I) INTERACCIÓN ENTRE LAS CÉLULAS Y SU AMBIENTE 1. ¿Qué diferencias hay entre el glicocáliz, la membrana basal y la matriz extracelular del tejido cartilaginoso? El glicocáliz es una capa que recubre a la célula, hecha de carbohidratos de membrana. La matriz extracelular es una red de diversos materiales fuera de la célula, y la membrana o lámina basal es un tipo de matriz, con diversos fines, como servir de apoyo a células epiteliales o endoteliales. 2. Compárese la función del colágeno con las de los proteoglicanos en el espacio extracelular. ¿Cómo contribuye la fibronectina y la laminina el desarrollo embrionario? El colágeno es una proteína que da soporte a la matriz; los proteoglicanos son complejos en los cuales varios GAG sulfatados se unen a una proteína central, que a su vez se une al ácido hialurónico (un GAG sin sulfato), el grupo sulfato permite atraer iones que, a su vez, atraen agua. Los proteoglicanos actúan como un gel que llena todo el espacio extracelular y resiste fuerzas de tensión. El colágeno resiste fuerzas de tracción La laminina y fibronectina contribuyen en el desarrollo embrionario puesto que forman “caminos” sobre los cuales las células migran hacia diferentes partes en el embrión. 3. Mencione alguna de las funciones de la matriz extracelular en los tejidos animales Provee soporte, mantiene la forma celular y permite comunicación entre células. 4. ¿Cómo es que las integrinas pueden unir la superficie celular con materiales que constituyen la MEC? ¿En que difieren las estructuras activas e inactivas de las integrinas entre sí, tanto en estructura y función? ¿cuál es la importancia de la presencia de un fragmento RGD en un ligando para integrina? Porque son proteínas transmembrana, con una “cabeza” al exterior de la célula (que se une con los ligandos) y “piernas” al interior. En su estructura inactiva, la integrina se encuentra “doblada” y las dos hélices que la conforman se unen por enlaces no covalentes, de modo que su cabeza extracelular no puede interactuar con ligandos. En su estructura activa, las hélices se separan y la estructura se vuelve vertical, permitiéndole interactuar con ligandos. Lo ligandos que se unen a integrina deben de contener en algún punto se su secuencia al segmento RGD, puesto que por medio de este se hace la unión. Este proceso es importante en la coagulación o formación de trombos. 5. ¿Cómo participa una proteína de la superficie celular en la adhesión celular y la transducción de señales transmebranosas? Una proteína en la superficie se puede unir con otros componentes de la matriz extracelular debido a que actúan como receptores para ligandos. Una proteína puede transformar fuerzas mecánicas aplicadas a la célula en señales bioquímicas en el citosol (mecanotransducción). De igual manera, pueden reconocer ligandos en el exterior (señal bioquímica) y generar cambios al interior, como movimiento, expresión de genes o activación de proteínas.
6. ¿Cuál es la diferencia entre la señalización de adentro hacia afuera y la de afuera hacia adentro? ¿Cuál es la importancia de cada una para las actividades celulares? La señalización de adentro hacia afuera requiere de un estímulo interno para un resultado externo. La señalización de afuera hacia dentro induce un cambio de conformación en el extremo citoplasmático, a partir de la unión del dominio extracelular a un ligando. La importancia de estos dos mecanismos radica en que funcionan como un medio de comunicación entre la célula y su medio exterior. 7. Mencione dos características que distinguen a los hemidesmosomas de las adhesiones focales. 1. Los hemidesmosomas se valen de filamentos intermedios (de queratina), mientras que las adhesiones focales se unen mediante filamentos de actina. 2. Las uniones mediante hemidesmosomas son más fuertes que aquellas hechas mediante adhesiones focales. 8. Distinga entre un hemidesmosoma y un desmosoma, y entre un desmosoma y una unión adherente 1. Hemidesmosoma y desmosoma a. Un hemidesmosoma une a una célula con su lámina basal, un desmosoma une a dos células. b. Los hemidesmosomas usan integrinas como proteínas de unión, los desmosomas usan cadherinas (desmogleina y desmocolina). 2. Uniones adherentes y desmosomas. a. Las uniones adherentes están unidas a filamentos de actina; los hemidesmosomas a filamentos de queratina. b. Los desmosomas presentan placas (placoglobina y desmoplaquina), las uniones adherentes no. c. 9. ¿Qué tipos de uniones celulares poseen filamentos de actina?, ¿cuáles contienen filamentos intermedios?, ¿cuáles tienen integrinas y cuáles cadherinas? Adhesiones focales
Hemidesmosomas
Uniones adherentes
Desmosomas
Filamentos de actina
Filamentos de queratina
Filamentos de actina
Filamentos de queratina
Integrinas
Integrinas
Cadherinas
Cadherinas (desmogleina y desmocolina)
10. ¿En qué difieren las cadherinas, los miembros de la IgSF y las selectinas en el nivel molecular respecto de la forma en que median la adhesión celular? Las uniones mediante los miembros de la IgSF son las únicas uniones independientes de calcio. Las cadherinas y los miembros de la IgSF forman interacciones homofílicas, las selectinas interactúan de forma heterofílica con un carbohidrato. 11. ¿De qué proteínas están formadas las uniones estrechas (zonas de oclusión) De Claudina, ocludina, iricelulina y JAM 12. ¿De qué proteínas están formadas las uniones comunicantes (uniones en hendidura)
Conexina e inexina
13. Muchas veces la adhesión celular puede bloquearse in vitro si se tratan las células con agentes específicos. ¿Cuáles de las siguientes sustancias se esperaría que interfirieran con las adhesiones celulares mediadas por las selectinas y con las moléculas L1? Las sustancias son tripsina, que digiere proteínas; un péptido que contiene RGD; neuroaminidasa, que elimina el ácido siálico de un oligosacárido; colagenasa, que digiere colágeno; hialuronidasa, que digiere el ácido hialuronico; EGTA que se une a los iones Ca + del medio. Tripsina: Interferirá con la adhesión mediada por ambas moléculas debido a que ambas son proteínas. Péptido que contiene RGD: No interferirá con ninguna interacción. Neuroaminidasa: Interferirá con la interacción mediada mediante selectinas. Colagenasa y Hialuronidasa no interferirán con la adhesión. El EGTA sólo afectará a la adhesión mediada por selectina, ya que la L1 es independiente de Calcio 14. Los ratones que carecen de un gen para la fibronectina no sobreviven después de la etapa embrionaria temprana. Menciones dos procesos que podrían estar afectados en estos embriones. 1. La migración de las células de la cresta neural (y en general de todas las células). 2. La formación de hendiduras que dan forma a diversas glándulas y órganos del cuerpo (como las glándulas salivales) 15. Se ha observado que dos enfermedades autoinmunitarias diferentes se manifiestan por la formación de vesículas en la piel; en una se producen anticuerpos contra un componente de los hemidesmosomas y en la otra anticuerpos que eliminan a un componente de los desmosomas. ¿Por qué dichos trastornos tienen síntomas similares? Porque afectan la manera en que las células del epitelio se conectan. Los hemidesmosomas unen a la célula con su lámina basal, y los desmosomas unen a dos células. 16. ¿Cuál de las diversas moléculas que median la adhesión celular tiene más probabilidad de ser causa del tipo de selección demostrada en la fig. 7.20?, ¿Por qué?, ¿Cómo probaría su conclusión? La cadherina, que une a células de tejidos iguales puesto que solo se adhiere con otra cadherina igual. Para probarlo, se podría inhibir la expresión de cadherinas en las células, y observar que los tejidos no se reagrupan después de mezclados.
17. Ciertas uniones celulares se forman como cinturones, mientras que otras crean placas aisladas. ¿Cómo se relacionan estos dos tipos de disposiciones estructurales con las funciones de las uniones respectivas?
Las uniones adherentes, que se agrupan en especies de “cinturones” son importantes para mantener a las células de un tejido unidas y transmitir señales al interior y entre células. Los desmosomas, que crean placas aisladas, sirven para resistir a fuerzas de tracciones fuertes y continuas, como en el musculo cardiaco.
