Proteine strutturali: il collagene Il colllagene abbonda nei tessuti connettivi conferisce resistenza meccanica(alla trazione)

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Eleonora Abbate
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1 matrice extracellulare e giunzioni cellulari

Matrice extracellulare (MEC): insieme di macromolecole secrete da cellule stesse, in genere molecole fibrose e flessibili immerse in matrice amorfa di glicoproteine+polisaccaridi idratata In animali

2 Matrice extracellulare (MEC): insieme di macromolecole secrete da cellule stesse, in genere molecole fibrose e flessibili immerse in matrice amorfa di glicoproteine+polisaccaridi idratata In animali MEC motilità, sostegno strutturale, differenziamento, adesione cellulare forma e proprietà meccaniche dei tessuti (NB in alcuni tessuti prevale su cellule) MEC cell animale 1. Proteine strutturali (collageni, elastine) 2. Complessi proteine-polisaccaridi proteoglicani 3. Proteine adesive (fibronectine, laminine)

3 Proteine strutturali: il collagene Il colllagene abbonda nei tessuti connettivi conferisce resistenza meccanica(alla trazione) Fasci di fibre fibrille formate da diverse molecole di collagene allineate lateralmente e testa-coda Il collagene è costitutuito da 3 α eliche avvolte con andamento destrorso Ricca in: Gly, OH-Pro, OH- Lys, responsabili di formazione di legami idrogeno intra e intermolecolari stabilità fibrilla

Il collageno è prodotto sotto forma di precursore Le 3α eliche si associano nel lume del RE, mantenendo segmenti N e C terminali (procollagene) secrezione all esterno i

4 Il collageno è prodotto sotto forma di precursore Le 3α eliche si associano nel lume del RE, mantenendo segmenti N e C terminali (procollagene) secrezione all esterno i segmenti sono rimossi da peptidasi e collagene può così associarsi in fibrille La bandeggiatura riflette la disposizione regolare e sfasata con cui le molecole di collagene si associano

5 Proteine strutturali: l elastina Conferisce elasticità e flessibilità (polmone, cute, mucosa intestinale) Catene ricche di Gly e Pro legate assieme da legami crociati covalenti tra residui di Lys tensione allungamenrto cessa tensione forma compatta elasticità vs rigidità collagene Il rapporto collagene/elastine determina proprietà elastiche del tessuto Invecchiamento determina legami crociati rigidità connettivo

Costituenti della matrice idratata amorfa: i proteoglicani Proteoglicano: proteina core su cui sono legati covalentemente molti GAG GAG=lunghe catene polimeriche di disaccaridi (ialuronato, cheratan

6 Costituenti della matrice idratata amorfa: i proteoglicani Proteoglicano: proteina core su cui sono legati covalentemente molti GAG GAG=lunghe catene polimeriche di disaccaridi (ialuronato, cheratan solfato, condroitin solfato) Disaccaride con un amminozucchero, gruppi S ed acidi proprietà idrofile Nella cartilagine + proteoglicani si legano tramite proteine-ponte ad un asse di ialuronato (GAG); complesso molecolare PM milioni dalton; igroscopia turgore e resistenza a compressione Lo ialuronato esiste anche come polimero GAG libero lubrificante (articolazioni ossee, migrazioni e proliferazioni cell)

7 Le proteine adesive: fibronectina e laminina Le proteine adesive legano da un lato i componenti di matrice (proteoglicani, collageni) dall altro le cellule (recettori di membrana) mediano associazione tra cellule e MEC Le fibronectine sono glicoproteine formate da 2 lunghe catene, saldate da ponti disolfuro, con vari moduli globulari in grado di legare componenti di MEC e e recettori di membrana. La fibronectina ematica coinvolta nella coagulazione e cicatrizzazione (lega fibrina e piastrine)

8 Le fibronectine sono implicate nei fenomeni di migrazione cellulare (sviluppo embrionale e morfogenesi): formano piste preferenziali I filamenti citoscheletrici intracellulari si allineano con fibre di fibronectina all esterno

Le proteine adesive: le laminine Presente solo nella lamina basale Lamina basale=struttura planare proteica frapposta tra strati epiteliali e connettivo (50nm spessore) Ha funzioni di sostegno,

9 Le proteine adesive: le laminine Presente solo nella lamina basale Lamina basale=struttura planare proteica frapposta tra strati epiteliali e connettivo (50nm spessore) Ha funzioni di sostegno, filtro diffusione molecole, limita passaggio cellule (es cell. Tumorali), modula differenziamento cell., rigenerazione tessuti danneggiati. Contiene laminine, collageni IV, proteoglicani, entactina, etc Laminine sul lato epiteliale; fibronectine sul lato connettivo

10 laminine Funzione da ponte tra cellule e lamina basale Le laminine sono glicoproteine formate da tre catene polipeptidiche legate da ponti S Contiene domini di legame per recettori cell, laminine, collagene IV ed altri componenti della lamina basale

11 Le integrine: glicoproteine transmembrana che integrano MEC con citoplasma 2 catene transmembrana (α β) Dominio extracell. legame con proteine adesive MEC (laminine e fibronectine) Dominio citoplasmatico legame con molecole citoscheletro Connessione citoscheletro - MEC

12 Le integrine si concentrano sui punti di adesione tra cellule e matrice: contatti focali

Sulle membrane ci sono recettori adesivi (proteine integrali) che mediano riconoscimento e adesione intercellulari Diverse famiglie di recettori adesivi CAM (cell adhesion molecules): superfamiglia

13 Sulle membrane ci sono recettori adesivi (proteine integrali) che mediano riconoscimento e adesione intercellulari Diverse famiglie di recettori adesivi CAM (cell adhesion molecules): superfamiglia Ig, mediano adesione con altre cell che espongono stesso tipo CAM -Caderine richiedono ioni Ca2+, mediano aggregazione con altre cellule che espongono stessa caderina -Integrine : legano altri recettori adesivi (tipo CAM)

14 Esistono caderine specifiche per i diversi tipi cellulari favoriscono l adesione intercellulare omofilica: adesione in genere tra cellule che esprimono lo stesso tipo di caderina Le caderine E (epiteliali) mediano adesione cell-cell nelle giunzioni aderenti

15 Caderine e altre molecole di adesione sono cruciali per i processi di embriogenesi e differenziamento (proliferazione, movimenti e aggrgazioni cellulari)

16 I recettori adesivi (integrine e caderine) hanno funzioni analoghe ai recettori ormonali : sono interruttori capaci di attivare mecc di trasduzione del segnale Controllo su proliferazione e differenziamento cellulare

17 Giunzioni cellulari: strutture specializzate di membrana, in cell animali 3 tipi 1.Adesive desmosoma cell-cell tonofilamenti emidesmosoma cell-laminab tonofilamenti Adesioni cintura cell-cell-fascia microfilamenti Contatti focali cell-mec locali microfilamenti 2.Occludenti sigillanti cell-cell, a fascia, 3.Comunicanti continuità citoplasmatica, connessoni

Le giunzioni adesive legano cell tra loro o con MEC Funzione meccanica resistenza a stress meccanici e stiramento (miocardio, epitelio cutaneo) unità funzionale strutturale Caratterizzate da:

18 Le giunzioni adesive legano cell tra loro o con MEC Funzione meccanica resistenza a stress meccanici e stiramento (miocardio, epitelio cutaneo) unità funzionale strutturale Caratterizzate da: Proteine di ancoraggio intracell: placca proteica submembrana su cui si associano proteine citoscheletro ( microfilamenti: g. aderenti; filamenti intermedi: emi/desmosomi) Proteine giunzione transmembrana (glicoproteine famiglia integrine e caderine) Desmosomi=piccole zone di contatto intercell nm distanza Placca densa citoplasmatica sub membrana tonofilamenti Proteine adesive transmembrana (caderina) Emidesmosoma= contatto cell-lamina basale (proteine adesive transmembrana integrine) Giunz. Aderenti: simili a desmosomi ma distanza intercell<; placche meno spesse; microfilamenti actina

Giunzioni occludenti Definiscono compartimenti separati Formano sigillo continuo lungo perimetro cellulare In epitelio intestinale, dotti ghiandolari, vescica urinaria Formate da serie di creste

19 Giunzioni occludenti Definiscono compartimenti separati Formano sigillo continuo lungo perimetro cellulare In epitelio intestinale, dotti ghiandolari, vescica urinaria Formate da serie di creste proteiche strettamente saldate ed intrecciate fusione delle due membrane Il sigillo impedisce passaggio di molecole nei fluidi extracellulari e limita movimento-diffusione di lipidi e proteine di membrana

20 Le g. occludenti creano una barriera di permeabilità evidenziabile con l uso di traccianti Importanza delle g.occludenti nell epitelio intestinale: - Inibiscono riflusso di Glu attraverso spazi intercell. -Garantiscono polarizzazione di sistemi di trasporto transmembrana

Giunzioni comunicanti Formate dall allineamento di strutture a canale (connessoni) sulle due diverse membrane Ogni connessone costituito da subunità di connessina e delimita canale idrofilico

21 Giunzioni comunicanti Formate dall allineamento di strutture a canale (connessoni) sulle due diverse membrane Ogni connessone costituito da subunità di connessina e delimita canale idrofilico Passaggio di ioni e piccoli soluti (PM max 1,2 kda) comunicazione chimiica ed elettrica Traccianti fluorescenti con PM definito hanno permesso di capire dimensione massima diffusibile attraverso giunzioni e l effetto del Ca sulla permeabilità Permebiltà regolabile modulabile da Ca2+, ph, potenziale di membrana Muscolo (miocardio) e tessuto nervoso (cervelletto) sinapsi elettriche

22 Anche nei vegetali esistono strutture analoghe alle gap-junction animali I plasmodesmi sono canali di comunicazione intercell. in cui le membrane plasmatiche sono in continuità e costituiscono le pareti del canale.

Parete cellulare vegetale Rigidità, sostegno tessuti, bilancia P turgore, protegge da patogeni Formata da fibrille di cellulosa immerse in reticolo di emicellulose, pectine e glicoproteine

23 Parete cellulare vegetale Rigidità, sostegno tessuti, bilancia P turgore, protegge da patogeni Formata da fibrille di cellulosa immerse in reticolo di emicellulose, pectine e glicoproteine estensine Cellulosa:polimero lineare del Glu (β 1-4) stabilizzati da ponti H intraintercatena fibrille e fibre Polisaccaridi ramificati (emicellulose e pectine) con elevata idrofilia matrice gelatinosa

24 La parete cellulare è formata da strati con composizione diversa e depositati in periodi successivi

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