lunes, 22 de noviembre de 2010

BIOLOGÍA CELULAR

TEMARIO



1.       Membrana Plasmática  
    
a.       Organización molecular de la membrana
                                                               i.      Modelo de membrana
                                                             ii.      Lípidos y fluidez de membrana
                                                            iii.      Proteínas de membrana
                                                           iv.      Asimetría del plasmalema
                                                             v.      Movilidad de los componentes de la membranas

b.       Transporte de moléculas a través de la membrana
                                                               i.      Transporte pasivo
                                                             ii.      Transporte activo

2.       Uniones Celulares y Matriz Extracelular

a.       Uniones Celulares
                                                               i.      Desmosomas
                                                             ii.      Uniones  estrechas
                                                            iii.      Uniones Comunicantes

b.       Matriz extracelular
                                                               i.      Matriz extracelular de tejidos animales
                                                             ii.      Biosíntesis de colágena
                                                            iii.      Glucosaminglicanos y proteoglicanos
                                                           iv.      Otras proteínas estructurales de matriz extracelular


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MEMBRANA PLASMATICA


1.       Membrana Plasmática

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Todas las membranas biológicas están constituidas básicamente por lípidos y proteínas. La mayor parte de ellas también poseen hidratos de carbono unidos a las proteínas y a los lípidos mencionados. Si bien, cada uno de estos componentes, es característico de las membranas biológicas las proporciones en que están presentes varían enormemente. Los glúcidos generalmente representan menos de un 10 % del total de la membrana, pudiendo a veces ni siquiera encontrarse en la composición típica de las mismas, tal es el caso de la membrana mitoconrial interna La relación existente entre los lípidos y las proteínas de membrana suele variar dependiendo del tipo celular estudiado. En la siguiente tabla se enuncia la relación existente de algunas membranas celulares.

a.       Organización molecular de la membrana

Las membranas biológicas son conjuntos laminares constituidos aproximadamente por un 40 % de lípidos y un 52 % de proteínas principalmente; asociados a los lípidos y las proteínas también se encuentran oligosacáridos (8 %).  


              i.      Modelo de membrana

En 1855, Naegeli denomina “membrana plasmática” a una película invisible que envolvería a las células y sería responsable de los fenómenos osmóticos que observó en las células vivas. No fue hasta la invención del microscopio electrónico que la membrana plasmática pudo ser verdaderamente observada. Hoy en día se considera al modelo de “Mosaico Fluido”, descrito por Singer hace más de veinte años, como la estructura básica de la totalidad de las membranas. En este modelo, los lípidos se disponen formando una verdadera bicapa, donde las proteínas integrales se insertan tomando contacto con la superficie extra e intracelular. Uno de los conceptos básicos de este modelo es que la bicapa permite desplazamientos considerables de sus componentes, he ahí la fluidez propuesta por Singer. Por lo tanto, la doble capa no es estática, sino que es capaz de permitir y propiciar un movimiento a lo largo del plano estructural de la membrana. Una de las características más relevantes de la organización molecular de las membranas es la asimetría de todos sus componentes., lo cual significa que en ambas mitades de la bicapa los componentes se distribuyen de diferente manera.

Las membranas biológicas están constituidas por una doble capa de fosfolípidos con proteínas. Las proteínas se pueden encontrar adosadas a la membrana pero sin penetrar en la doble capa lipídica: proteínas periféricas, o empotradas: proteínas integrales. Las proteínas forman así una especie de mosaico (estructura en mosaico). Las partes hidrófilas de las proteínas integrales quedan hacia el interior o hacia el exterior de la capa lipídica y las partes lipófilas (hidrófobas) se sitúan en su seno. Las proteínas integrales atraviesan completamente la membrana.



                                                            ii.      Lípidos y fluidez de membrana

Lípidos. Son esencialmente anfipáticos. Los más abundantes (en los glóbulos rojo humano) son los fosfolípidos (55 % del total de los lípidos), el colesterol (25%) y otros lípidos, glucolípidos y ácidos grasos (20 %) que son enteramente hidrófobos.

Los fosfolípidos son los principales lípidos constituyentes de las membranas plasmáticas. Sin embargo, no son los únicos representantes de este grupo, puesto que la mayoría de las membranas plasmáticas poseen también colesterol. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Se encuentran constituidos por una parte molécular que es polar: hidrófila y otra (la correspondiente a las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos) que es no polar: hidrófoba. Las moléculas que presentan estas características reciben el nombre de anfipáticas. Vale decir que, ante la presencia de un medio acuoso, adquieren una doble sensibilidad. Sus “cabezas” se caracterizan por presentar afinidad por el agua, por lo cual se dice que son Hidrofílicas, mientras que sus “colas” son netamente no polares, por lo cual presentan fobia por el agua (son Hidrofóbicas). Debido a esta naturaleza anfipática, en un medio acuoso tienden espontáneamente a formar agrupaciones denominadas micelas o bicapas similares a las celulares. La mayor parte de las membranas biológicas de origen eucariota poseen colesterol como componente importante. En el caso de la membrana plasmática, la misma presenta una composición similar entre el colesterol y los fosfolípidos que la componen. En las células de origen procariota el colesterol está ausente en la mayor parte de las mismas y, el bajo contenido de este lípido en las membranas mitocondriales tal vez refleje una importante prueba a favor de la teoría endosimbiótica. El colesterol aumenta la impermeabilidad de la capa bilipídica y le da mayor estabilidad a la misma.

Las moléculas que constituyen las membranas se encuentran libres entre sí pudiendo desplazarse en el seno de ella, girar o incluso rotar, aunque esto último más raramente. La membrana mantiene su estructura por uniones muy débiles: Fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas. Esto le da a la membrana su característica fluidez. Todos estos movimientos se realizan sin consumo de energía. Los lípidos pueden presentar una mayor o menor movilidad en función de factores internos: cantidad de colesterol o de ácidos grasos insaturados, o externos: temperatura, composición de moléculas en el exterior, etc. Así, una mayor cantidad de ácidos grasos insaturados o de cadena corta hace que la membrana sea más fluida y sus componentes tengan una mayor movilidad; una mayor temperatura hace también que la membrana sea más fluida. Por el contrario, el colesterol endurece la membrana y le da una mayor estabilidad y por lo tanto una menor fluidez. Otra característica de las membranas biológicas es su asimetría, debida a la presencia de proteínas distintas en ambas caras. Por lo tanto, las dos caras de la membrana realizarán funciones diferentes. Estas diferencias son de gran importancia a la hora de interpretar correctamente las funciones de las estructuras constituidas por membrana.




                                                          iii.      Proteínas de membrana

Las proteínas de membrana representan su principal componente funcional, desempeñando un papel fundamental en la regulación y control de su permeabilidad. Entre las proteínas de membrana, podemos distinguir también polipéptidos que poseen función enzimática, receptores para diversas señales (como las hormonales), que producen la adhesión celular y proteínas con una variedad enorme de funciones que iremos estudiando a lo largo de este espacio curricular. Las proteínas de membrana pueden clasificarse, utilizando como criterio el grado de asociación a esta, en “integrales” y “periféricas”. Es así como, las proteínas integrales toman contacto tanto con el lado exterior, como con el interior de la membrana. Por lo tanto se dice también que estas proteínas son de transmembrana. Casi en forma invariable estas proteínas se encuentran asociadas con hidratos de carbono, por lo cual se las denomina como Glucoproteínas, las cuales representan más de un 70 % del total de las proteínas de membrana. Es importante aclarar que, si bien las proteínas pueden rotar sobre su propio eje y moverse lateralmente, nunca cambian de posición dentro de la bicapa. Vale decir que NO pueden rotar de manera que el lado externo quede en sentido intracelular y viceversa. Las proteínas periféricas de la membrana no penetran en el interior hidrofóbico de la bicapa fosfolipídica, asociándose con la bicapa mediante interacciones débiles (generalmente lo hacen mediante uniones del tipo iónicas).

                                                           iv.      Movilidad de los componentes de la membranas

Permeabilidad de la membrana
La permeabilidad selectiva de las membranas determina qué tipo de sustancias pueden entrar y salir de la célula. El ingreso de sustancias necesarias, el pasaje de agua y la salida de los productos de desecho, se verán posibilitados y regulados por medio de la membrana plasmática. Los distintos tipos de pasaje a través de la membrana pueden clasificarse en dos grandes grupos. En uno de ellos, los iones o moléculas pequeñas son transportados por las membranas, sin que estas experimenten deformaciones evidentes. En el otro mecanismo, denominado transporte en masa, las macromoléculas o partículas de mayor tamaño son incorporadas a la célula o eliminadas de ella por medio de procesos que incluyen cambios visibles en las membranas.

Permeabilidad de moléculas pequeñas
El pasaje de estas moléculas va a depender de si las mismas se movilizan a favor o en contra de su gradiente de concentración. Cuando lo hagan a favor del gradiente, pasarán en forma pasiva, es decir que no habrá gasto de energía. Si, por el contrario, las moléculas se movilizan en contra del gradiente de concentración será necesario el aporte de energía y el pasaje será activo. El ejemplo más típico y cotidiano lo vive usted cada vez que toma el tren. Cuando hay una gran cantidad de gente en el vagón donde viaja, si está aplastado sobre la puerta, cuando la misma se abra usted saldrá despedido del tren sin que realice ningún tipo de esfuerzo. Al contrario, si usted quisiese subir al tren en las mismas condiciones, debería realizar un esfuerzo más que humano para poder desplazar a la gente y así poder abordar el tren.

b.      Transporte de moléculas a través de la membrana

                                                              i.      Transporte pasivo
Difusión simple
Las pequeñas moléculas no polares tienen la capacidad de difundir fácilmente a través de las membranas. En general, su pasaje se ve favorecido cuanto menor sea la molécula y mayor su liposolubilidad. Pasan por difusión simple a través de la membrana los gases como el O2, el CO2, CO y otras moléculas liposolubles y pequeñas como el benceno.Las moléculas hidrofílicas pequeñas pueden difundir de esta manera siempre y cuando no presenten carga. De esta manera pasan el metanol, el etanol y el glicerol.

Difusión Facilitada
Este tipo de pasaje, como señaláramos en un principio, se realiza siempre a favor del gradiente electroquímico. A diferencia de la difusión simple, en la difusión facilitada intervendrán proteínas de membrana que mediatizarán el pasaje. Estas proteínas transportadoras pueden clasificarse en dos: los canales iónicos y las permeasas. Debe de tenerse en cuenta que la velocidad con que una molécula atraviese la membrana plasmática por difusión facilitada, se verá directamente relacionada con la cantidad de transportadores que se encuentren en ella. Cuando todos los transportadores estén funcionando al máximo, se alcanzará una velocidad tope, conocida como Velocidad Máxima de Difusión, donde el sistema se verá saturado.

Difusión Facilitada a por medio de canales iónicos
Las proteínas que se encuentran en este grupo recorren todo el espesor de la membrana plasmática y en su interior poseen un canal o poro de características hidrofílicas. Este poro permite, de manera selectiva, el pasaje de iones a través de la membrana. La importancia de estos canales se ve aumentada mediante la capacidad de regulación en los procesos de apertura y cierre de los mismos, existiendo canales que permanecen siempre abiertos, mientras que otros se abren y cierran dependiendo de señales químicas, mecánicas o eléctricas. Para brindar un ejemplo, el mecanismo de excitación neuronal y la interconexión entre las distintas neuronas, se vería imposibilitada sin la capacidad de regular el accionar de ciertos canales iónicos como el del Sodio o el del Potasio.

Difusión Facilitada por medio de Permeasas
Lo constituyen las proteínas denominadas permeasas o carriers. Son, al igual que los canales iónicos, sumamente específicas. La molécula transportada debe de unirse a un sitio específico de la permeasa, lo que provoca un cambio conformacional en la misma que facilita el pasaje del soluto de un lado al otro de la membrana sin generar gasto energético alguno.

Ósmosis: Un caso particular de Difusión
Las membranas biológicas son selectivamente permeables, pues permiten el pasaje de algunas sustancias, mientras que bloquean el de otras. El movimiento de las moléculas de agua a través de este tipo de membranas semipermeables reviste un caso especial de difusión que se conoce como Ósmosis. El movimiento de agua, en este proceso, se realizará desde una región de menor concentración de soluto a una región de mayor concentración de soluto. Este movimiento del agua no se ve afectado por qué sustancia se encuentre disuelta en el agua, sino por la diferencia de concentración que alcancen las partículas a ambos lados de la membrana semipermeable. Con respecto a las células, estas pueden encontrase inmersas tres tipos principales de medios, en cuanto a la concentración de soluto que estos presenten. Si la célula se encuentra rodeada de un medio que contenga mayor concentración de soluto, diremos que el medio es Hipertónico. Al contrario, si la concentración de soluto extracelular es menor que la intracelular, dicho medio será Hipotónico. Finalmente, si las concentraciones de soluto, a ambos lados de la membrana son iguales, nos referiremos a un medio Isotónico.

                                                             ii.      Transporte activo
Transporte activo primario
Las proteínas de membrana que intervienen en este tipo de transporte utilizan directamente ATP como fuente de energía. A estas proteínas se las suele llamar Bombas o ATPasas. Si bien existe una gran diversidad de bombas, todas ellas transportan un determinado tipo de Ion en contra de su gradiente de concentración, por lo cual les es necesario el aporte energético, el cual es obtenido de la degradación de las moléculas de ATP. Las ATPasas más importantes a nivel celular son: las bombas de protones, las bombas de calcio y la bomba de Sodio y Potasio. A modo de introducción a este tipo de transporte, explicaremos la última bomba citada.

Bomba de Sodio Potasio ATPasa
Esta bomba es de vital importancia en el metabolismo celular. Es un tetrámero constituido por dos sub-unidades transmembranosas denominadas F y dos G. La concentración de Sodio y Potasio a ambos lados de la membrana plasmática es desigual. El Sodio está 15 veces más concentrado en el lado extracelular que dentro de la célula, mientras que el Potasio presenta una situación inversa. Es por esto que el Sodio es considerado el principal catión extracelular y el Potasio el principal catión intracelular.

Transporte Activo secundario
En este tipo de transporte se utiliza la energía contenida en el gradiente favorable de la sustancia que es cotransportada. El elemento más importante que posibilita el cotransporte es el Sodio. Así, en algunas ocasiones la molécula cotransportada es introducida en contra de su gradiente de concentración junto con el Sodio, proceso denominado Simporte. En otras circunstancias, el ingreso de Sodio a la célula es utilizado para extraer al otro elemento, lo cual se denomina Antiporte.

Transporte en Masa
Al eliminar o incorporar moléculas muy grandes o incluso el incorporar un microorganismo entero, la membrana se deforma generando una vacuola, donde las moléculas a transporta quedan contenidas y son transportadas. La Exocitosis es la salida de materia, mientras que la Endocitosis se refiere al ingreso de la misma. En cuanto a la Endocitosis, se puede dividir el proceso según las características de las partículas incorporadas. La Fagocitosis es el proceso por el cual se endocitan partículas de gran tamaño, microorganismos, complejos macromoleculares, restos celulares u otras sustancias sólidas. El otro mecanismo por el cual la célula puede incorporar macromoléculas es mediante la Pinocitosis, donde se endocitan líquidos correspondientes al fluido extracelular.

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2.       Uniones Celulares y Matriz Extracelular


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a.       Uniones Celulares
Unión impermeable a la difusión de moléculas entre las células o moléculas en la membrana plasmática. La constituyen proteínas de membrana: ocludina y claudinas. Estas uniones conectan las células vecinas de manera que las moléculas hidrosolubles no puedan pasar entre las celulas con facilidad. Este tipo de uniones ocasiona que las moléculas estén en una sola dirección. Las proteínas transmembranosas de la ZO están asociadas a microfilamentos de actina del citoesqueleto por medio de las proteínas intermediarias ZO1 y ZO2. Las llamadas barreras hematotisulares (que no permiten el pasaje de ciertas sustancias entre la sangre y el epitelio) depende de la presencia de las ZO. 
                                                              i.      Desmosomas
Los desmosomas son estructuras celulares que mantienen adheridas a células vecinas. Estructuralmente dicha unión está mediada por cadherinas(desmogleína y desmocolina), a sus filamentos intermedios (queratina). En el interior de las células actúan como lugares de anclaje para los filamentos intermedios en forma de cuerda, los cuales forman una red estructural en elcitoplasma proporcionando una cierta rigidez. Mediante estas uniones los filamentos intermedios de las células adyacentes están indirectamente conectados formando una red continua que se extiende a todo el tejido. El tipo de filamentos intermedios anclados a los desmosomas depende del tipo celular: de queratina en la mayoría de las células epiteliales y de desmina en las fibras musculares cardíacas. La estructura general de los desmosomas consta de una placa citoplasmática densa, compuesta por un complejo proteico de anclaje intracelular que es el responsable de la unión de los elementoscitoesqueléticos a las proteínas de unión transmembrana. Los desmosomas permiten además que exista cierto movimiento en común entre las células adyacentes que están unidas mediante ellos. Los desmosomas tienen mucha importancia en el sistema inmunitario innato, pues permite establecer uniones muy resistentes evitando la separación de la células epiteliales por acción mecánica o por presión. Así la piel se ha convertido en una barrera mecánica de protección.

                                                            ii.      Uniones  estrechas

Unión entre la célula y la matriz extracelular
Hemidesmosoma: Unión que ancla la célula a la lámina basal. Se compone de integrinas que en el espacio extracelular se asocian con componentes de la matriz extracelular, y dentro de la célula se asocian con filamentos intermedios. Ancla los intermedios de una célula en la lamina basal.

                                                          iii.      Uniones Comunicantes

Unión bidireccional o unión comunicante o Nexus (inglés: gap junction): Unión que forma un poro por el cual logran pasar moléculas del citoplasma de una célula al citoplasma de otra sin pasar por el espacio extracelular. La componen un conexon por membrana por punto de anclaje, formadas a su vez por 6 conexinas que se unen dejando un poro central. Las uniones en hendididura de muchos tejidos pueden abrirse o cerrarse según necesidad en respuesta a señales extracelulares. Estas uniones son reguladas por factores como el pH, o la fosforilación de las conexinas, pudiendo la célula regular la permeabilidad de estas uniones. El espacio intracelular es de unos 2 a 4 nm.

b.      Matriz extracelular

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La matriz Extracelular es el conjunto de materiales extracelulares que forman parte de un tejido. La MEC es un medio de integración fisiológico, de naturalezabioquímica compleja, en el que están "inmersas" las células. Así la MEC es la sustancia del medio intersticial (intercelular). En tejidos vegetales la expresión se está aplicando a veces, extendiendo su significado, a la pared celular vegetal, pero la pared celular es entendida como un componente celular agregado, externo a la célula, pero no ajeno a ella. Sin embargo, cuando se habla de "matriz extracelular en plantas" es por analogía con la MEC de los tejidos animales, que es donde el concepto es pertinente con seguridad. Tal aplicación surge a partir de que funciones propias de la MEC animal están empezando a observarse en la morfogénesis de plantas, y que las moléculas implicadas en tales procesos son a menudo homólogas. La MEC es un componente biológico importante. Los animales pluricelulares se dintinguen por su capacidad para la pluricelularidad con una morfogénesis compleja que implica asociaciones celulares cooperativas para formar tejidos. Ahí es donde es importante y distintiva la MEC como componente cohesivo y medio logístico de integración de las diferentes unidades funcionales celulares. Se encarga de degradar los desechos toxicos que no necesita nuestro cuerpo para asi purificarnos.

                                                              i.      Matriz extracelular de tejidos animales
Lámina basal.
La lámina basal es una delgada capa de matriz extracelular que se encuentra en la base de todos los epitelios, también envolviendo a las células musculares y a las células nerviosas que se encuentran fuera del sistema nervioso central. Sus principales funciones son dar soporte físico y actuar como barrera con una permeabilidad selectiva. En los glomérulos del riñón es importante en la filtración de la sangre. La lámina basal está formada por varios tipos de moléculas que forman un entramado en forma de malla. Están presentes el colágeno tipo IV, la laminina, el proteoglucano perlecano y la proteína nidogen. La lámina basal se une a las membranas celulares por la adhesión entre las integrinas, situadas en las membrana plasmática, y las lamininas.

Matriz extracelular de tejidos conectivos propiamente dicho laxo y denso.
El tejido conectivo propiamente dicho de tipo laxo está formado por una matriz extracelular poco densa formada sobre todo por hialuronato y proteglucanos, con poca proporción de moléculas de colágeno y de fibras elásticas. Su principal misión es rellenar e hidratar espacios intercelulares y ser el medio por el que viajan una gran diversidad de células que se pueden encontrar en este tejido, además de los fibroblatos. Sin embargo, en el tejido conectivo propiamente dicho de tipo denso abundan las fibras de colágeno que se disponen paralelas a la tensión mecánica que soportan estos tejidos, como ocurre en los tendones, o de forma más desorganizada como ocurre en la dermis o en el sistema digestivo. En este tipo de matriz extracelular pueden ser abundantes las fibras elásticas, como ocurre en la pared de las arterias.

Cartílago.
La resistencia y elasticidad del cartílago es debida a la matriz extracelular producida por los condrocitos. Esta matriz extracelular está formada principalmente por fibras de colágeno tipo IIque forman aproximadamente el 25 % de la masa seca, aunque también están presentes el colágeno tipo IX y XI en menor poporción. La segunda molécula más abundante son losglucosaminoglucanos, como el hialuronato o el agrecano, los cuales se asocian para formar grandes agregados. Así, el colágeno resiste fuertes tensiones de estiramiento y los glucosaminoglucanos resisten grandes presiones mecánicas. En el cartílago de tipo elástico abundan las fibras elásticas y aporta elasticidad a estructuras tales como la faringe, la epiglotis o al pabellón auditivo.

Hueso.
En el hueso existen fibras de colágeno tipo I inmersas en una matriz de cristales de fosfato cálcico (suponen dos tercios del peso seco del hueso). Ambos elementos aportan al hueso sus propiedades: el colágeno permite la elasticidad para que no sea frágil y los cristales de fosfato cálcico su dureza. La magtriz extracelular del hueso contiene diversos tipos de proteoglucanos y de glucoproteínas en menores proporciones, aunque son muy importantes para la organización del colágeno, la mineralización y la reabsorción del hueso.

Suero sanguíneo.
Algunos autores consideran que el suero sanguíneo es una matriz extraordinariamente especializada donde más del 90 % del peso corresponde al agua. Otros no lo encuadran dentro del término matriz extracelular. Sin embargo, es el elemento que rodea a las células sanguíneas. La proteína más abundante del suero es la albúmina, cuya principal misión es mantener una presión osmótica correcta entre el interior de los vasos sanguíneos y los tejidos que los rodean, por ejemplo evitando la formación de edemas. Otras proteínas abundantes son las γ-inmunoglobulinas, anticuerpos del sistema inmune, y otras sin actividad defensiva como son las α- y β-globulinas. Éstas últimas sirven para transportar determinados productos como el hierro o el cobre. En el suero también aparecen moléculas como la fibronectina que se pueden intercambiar con el tejido conectivo que rodea a los vasos sanguíneosa. El fibrinógeno presente en el suero es una molécula esencial para la coagulación de la sangre. Las demás moléculas de bajo peso molecular que están en el suero también se pueden encontrar en los tejidos circundantes puesto que atraviesan libremente los capilares sanguíneos.

                                                            ii.      Biosíntesis de colágena
El colágeno es una molécula proteica que forma fibras, las fibras colágenas. Estas se encuentran en todos losanimales pluricelulares. Son secretadas por las células del tejido conjuntivo como los fibroblastos, así como por otros tipos celulares. Es el componente más abundante de la piel y de los huesos, cubriendo un 25% de la masa total de proteínas en los mamíferos.

Una vez que ha sido sintetizada, la molécula de colágeno presenta la particularidad de que experimenta una serie de modificaciones antes de llegar a su estructura definitiva. La lectura del ARN mensajero por los polirribosomas del retículo endoplasmático constituye la fase inicial de la biosíntesis. A continuación, los polisomas se encargan de ensamblar los aminoácidos para formar las cadenas polipeptídicas. Estas cadenas polipeptídicas, precursoras de las cadenas alfa (cadenas proalfa), llevan en sus extremos secuencias suplementarias de aminoácidos. Las cadenas proalfa van a sufrir una hidroxilación en el seno del retículo endoplasmático, mediante la cual un centenar de grupos peptidilprolina se transforman en hidroxiprolina y una veintena de grupos peptidillisina se convierten en hidroxilisina. Acto seguido, se fijan en los grupos hidroxilisina moléculas de galactosa y glucosa, mientras que en los grupos terminales de las cadenas se fijan otros azúcares. Por último, se crean puentes disulfuro entre las cadenas polipeptídicas, llegándose así a la formación de la molécula de procolágeno. La molécula de procolágeno transita por las vesículas de Golgi y pasa al medio extracelular, en el cual, bajo la acción de las proteasas, sufre una escisión de los grupos N-terminal y Cterminal. Después de esta escisión, las moléculas de colágeno se constituyen en fibras. Se piensa que los grupos terminales desempeñan un papel importante en la formación de la triple hélice. Lo más probable es que intervengan para evitar que la formación de las fibras colágenas se realice antes de la secreción de la proteina. Por último, la creación de enlaces transversales entre las cadenas polipeptidicas asegura la gran solidez de la molécula.

                                                          iii.      Glucosaminglicanos y proteoglicanos

Los glicosaminoglicanos (GAGs) son los heteropolisacáridos más abundantes del cuerpo. Estas moléculas son polisacáridos largos sin ramificaciones y contienen repeticiones de una unidad de disacáridos. Las unidades de disacáridos contienen una de dos azúcares modificadas, N-acetilgalactosamina (GaINAc) ó N-acetilglucosamina (GlcNAc) y un ácido urónico como el glucuronato ó iduronato. Los GAGs son moléculas negativamente cargadas con una conformación extendida que brinda alta viscosidad a una solución. Los GAGs están principalmente ubicados en la superficie de las células o en la matriz extracelular (MEC). Junto con la viscosidad que brindan los GAGs también se observa una compresibilidad baja la cual hace que estas moléculas sean ideales como líquido lubricante de las articulaciones. Al mismo tiempo, su rigidez brinda integridad estructural a las células y provee vías entre las células, permitiendo la migración celular. Los GAGs específicos de significancia fisiológica son el ácido hialurónico, dermatan sulfato, condroitin sulfato, heparina, heparan sulfato y queratan sulfato. A pesar de que cada GAG tiene un componente disacárido que predomina, existe una heterogeneidad entre los azúcares que forman parte de cualquier clase de GAG.
El hialurónico es único entre los GAGs ya que no contiene ningún sulfato y no se encuentra unido de manera covalente a ninguna proteína como un proteoglicano. Sin embargo, si es parte de los complejos que se forman de manera no covalente con proteoglicanos en la MEC. Los polímeros de ácido hialurónico son de gran tamaño (con pesos moleculares entre 100.000–10.000.000) y pueden desplazar un gran volumen de agua. Esta propiedad les permite actuar como lubricantes y absorbentes de golpes.

Proteoglicanos
La mayoría de los GAGs en el cuerpo están unidos a proteínas centrales y así forman proteoglicanos (también conocidos como mucopolisacáridos). Estos GAGs se extienden perpendicularmente desde el centro como una estructura tipo cepillo. La unión de los GAGs a la proteína central involucra un trisacárido específico compuesto de dos residuos de galactosa y un residuo de xilosa (GAG–GalGalXyl–O–CH2–proteina). El trisacárido de unión está acoplado a la proteína central a través de una unión O-glicosídica a un residuo S en la proteína. Algunas formas de queratan sulfatos están unidos a la proteína central a través de una unión N-asparaginil. Las proteínas centrales de los proteoglicanos son ricas en residuos S y T lo cual permite la adhesión de múltiples GAG.

                                                           iv.      Otras proteínas estructurales de matriz extracelular
Integrinas
Son proteínas transmembranales semejantes a los receptores de la membrana celular porque forman enlaces con ligandos. A diferencia de los receptores sus regiones citoplasmáticas se encuentran fijas al citoesqueleto y sus ligandos no son moléculas de señalamiento sino miembros estructurales de la matriz extracelular como colágena, laminina y fibronectina. Las integrinas son mucho más numerosas que los receptores. Las integrinas son heterodímeros (de unos 250000 daltons) compuestos por cadenas glicoproteínicas α y β cuyos extremos carboxilo están enlazados con la Talina y Actinina α del citoesqueleto. Sus extremos amino poseen sitios de fijación para macromoléculas de la matriz eztracelular. Como las integrinas enlazan al citoesqueleto con la matriz extracelular se conoce también como Enlazadores Transmembranales. La cadena α de la molécula de integrina fija Ca+2 o Mg+2, cationes divalentes necesarios para la conservación de la fijación apropiada con el ligando. Son numerosas las integrinas que difieren en su especificidad por ligandos, su distribución celular y su función.


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Fibronectina
Es una glicoproteina dimerica presente en la matriz extracelular (MEC) de la mayoría de los tejidos celulares animales compuesta por dos subunidades muy largas unidas por puentes disulfuro situados cerca del extremo carboxilo. Cada subunidad esta formada por una serie de dominios funcionalmente distintos separados por regiones polipeptídicas flexibles. Estos dominios están compuestos por módulos más pequeños que, al repetirse secuencialmente y estar codificados por un exón diferente, sugieren que el exón de la fibronectina se originó por duplicaciones exónicas múltiples. La transcripción produce una única y enorme molécula de mARN que madurará alternativamente dando lugar a las diferentes isoformas de fibronectina: el módulo principal es la repetición de fibronectina tipo III, que interacciona con las integrinas y esta compuesto de la menos 90 aminoácidos. Un dominio se une al colágeno, otro a la heparina, otros más a receptores específicos de superficie de varios tipos celulares, etc. Además de saber el sitio de unión a la célula mediante la secuencia RGD (Arg-Gly-Asp), siendo esta secuencia bastante común en proteínas de unión a la superficie celular.

Lamininas
La laminina es una glicoproteína que forma parte de la lámina basal asociada a otras proteínas como el colágenoentactinaproteoglucanos y fibronectinas. Tiene una longitud de 120 nm, y atraviesa toda las capas de la lámina basal. Su función sería la de anclar lascélulas epiteliales a la lámina densa pues tiene sitios de unión para moléculas deintegrinas de la membrana celular de la base celular.

Laminina I
La laminina I es una gran complejo proteico flexible formado por tres largas cadenas polipeptídicas (α, β, γ) dispuestas en forma de cruz y unidas mediante puentes disulfuro. Cada una de las cadenas polipeptídicas esta constituida por más de 1500 aminoácidos; se han identificado 5 tipos de cadenas α, 3 de tipo β y 3 tipos de cadena γ, las cuales pueden asociarse formando 45 isoformas diferentes de laminina; algunas de ellas han sido caracterizadas y presentan una distribución tisular característica.
La laminina-I es un componente de la mayoría de los heterotrímeros cuya importancia queda de manifiesto por la muerte que se observa en embriones que carecen de la proteína, los cuales son incapaces de formar una lamina basal. Además la laminina tiene diferentes dominios funcionales, uno de los cuales presenta alta afinidad por el perlecano, otros por el nidógeno y al menos dos por el receptor celular de la laminina. La composición exacta de la lámina basal varía de un tejido a otro, e incluso de una región a otra en la misma lamina, pero la mayoría de las láminas basales maduras contienen colágeno de tipo IV, proteoglucanos del tipo heparán sulfato (perlecano) y glucoproteínas como la laminina y el nidógeno.

Laminina II
Estudios recientes relacionan la laminina II, muy abundante en los nervios periféricos y en el músculo estriado, como el lugar de unión de Mycobacterium leprae (responsable de la lepra) siendo esta laminina la entrada de acción de esta enfermedad.