportamientocelular

• •

Proteínasypolisacáridos Interaccionesdelascélulasconla matrizextracelular:anclajedel citoesqueleto yregulacióndela formayelmovimientocelular

Interaccionescélula‐matriz •

Unionesadherentes:Adhesiones focalesyhemidesmosomas

Unionescélula‐célula •

Unionesadherentes:desmosomas; unionesocluyentes,uniones comunicantes:gap‐hendidura (animales),plasmodesmos (vegetales)

LucíaAnaDíaz

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Generalidades Paredcelular • Bacterias;Archaeas,Algas,Hongos, Plantas • • •

Capa rígida Rodea lamembrana citoplasmática Soporteyprotección

•

Polisacáridos;glicoproteínas (capa Sen bacterias yarchaeas);sílice (microalgas) Cambiaconestadío dedesarrollo delorganismo

•

Antes,recordar:Citoesqueleto El citoesqueleto está constituido por tres tipos principales de filamentos de proteína: filamentos de actina o microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos, que se mantienen juntos y unidos a los organelos intracelulares y a la membrana plasmática mediante varias proteínas accesorias.

Otrascubiertascelulares

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Animales:matrizextracelular

LAMATRIZEXTRACELULAR:UNECOSISTEMAINFLUYENTEENLA FORMAYCOMPORTAMIENTODELASCÉLULAS Morfolia – Vol.7‐ No.1– Año2015

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Composicióndelamatrizextracelularyrelaciónconlacélula

1.Proteínasestructurales;2.Polisacáridos;3.Proteínasdeadhesión (tejidoconectivo(2),tejidoepitelial(1))

4.Proteínasdeunióncélula‐matriz 1

3 10

2

3

1

2

5 4 3 7 4 8

9 Fibroblastos:secretan componentesdematriz. 1- 4Colágeno, 5.Proteoglicano, 6.Glicosaminoglicano, 7.Sindecan (Proteoglicano), 8.Laminina con entactina, 9.Inte rina, 10.Fibronectina, 11.Fibroblasto, 12.Filamento Intermedio, 13.Hemidesmosoma con integrina α6β4, 14.Filamentos de Actina, 15. Elastina

Proteína estructural

Proteínade adhesión

Polisacárido

Receptorenla superficiecelular

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1Proteínasestructuralesdelamatriz • Colágeno

2Polisacáridos delamatriz Glucosaminoglucanos ‐GAG

Resistenciaatensión

• Polímerosnoramificadosde azúcares • Resistenciaacompresión Ej:N‐acetilglucosamina

Ácidohialurónico Glicina;Prolina; Hidroxiprolina

Triplehélice

• 27tipos

• I:másabundante,formafibrillas • IV:presenteenláminabasal,formaredes

Proteoglucanos GAG+proteína Ej agrecano encartílago;sindecan

• Fibraselásticas Tejidosconectivos,compuestaporelastina

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3Proteínasdeadhesiónalamatriz •

FIBRONECTINA(atejidosconectivos)óLAMININA(aláminabasalentejido epitelial)

Interaccionescélula‐matriz:uniones basales Componentesproteicos,interactúanconelcitoesqueleto Filamentos intermediosde queratina

Placa

Integrinas Láminabasal https://mmegias.webs.uvig o.es/5‐celula s/2‐matriz _extracelular.php

•

Colágeno

Unencomponentesdelamatrizentresíyalassuperficiescelulares • Reddefibrillas • Interactúanconelcolágenoyconproteoglicanos • Principalessitiosdeuniónalasintegrinas

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ComponentesdelasInteraccionescélulamatriz ydelasinteraccionescélula‐célula • Proteínastransmembranales‐PT • Elementosdelcitoesqueleto‐EC • Proteínasdeadhesión‐PA

Interaccionescélula‐matriz • Adhesionesfocalesyhemidesmosomas – Integrinas‐PT;filamentos‐EC;proteínasdeAdhesiónPA

Integrinas‐PT Intervienenenlamigracióndecélulas enlareparacióndeheridas

Célulaepitelialytejidoconectivo‐ Filamentosintermedios

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Hemidesmosomas

Matricesencélulasanimales Proteína estructural (colágeno)

Proteínade adhesión

Polisacárido (proteoglucano)

Receptorenla superficiecelular

piel y mucosa oral, córnea, esófago y vagina, epitelios que requieren una adhesión estable y fuerte al tejido conjuntivo

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Unionesintercelulares Ocluyentes (Tigh) C‐C C‐C

Adherentes

Adherentes/bandas deadhesión

Desmosomas Adhesiones focales

C‐M

RELACIÓNFISIOLÓGICACÉLULA‐MATRIZ EXTRACELULAR

C‐C Comunicantes

Hemidesmosomas

Gap Plasmodesmos

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ComponentesdelasInteraccionescélulamatriz ydelasinteraccionescélula‐célula • Proteínastransmembranales‐PT • Elementosdelcitoesqueleto‐EC • Proteínasdeadhesión‐PA

Interaccionescélula‐célulaenanimales

Unionesocluyentes

Unionesadherentes Desmosomas Unionescomunicantes

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Unionesestrechas/ocluyentes (tight)

Unionesadherentes PT;filamentos‐EC;proteínasdeAdhesión‐PA

PT;filamentos‐EC;proteínasdeAdhesión‐PA unionesadherentes (adhesiónconcélulasadyacentes) Formanun“cinturón”

• PT:cadherinas clásicas • EC:filamentosdeactina • PA:cateninas ynectinas • • •

PT:JAM,Claudina,Ocludina, EC:filamentosdeactina PA:ZO

•

Sellanpasodemoléculasentrecélulas epiteliales Separandominioapicalybasolateral dela célula

•

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Unionesenhendidura(gap)o comunicantes

Desmosomas PT;filamentos‐EC;proteínasdeAdhesión‐PA

PT:Cadherinas desmosómicas DESMOGLEÍNAYDESMOCOLINA EC:filamentosintermedios (queratina)‐resistencia.P.e piel PA:placoglobina,placofilina. Desmoplaquina

Lascélulasepitelialesylasdel músculoliso Formaciónydiferenciaciónde tejidos

6Conexinas= 1Conexón 6,7,8Panexinas= 1Panexón •

Transportedeionesymoléculas pequeñasdealrededorde1000Da entrecélulasvecinas.

https://mmegias.webs.uvigo.es/5‐celulas/ampliaciones/3‐uniones‐hendidura.php

Hemicanales/canalespresentesentodoslos epitelios,enneuronas,enfibrasmusculares lisasycardíacas

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Plasmodesmos:conexionesentrecélulas vegetales

Conexionesentre célulasprocariotas Pyrodictium occultum

Image from Reinhardt Rachel,Site For Microbes

• LaadhesiónentrelascélulasvegetalesNOmediada porproteínastransmembranales. •

LaLÁMINAMEDIAmantieneunidaslascélulasadyacentes

POROS Comunicaciónheteroquiste‐ célulafotosintéticaen

cianobacterias

•

Formastubulares,delgadasyhuecas cánulas,seconectanyforman densascoloniasramificadas.

•

funcióndesconocidadelascánulas ¿talvezcomunicacióncelularo intercambiodenutrientes? 26

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PAREDESCELULARES

Conexionesentre célulasfúngicas

Composicióngeneral Organismo

Fíbulas‐ Basidiomycota Septos simples

Septo doliporo

PORO

DOLIPORO

Pared

Bacterias

Peptidoglicano

Archaeas

Pseudopeptidoglicano;CapaS

Hongos(Fungi)

Quitina

Algas yprotistas

Celulosa;sílice

Plantas

Celulosa;hemicelulosa;pectina

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EstructuracaracterísticadelaparedcelulardeBacteria

BacteriayArchaea

: N‐

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EstructuracaracterísticadelaparedcelulardeArchaea

EstructuracaracterísticadelaparedcelulardeArchaea • •

Pseudopeptidoglucano

•

Proteínas de capa S : la única envoltura celular (Sulfolobales) Envoltura celular múltiples polímeros como Pseudomureína o Metanocondroitina y otras proteínas Un solo tipo de proteínas ó Glicoproteinas (40 – 200kDa) asociadas a membrana citoplasmática.

Pseudopeptidoglucano N‐acetilglucosamina yácidoN‐ acetil talosaminuronico enlacesβ1,3,unidoa aminoácidos

CapaS:Glicoproteínas 31

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Otrasenvolturascelularesencélulas procariotas

CÁPSULA Polisacáridos:

Cápsula

Exopolisacáridos (formaciónde biopelículas “estructuras multicelulares)

Glucocálix

Heteropolisacáridos aniónicos: azúcares (osas),aminoazúcares,ácidosurónicos, polioles (enmuchoscasosconradicales fosfato,formiato,succinato,etc.). Homopolisacáridos neutros: i) levanos (polímerosdeunidadesde fructosaunidasporb(2a 6) ii) dextranos iii) celulosa

Adhesiónasuperficies. Protecciónadesecacióny ataquedemacrófagos

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Proteínas:Halomucina

Alginatos:distintostiposdeácidosurónicos. Polipéptidos

Protecciónadesecación. ProtecciónrayosUV, oxígeno Comunicacióncelular

Glutamil‐polipéptidos.Asíp.ej.,enB. anthracis elpéptidoessólodeD‐glutámico. Lascápsulasycapasmucilaginosasbacterianas constituyenelllamadoantígenoK(capsular). (archaeas halófilas) Mantenimientomorfologíacelular Osmoprotección

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OtrasenvolturasdeArchaea

Envolturasproteicascristalinas:bajaporosidad, enlacescovalentesricosenCys.

Otrasenvolturasdeprocariotas VAINAS •

Encierragruposdecélulasynosolounacélula

Englobanaconjuntosdecélulas Contactoconlaparedcelularsubyacente,peronohayenlacesentreambas. EnSphaerotilus yLeptothrix lasvainasserecubrendeacúmulosdeóxidose hidróxidosdeFeyMn.

Methanosarcina sp. Función: • mantenimientomorfologíacelular • osmoprotección (Halomucina) • estabilidadmecánica

Estructurastubulares(ramificadasono)compuestasdeunheteropolímero Proteína,lípidoypolisacárido

BOTONESDEANCLAJE • Sonacúmulosdemucopolisacáridos ácidos • Segregadosenpuntosconcretosdelacélula,aniveldeparedcelular,extremosde prostecas ypedúnculosodetallosinertes • Facilitanlaunióndelasbacteriasquelosposeenasussustratos. •

Caulobacter sp.

http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/File:Methanosarcina_2.jpg

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Hongos

Paredcelularfúngica:polisacáridos Componentefibrilar:quitina Componenteamorfo:glucano

PolímerodeN‐acetil‐glucosamina enlacesβ‐1,4.

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Paredcelularfúngica

Plantas

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Paredcelularvegetal

Microfibrilla de Celulosa

Paredcelularvegetal

Pectina

VideoSíntesisdePared Celular https://cooper7e.sinauer.co m/animation1501.html

Hemicelulosa

Fasefibrilar

Faseamorfaomatriz

Celulosa

Hemicelulosa Pectina Glucanos Lignina

Microfibrillas:10a25nm

Paredsecundaria:fasefibrilar60%;faseamorfa30% Paredprimaria:fasefibrilar8‐25%

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Proteínasdelcitoesqueleto ysíntesis deparedcelularvegetalyfúngica

Similitudesentreparedcelulardehongosymatriz extracelularanimal 29/10/2013

B1,3Glucano extracelular regulalaposición, laestabilidadylafuncióndelanillocontráctil queparticipaenladivisióncelular. Encélulasanimales:polisacáridoyproteínade lamatrizextracelularimplicadosenladivisión celular(citocinesis)

Microtúbulos dirigenel sentidodelasíntesisde lacelulosa

JournalofCellBiology.DOI:10.1083/jcb.201304132

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Proteínasdecélulasprocariotashomólogasala decitoesqueleto eucariótico

https://www.youtube.com/watch?v=6C1Cu8PebNY; https://www.youtube.com/watch?v=YR88X0Igfmg

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PAREDESCELULARES Composicióngeneral Organismo

Pared

Bacterias

Peptidoglicano Arabinogalactano yácidosmicólicos Glicoproteínas

Archaeas

Pseudopeptidoglicano Glicoproteínas

Hongos(Fungi)

Quitina Glucanos Mananos

Algas yprotistas Plantas

Celulosa;sílice Celulosa Hemicelulosa Pectina

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