Guian°2_Biologia_LT_4°Medio_Diferenciado

LICEO “TAJAMAR”
PROVIDENCIA
Depto. BIOLOGIA
GUIA DE APRENDIZAJE “INTEGRACIÓN CÉLULA – ORGANISMO”
SECTOR: Ciencias Biológicas.
NIVEL: NM2. Plan Electivo.
PROFESOR(A): Alfaro Juana.
FECHA: Octubre 2011.
UNIDAD TEMÁTICA: Integración Célula – Organismo.
CONTENIDO: Adhesión celular
OBJETIVO DE APRENDIZAJE: Comprender la adhesión celular en células eucariota animal y vegetal
TIEMPO DE DESARROLLO DE LA GUIA DE TRABAJO:
-Tiempo estimado para la resolución de las actividades: 10 días continuos.
FECHA DE CONSULTAS Y RETROALIMENTACIÓN:
- Envío de pauta de corrección a plataforma:
FECHA LIMITE DE RECEPCIÓN:
CORREO ELECTRÓNICO DONDE REENVÍEN RESPUESTAS:
[email protected]
INSTRUCCIONES:
- Utilizando los apuntes tomados y las actividades desarrolladas en clases, resuelva la actividad propuesta.
- En los próximos días se enviará la pauta de corrección para que pueda comparar sus respuestas con dicha
pauta.
- En caso de tener dudas y/o consultas sobre el contenido o las respuestas, envíe un e-mail a la profesora
encargada.
- Trabajo individual o grupal (máx. 5 alumnas). ENVIAR EXCLUSIVAMENTE HOJA DE RESPUESTA
Guía de Estudio “Integración Célula – Organismo”
ADHESIÓN CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR & UNIONES CELULARES
Los organismos pluricelulares, se organizan en conjuntos cooperativos denominados tejidos, que, a su vez, se
asocian formando grandes unidades funcionales denominados órganos. Las células contactan, generalmente con
una compleja red de macromoléculas denominada matriz extracelular.
MATRIZ EXTRACELULAR.
-Ayuda a las células a mantenerse unidas en los tejidos.
-Constituye un reservorio de numerosas hormonas que controlan la proliferación y diferenciación celular.
-Provee un sustrato sobre el que las células pueden moverse (especialmente en los primeros estados de la
diferenciación y organogénesis).
-La matriz extracelular, está formada principalmente por tres grupos de proteínas proteoglicanes (que son muy
viscosas y sirven de soporte a las células), colágeno (que forma fibras muy resistentes y da firmeza a los tejidos)
y proteínas solubles (altamente adhesivas que se unen a los proteoglicanes, colágeno y a receptores de la
membrana celular). Las combinaciones entre estos componentes varían en los distintos tejidos y dan diferentes
cualidades a la matriz extracelular, como por ejemplo: Firmeza en los tendones, amortiguación en los cartílagos
y adhesión en el espacio intercelular.
-Puede ser la fuente de señales (hormonas por ejemplo), que estimulan a las células que interaccionan con ella,
para responder gracias a receptores específicos.
-Además juega un papel fundamental en el desarrollo embrionario, en este período la matriz está
continuamente remodelando, degradando y re sintetizando localmente. Esto mismo ocurre en el organismo
adulto durante el proceso de reparación de heridas (cicatrización).
Las interacciones celulares, pueden ser transitoria como las del sistema inmune y en otros casos son estables,
desempeñando un rol importante en la organización de las células en los tejidos.
Molécula de Adhesión Celular (CAM)
Uniones Inter. Celulares
Matrices Extracelulares (MEC)
Receptores de adhesión, mediante diferentes tipos de interacciones
PROTEÍNAS DE ADHESIÓN CELULAR.
La adhesión celular es un proceso selectivo, mediado por proteínas transmembranosas denominadas moléculas
de adhesión celular, que pueden dividirse en cuatro grupos principales: Selectinas, integrinas, superfamilia de
las inmunoglobulinas (Ig) y cadherinas.
La adhesión celular mediada por selctinas integrinas y cadherinas, requiere Ca 2+ ó Mg 2+, por lo que muchas
interacciones adhesivas entre las células son Ca2+ o Mg2+, dependientes.
Selectinas: Median interacciones transitorias entre los leucocitos y las células endoteliales o plaquetas
sanguíneas. Reconocen a los carbohidratos de la superficie celular (glucocalix).
Inician las interacciones entre los leucocitos desde la circulación a los lugares de inflamación tisular.
L- selectinas, se expresan en los leucocitos.
E-selectinas, se expresan en las células endoteliales.
P-selectinas, se expresan en las plaquetas.
Mediante la adhesión inicial de los leucocitos a las células endoteliales. Tras esto se forman adhesiones más
estables, en que las integrinas de la superficie de los leucocitos se unen moléculas de adhesión intracelular
(ICAMs), que son miembros de la súper familia de la Ig que se expresan en la superficie de las células
endoteliales. Los leucocitos firmemente sujetos son capaces entonces de penetrar la pared de los capilares y
entrar a tejidos circundantes, migrando entre las células endoteliales.
Superfamilia de las inmunoglobulinas (Ig): Mediante interacciones homofilicas, en las que una molécula de
adhesión de la superficie de una célula se une a la misma molécula de la superficie de otra célula. Esta unión
homofilica conduce a una adhesión selectiva entre células del mismo tipo. Por ejemplo: las moléculas de
adhesión de células nerviosas (N-CAMs), contribuyen a formar asociaciones selectivas, entre células nerviosas
durante el desarrollo. Existen más de cien miembros de la superfamilia de las Ig, las cuales median diversas
interacciones célula-célula.
Integrinas: Glicoproteínas, desempeñan un papel
fundamental en la adhesión de los leucocitos al
endotelio , cuando estos migran hacia un foco
inflamado. Intervienen en la parada de los
leucocitos y permiten el paso de estos a través del
endotelio. Mediante la interacción heterofilica, en
que una molécula de adhesión de la superficie de
una célula reconoce una molécula diferente de la
superficie de otra célula.
Permite la interacción
entre las células y la
matriz extracelular
Cadherinas: Proteínas que comparten un dominio extracelular común implicado en interacciones hemofílicas.
Existen varias subfamilias de cadherinas y difieren tanto en su dominio trans membrana como en su dominio
citosólico. Están implicadas en adhesión selectiva entre las células embrionarias y también son los principales
responsables de la formación de uniones estables entre células en los tejidos.
-Cadherina –N (neural).
-Cadherina –P (placentaria).
-Cadherina –E (células epiteliales),
la pérdida de la cadherina-E, puede desencadenar el
desarrollo de cáncer, en las células epiteliales.
Permite la interacción
entre células
UNIONES CELULARES.
Aunque las uniones celulares son especialmente abundantes e importantes en el tejido epitelial, también se
localizan en regiones de contacto célula. Célula y célula-matriz de todos los tejidos. Las uniones celulares se
pueden clasificar en tres grupos funcionales:
Uniones de Oclusión o Estrechas: Implica un sellado entre las células epiteliales, el cual impide el trasiego,
incluso de pequeñas moléculas, entre las dos superficies del epitelio. Son regiones especializadas cuya función
es cerrar el espacio Inter celular y evitar de este modo el pasaje de sustancias a través de dicho espacio. La unión
oclusiva está formada por una proteína transmebranosa llamada ocludina, que se asocia a los microfilamento
del cito esqueleto para darle estabilidad a esta unión.
Un ejemplo en el epitelio intestinal separa la luz
(lumen) del intestino del tejido conectivo
subyacente, que contiene capilares sanguíneos.
Desempeña dos funciones que permite al epitelio
efectuar dichas funciones de barreras.
1.- Constituye un precinto que previene el libre
tránsito de las moléculas (incluyendo iones) entre
las células de las láminas epiteliales.
2.- Separa los dominios apical y basolateral de la
membrana plasmática al impedir la libre difusión de
los lípidos y de las proteínas de membrana, entre
ambos dominios. Los sistemas especializados de
transporte en los dominios apicales y basolaterales
son capaces de controlar el tráfico de moléculas
entre los distintos compartimientos extracelulares,
como la glucosa entre la luz intestinal y el torrente
sanguíneo.
UNIONES DE ANCLAJES.
Las uniones de anclajes involucran la interacción en trans de diferentes proteínas de transmembrana y su
asociación con diferentes componentes del citoesqueleto. Son especialmente abundantes en los tejidos que
están sometidos a tensiones mecánicas, como son los casos del músculo cardíaco y la epidermis. Se localizan
bajo formas estructural y funcional diferentes: Uniones adherentes, desmosomas y hemidesmosomas. Las
uniones adherentes son regiones de conexión entre fibras de actina, mientras que los desmosomas y
hemidesmosomas lo son entre filamentos intermedios.
Uniones de Anclajes
Regiones de anclajes de los filamentos de actina (uniones adherentes)
Célula - célula
Banda de adhesión
Célula- Matriz
Contacto focales
Septadas
Sólo en invertebrados
Regiones de Anclajes de los filamentos intermedios
Célula-célula
Desmosomas
Célula-matriz
Hemidesmosomas
Organización de una unión de anclajes, representación muy esquemática que muestra dos clases de proteínas
que constituyen una unión intracelular y glucoproteínas transmembrana de unión.
BANDAS ADHERENTES: Las uniones adherentes forman cinturones adhesivos por debajo de las uniones
estrechas y vinculan el citoesqueleto de actina entre las células adyacentes. Las proteínas de transmembrana de
las uniones adherentes son las cadherinas. Los dominios extracelulares de las cadherinas de células adyacentes
interaccionan entre sí en presencia de calcio. Los dominios intracelulares de las cadherinas se anclan a los
filamentos de actina
Diversos eventos morfogeneticos dependen de la
contracción de los anillos apicales de actina anclados a
las uniones adherentes
CONTACTO FOCALES: Anclan al citoesqueleto de
actina a la matriz extracelular. Las proteínas de
transmembrana de las adhesiones focales son las
integrinas. Las integrinas se unen por sus dominios
extracelulares a moléculas de la matriz extracelular
y por sus dominios citoplasmáticos a los filamentos
de actina.
DESMOSOMAS Y HEMIDESMOSOMAS: Son uniones de anclajes que involucran al citoesqueleto de
filamentos intermedios. Los desmosomas forman complejos de unión entre células epiteliales
adyacentes. Los hemidesmosomas anclan la cara basal de las células epiteliales a la lámina basal.
Componentes moleculares de los desmosomas las proteínas de transmembrana de los
desmosomas son las desmogleínas y democolinas. Los dominios extracelulares de desmogleinas y
desmocolinas de células adyacentes interaccionan entre si en una manera dependiente de calcio.
Sus dominios intracelulares se unen a placas
UNIONES COMUNICANTES
Actúan como conexión directa entre los citoplasmas de las células adyacentes. Proporcionan
canales abiertos a través de la membrana plasmática, lo que permite a los iones y a las moléculas
pequeñas (menor a mil daltons aproximadamente) difundirse libremente entre las células vecinas,
pero impiden el paso de las proteínas y los ácidos nucleícos.
Acoplan tanto la actividad metabólica como las respuestas eléctricas de las células que conectan.
La mayoría de las células en los tejidos animales se comunican por uniones de tipo gap. Son
estructuras formadas por proteínas transmembranosas cuya composición es proteica denominada
conexinas. Seis conexinas se ensamblan para formar un cilindro con un poro acuoso abierto en su
centro. A continuación, esta estructura de conexinas en la membrana plasmática de una célula se
alinea con las conexinas de una célula adyacente, formando un canal abierto entre los dos
citoplasmas. Las membranas plasmáticas de las dos células quedan separadas por un intervalo que
corresponde al espacio ocupado por los dominios extracelulares de las conexinas. Muchas células
expresan más de un miembro de la familia de las conexinas, y las combinaciones de diferentes
proteínas conexinas pueden dar lugar a uniones de tipo gap de diversas propiedades.
Las conexinas son las proteínas de transmembrana de las uniones en hendidura.
Células granulosas
Uniones gap
La asociación lateral de seis conexinas forma un
canal o conexon que se acopla a otro similar en
una célula adyacente. Los conexones permiten el
pasaje de iones y otras moléculas pequeñas (ej.
segundos mensajeros, aminoácidos, Ca++);
facilitan el acoplamiento metabólico y eléctrico
oocito
Zona pelúcida
de las células.
La apertura de los conexones es regulada por
Las uniones en hendidura son requeridas para
calcio y otras moléculas.
el desarrollo normal de los folículos ováricos.
Las células granulosas se acoplan entre sí y con
el oocito a través de diferentes conexones.
Adhesión de las células vegetales y plasmodesmos
La adhesión entre las células vegetales tiene lugar a través de sus paredes celulares en vez de
mediante proteínas transmembrana. En particular, una región especializada rica en pectina de la
pared celular llamada la lámina media actúa como un pegamento que mantiene unidas las células
adyacentes. Debido a la rigidez de las paredes celulares vegetales, las asociaciones estables entre
las células vegetales no requieren la formación de puentes citoesqueléticos, como aquellos
proporcionados por los desmosomas y las uniones adherentes de las células animales. Sin
embargo, las célulasvegetales adyacentes se comunican entre sí mediante conexiones
citoplasmáticas llamadas plasmodesmos, que actúan de forma análoga a las uniones de tipo gap
de la célula animal.
A pesar de sus similitudes en la función, los plasmodesmos no están relacionados
estructuralmente con las uniones de tipo gap. En cada plasmodesmola membrana plasmática de
una célula es continua con la de su vecina, creando un canal abierto entre los dos citosoles. Una
extensión de retículo endoplasmático liso pasa a través del poro, dejando un anillo de citoplasma
circundante a través del cual los iones y las moléculas pequeñas son capaces de pasar libremente
entre las células. Además, los plasmodesmos pueden expandirse en respuesta a un estímulo
apropiado, permitiendo el tránsito regulado de macromoléculas entre las células adyacentes. De
esa manera, los plasmodesmos desempeñan un papel clave en el desarrollo vegetal mediante el
control del tráfico de moléculas reguladoras, como son los factores de transcripción o los ARNs,
entre las células.
En Resumen:
Las uniones celulares median distintas funciones
Uniones estrechas: actúan como barrera
restringiendo el movimiento de moléculas entre el
dominio apical y basolateral. Restringen la libre
difusión de moléculas a través del epitelio
Uniones adherentes: unen a las células entre si a
través de un citoesqueleto contráctil. Juegan un rol
importante en la morfogénesis
desmosomas: unen a las células entre sí a través de
un citoesqueleto rígido. Contribuyen a mantener la
estructura del epitelio
hemidesmosomas: unen a las células a la
membrana basal. Cumplen un rol estructural
adhesiones focales: cumplen un rol mecánico y de
señalización; unen las células a la membrana basal
uniones en hendidura: permiten el pasaje de iones,
segundos mensajeros, y otras moléculas pequeñas
la coordinación funcional
Guía de Trabajo “Integración Célula – Organismo”
ADHESIÓN CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR & UNIONES CELULARES
Actividades
1.- Complete el siguiente esquema según corresponda.
2.- Realice un glosario con cada concepto biológico que no comprenda. (Mínimo 5 conceptos)
3.-Selección Múltiple. Marque la respuesta correcta para cada pregunta o enunciado.
1.-La coordinación de las células en los tejidos.
a) Establece fenotipos celulares
b) Establece interacciones célula-célula.
c) Establece diferenciaciones celulares.
2.- La importancia de las interacciones célula – célula es:
a) Es capaz de regular la expresión de genes maestros.
b) Permite la diferenciación celular.
c) Permite la coordinación de las células en los tejidos
3.- La siguiente característica “Separan los dominios apical y basolateral de la membrana
plasmática, impide la libre difusión de los lípidos y de las proteínas de membrana entre ambos
dominios”, corresponde a:
a) Uniones Adherentes.
b) Uniones Gap.
c) Uniones Estrechas u Oclusivas.
Para las preguntas 4, 5 y 6 utilice las siguientes imágenes.
4.- Unión heterofílica corresponde a la imagen ____
5.- Unión extracelular puente corresponde a la imagen ____
6.- Unión homofílica corresponde a la imagen ____
7.- Las uniones adherentes se caracterizan por:
a) sus proteínas transmembranas son cadherinas y actúan con el citoesqueleto
b) sus proteínas transmembranas son selectinas y actúan con fibras de actina de
citoesqueleto
c) sus proteínas transmembranas son cadherinas y actúan con fibras de actina del
citoesqueleto
8.- La siguiente característica “Unen a las células a la membrana basal, usando proteínas
integrinas, y cumplen un rol estructural” corresponde a la unión:
a) Uniones de hendiduras.
b) Uniones hemidesmosomas.
c) Uniones desmosomas.
4.- VERDADERO O FALSO. Marque V para verdadero o F para falso.
1.-___ Las selectinas median interacciones transitorias entre los leucocitos y las células
endoteliales o las plaquetas sanguíneas.
2.-___ Uniones adherentes y desmosomas son tipos de uniones célula-célula.
3.-___ La unión tipo gap es una asociación de canales entre dos membranas plasmáticas para la
comunicación directa entre los citoplasmas de dos células.
4.-___ Las uniones celulares son esenciales para el desarrollo de tejidos y órganos en los
organismos pluricelulares.
HOJA DE RESPUESTA.
1.PREGUNTAS
1
2
3
4
RESPUESTAS
2.-GLOSARIO.
a)
b)
c)
d)
e)
3.- SELECCIÓN MÚLTIPLE
PREGUNTAS
1
2
3
4
5
6
7
8
RESPUESTAS
4.- VERDADERO O FALSO
PREGUNTAS
1
2
3
4
RESPUESTAS