12 - Unibas

CELLULE E TESSUTI
TESSUTI ANIMALI,
MATRICE
EXTRACELLULARE
E GIUNZIONI
CELLULARI
•  Negli organismi pluricellulari, le cellule sono
organizzate in tessuti.
•  Nei vertebrati abbiamo 4 principali tessuti:
epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso.
•  I tessuti sono composti da cellule e da matrice
extracellulare secreta dalle cellule.
•  Le cellule possono interagire tra loro o con la
matrice extracellulare.
MATRICE EXTRACELLULARE
SEZIONE TRASVERSALE INTESTINO:
Tessuti epiteliale, connettivo e muscolare.
Rete di macromolecole che riempiono lo spazio extracellulare,
molto abbondante nei tessuti connettivi, che formano
l’impalcatura del corpo dei vertebrati.
Regola molte proprietà dei tessuti, influenza la migrazione , la
proliferazione, la forma e le funzioni metaboliche cellulari.
La matrice viene prodotta dalle cellule che vi sono immerse: i
fibroblasti, gli osteoblasti (osso), i condroblasti (cartilagine) e ha
una composizione ed una struttura variegata.
La matrice extracellulare è divisibile in:
•  una matrice di materiale amorfo
•  una componente fibrillare.
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BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2015
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MATRICE EXTRACELLULARE
(componente amorfa)
MATRICE EXTRACELLULARE
(componente fibrillare)
•  PROTEOGLICANI: PROTEINE GLICOSILATE
•  GLICOSAMMINOGLICANI (GAG): gel molto
idratato in cui sono immerse le proteine fibrose.
La struttura GAG resiste alla compressione,
mentre le fibre di collagene e di elastina
•  PROTEINE
FIBROSE
STRUTTURALI:
COLLAGENI ED ELASTINA
•  PROTEINE
FIBROSE
ADESIVE:
FIBRONECTINA e LAMININA
assicurano resistenza alla trazione.
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ELASTINA
•  Principale componente delle
fibre elastiche specie i vasi
sanguigni, polmoni, utero etc.
•  Simile al collagene ma non
glicosilata, ha prolina spesso
idrossilata, non OH-Lys
•  Frequente sequenza GVP
•  Legami crociati molto forti
essenziali per la funzione
elastica
•  Assume una struttura a spire
casuali che si possono
deformare per poi tornare alla
posizione originale
•  Proteina extracellulare
dominante nelle arterie
Sadava et al. Biologia.Blu, Ed. Zanichelli
COLLAGENE
Famiglia di proteine fibrose strutturali presenti
in tutti gli organismi pluricellulari
principalmente nei tessuti connettivi.
ESSO FORNISCE LA RESISTENZA ALLA
TRAZIONE.
Ciascuna molecola è formata da tre catene
(catena α) superavvolte.
Presenti molti residui di GLICINA e
IDROSSIPROLINA
E IDROSSILISINA
Ci sono circa 20 diversi geni per le catene α e più
di 10 tipi di molecole di collagene. I più diffusi
sono i collageni fibrillari e cioè i tipi I, II e III.
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STRUTTURA
DEL
COLLAGENE
Il collagene viene
secreto come
procollagene. In
seguito a tagli
proteolitici da
parte della
collagenasi forma
le fibrille
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fibroblasti
cellule
Le cellule che secernono il collagene variano a
seconda del tessuto connettivo considerato
(osso, cartilagine, derma, etc.).
Le stesse cellule lo degradano e lo rimodellano.
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La disposizione delle
fibre di collagene
dipende dal tessuto
connettivo considerato.
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La disposizione delle fibre di
collagene è guidata dall’azione dei
fibroblasti.
Es. tendini fasci paralleli
Es.(fig.) fasci disposti ad
angolo retto nella cute.
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FIBRONECTINA
Famiglia di glicoproteine fibrillari di adesione che si legano alle cellule
ed alla matrice extracellulare. Organizzano la matrice e la legano alle
cellule (mediante le integrine). Hanno vari “domini di legame”. Il
legame alle cellule (adesione focale) avviene grazie alle sequenze
RGD (Arginina-glicina-aspartato).
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PROTEOGLICANI
Sono costituiti da proteine legate a numerose e lunghe
catene di glicosamminoglicani (GAG) che costituiscono
circa il 90% del peso totale della molecola. Ci sono anche
GAG non legati a proteine.
I GAG sono formati da disaccaridi che si ripetono.
IALURONANO
GIUNZIONI CELLULA MATRICE: LE
INTEGRINE
Glicoproteine dimeriche transmembrana.
Connettono la cellula alla matrice
extracellulare. Nella cellula si legano a
proteine adattatrici che a loro volta si
legano al citoscheletro. Le integrine
segnalano alle cellule se sono ben
connesse alla matrice o no.
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PROTEOGLICANI
I proteoglicani e i GAG sono carichi
negativamente e idrofili; perciò attirano
cationi e acqua formando un gel idratato.
Questo gel costituisce un filtro molecolare,
lega varie molecole (es. ormoni) , regola il
turgore della matrice extracellulare, regola la
migrazione cellulare.
Essi conferiscono la resistenza alla
compressione.
Ci possono essere anche aggregati di vari
proteoglicani o proteoglicani transmembrana
che servono a legare la cellula alla matrice
extracellulare.
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AGGRECANO
uno dei principali componenti della cartilagine
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TIPOLOGIE DI TESSUTI EPITELIALI
Gli epiteli possono avere funzione
di protezione (barriera), di
secrezione, assorbire sostanze,
ricevere segnali.
Un aggregato di aggrecano nella cartilagine ha la
grandezza di una cellula batterica
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I tessuti epiteliali poggiano su di una
LAMINA BASALE
Funzioni della lamina basale
1)  Supporto e
organizzazione epiteli
(ma anche cellule
muscolari, nervose,
etc.)
2)  Separa gli epiteli dal
tessuto connettivo
3)  Filtro molecolare (es.
glomerulo renale) e
cellulare (impedisce
ad alcune cellule di
infiltrarsi negli
epiteli)
4)  Struttura base per la
rigenerazione dei
tessuti danneggiati.
GIUNZIONI CELLULA-MATRICE
NEGLI EPITELI: EMIDESMOSOMI
Composizione della lamina basale
1) Collagene di tipo IV. E’ un collagene reticolare e non
fibrillare.
EMIDESMOSOMI
Giunzioni cellula-matrice che
connettono i filamenti intermedi
alla lamina basale attraverso una
placca contenente proteine di
connessione ed integrine (es.
recettore per la laminina)
LE DUE TIPOLOGIE DI GIUNZIONI
CELLULA-MATRICE
2) Laminina. E’ una glicoproteina di adesione con una
funzione simile a quella della fibronectina. Consente
giunzione Cellula-Matrice negli EMIDESMOSOMI
interagendo con specifiche integrine (proteine di
membrana); le integrine connettono la matrice ai
filamenti intermedi del citoscheletro
3)  Proteoglicani
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Giunzioni cellulari
Epitelio intestinale (es. di epitelio polarizzato)
(cellula-cellula e cellula matrice)
Meccanismi selettivi di adesione tra tipi cellulari diversi e tra
questi e la matrice extracellulare permettono di dare origine a
tessuti negli embrioni, alla cellule di migrare e comunicare tra
loro.
GIUNZIONI OCCLUDENTI (TIGHT JUNCTIONS)
Dividono le membrane cellulari in subcompartimenti. Sigillano i
foglietti epiteliali. Formate da file di proteine transmembrana
sigillanti che interagiscono con quelle presenti sulle cellule
adiacenti.
GIUNZIONI ADERENTI E A DESMOSOMA
Connettono il citoscheltro di una cellula a quello di altre cellule,
attraverso proteine di connessione citosoliche e caderine
transmembrana (glicoproteine di collegamento sensibili al calcio).
Apportano resistenza meccanica all’epitelio.
GIUNZIONI
ADERENTI
Giunzioni cellula-cellula
che connettono i filamenti
di actina spesso disposti in
fasci paralleli (fascia di
adesione o zonula
adherens). La fascia di
actina è potenzialmente
contrattile. Si possono
formare quindi dei sistemi
contrattili estesi a più
cellule.
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GIUNZIONI ADERENTI
TRIPSINA-EDTA : enzima proteolitico che rompe i legami peptidici delle
proteine extracellulari che costituiscono il substrato su cui le cellule sono
ancorate : la temperatura ottimale per il suo funzionamento è 37°C.
DESMOSOMI: forniscono ai
tessuti resistenza alla trazione
Zonula adherens
L'anello di actina può contrarsi o rilassarsi reversibilmente
conferendo all'epitelio la possibilità di modificare l'estensione
tridimensionale, sia per introflessione che per estroflessione
rispetto al piano originale. Il processo di introflessione
dell'epitelio è causato dal restringimento dell’anello di actina sul
lato apicale delle cellule, mentre quello di estroflessione è
causato dal processo inverso di rilassamento dello stesso anello.
DESMOSOMI
Caderine dei desmosomi
GIUNZIONI COMUNICANTI
(GAP JUNCTIONS)
GIUNZIONI COMUNICANTI
(GAP JUNCTIONS)
Nelle giunzioni comunicanti, le membrane plasmatiche
sono distanziate di circa 2-4 nm a causa
dell'interposizione di proteine transmembranali dette
connessine. Nel complesso, queste proteine
delimitano dei canali idrofili continui tra le cellule
adiacenti detti connessoni. Permettono
L’ACCOPPIAMENTO ELETTRICO E METABOLICO
di cellule contigue lasciando passare ioni e piccole
molecole (max 1000-1500 Da - diametro circa 1,5 nm).
Neuronal gap junctions: making and breaking connections during development and injury
Andrei B. Belousov, Joseph D. Fontes
Volume 36, Issue 4, p227–236, April 2013
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Specifici segnali (neurotrasmettitori, Ca++,
pH) possono far chiudere o aprire le
giunzioni comunicanti.
GIUNZIONI COMUNICANTI
(GAP JUNCTIONS)
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GIUNZIONI COMUNICANTI
(GAP JUNCTIONS)
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PLAMODESMI
Mediano la connessione tra le cellule vegetali
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