Giunzioni

S

Sono formate, per ciascuna delle due cellule

che si uniscono, da una proteina linker

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transmembrana caderina (la quale presenta

tre domini: un dominio extracellulare, un

dominio transmembrana e un dominio

citosolico; il dominio extracellulare è quello che riconosce e si lega con il

dominio extracellulare della caderina collocata sulla membrana adiacente); da

un connettore proteico costituito da β-catenina, che riconosce e si lega al

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dominio citoplasmatico della caderina, e α-catenina, che riconosce e si lega al

filamento di actina; dal molecole proteiche di α-actinina, che servono per

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organizzare in modo ben definito i filamenti di actina (creano dei ponti proteici

tra i filamenti di actina). Le giunzioni aderenti (o fasce aderenti) garantiscono

tra le due cellule uno spazio di 20-25 nm (quindi, rispetto alle giunzioni tight,

c’è un po’ più spazio tra le due cellule).

Ultimamente è stata identificata una proteina regolatrice, la catenina p120,

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che va a riconoscere sia la β-catenina, sia il dominio citosolico della caderina e

la cui funzione è quella di percepire quando l’epitelio è sottoposto a trazione e

regolare la resistenza della giunzione tamponando i cambiamenti indotti

dall’ambiente extracellulare e garantendo la tensegrità tissutale; la catenina

p120 funziona, dunque, come un componente della via di trasduzione del

segnale, cioè recepisce un segnale che proviene dall’ambiente esterno e lo

trasferisce al citoplasma della cellula dove le proteine che lo percepiscono

vanno ad attivare una resistenza.

L’obiettivo della giunzione aderente è quindi quello di unire due cellule

servendosi dei filamenti di actina come componente citoscheletrica.

Struttura di un desmosoma

Osserviamo la presenza di proteine transmembrana della famiglia delle

caderine, ma trova nella componente citoscheletrica dei filamenti intermedi il

supporto; quindi, garantisce a un tessuto

epiteliale la tensegrità, quindi la resistenza

meccanica (esempio: cardiociti, fibre

muscolari, …); esso è formato, per ciascuna

delle due cellule che si uniscono, da una

proteina linker transmembrana della

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famiglia delle caderine, da un connettore

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proteico e da filamenti intermedi.

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le proteine linker, per la sequenza amminoacidica che presentano, sono

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distinte in desmogleina e desmocollina, le quali si dispongono alternate su

ciascuna membrana; esse possiedono tre domini: un dominio extracellulare, un

dominio transmembrana e un dominio citosolico; il dominio extracellulare è

quello che riconosce e si lega con il dominio extracellulare della caderina

collocata sulla membrana adiacente (questo legame è detto omofilico in

quanto avviene tra due proteine della stessa famiglia, quindi, la desmogleina

della cellula 1 si lega alla desmocollina della cellula 2, la desmocollina della

cellula 2 si lega alla desmocollina della cellula 1, la desmocollina della cellula 1

si lega alla desmogleina della cellula 2, e così via); tutte queste proteine

transmembrana, per il loro ingombro, determinano una certa distanza tra le

membrane delle due cellule (25-35nm) a differenza delle giunzioni strette che

annullano qualsiasi distanza tra le due membrane.

Perciò il cosiddetto core del desmosoma è rappresentato dai domini

extracellulari di queste proteine transmembrana per garantire l’ancoraggio

delle caderine in punti ben precisi della membrana plasmatica intervengono

due proteine (che rappresentano la placca proteica), la placoglobina e la

desmoplachina: la prima con un dominio lega il dominio citoplasmatico della

caderina, con l’altro riconosce e lega la desmoplachina, la seconda funge da

ancoraggio per i filamenti intermedi.

Immagine al microscopio elettronico: si vedono due linee molto

elettrondense (e perciò colorate di nero) che rappresentano le due membrane

plasmatiche con il dominio transmembrana delle proteine linker; tra queste due

linee si trova uno spazio meno elettrondenso che accoglie strutture filamentose

che sono i

domini

extracellulari delle proteine transmembrana; nella parte interna delle cellule si

vedono inoltre i filamenti intermedi che giungono alle placche adiacenti alle

membrane.

Se tutte le proteine coinvolte presentano una struttura normale, il desmosoma

garantisce una resistenza fisiologicamente funzionale alle cellule, se, invece,

c’è una minima alterazione in una delle proteine, questa giunzione verrebbe a

mancare o verrebbe a mancare la sua tensegrità. I desmosomi, quindi,

rispondono molto bene allo stiramento meccanico, creando resistenza

(tensegrità, cioè integrità di un tessuto a una tensione esterna).

Giunzioni comunicanti Esse instaurano una comunicazione tra due cellule

adiacenti permettendo lo scambio di ioni e piccole

molecole.Permette la comunicazione di centinaia di

unità costituenti chiamate connessoni; ciascuno

dei quali assomiglia a un fiore ed è formato da sei

proteine transmembrana chiamate connesine (che

rappresentano, in quanto monomeri del “fiore”, i

petali); un connessone localizzato sulla membrana

plasmatica di una cellula è perfettamente in

registro con il connessone localizzato sulla

membrana della cellula adiacente.

Un connessone presenta due diverse conformazioni: esso può trovarsi in

conformazione chiusa (se è in questa conformazione il connessone sulla

membrana 1, lo è anche il connessone adiacente sulla membrana 2, quindi non

passa nulla); se, invece, è necessario che tra le due cellule ci sia scambio di

ioni e piccole molecole, il connessone si apre e si crea un canale ampio 1,5nm

(è piccolo e per questo molecole di grandi dimensioni non possono passare).

L’apertura dei due connessoni non comporta una modificazione della

disposizione di un connessone rispetto all’altro, i connessoni situati sulle due

membrane adiacenti, infatti, rimangono sempre in asse tra loro, ma a essere

modificata è la disposizione delle connessine di entrambi i connessoni, creando

così il canale centrale.

La chiusura dei canali, invece, a seconda del tipo di cellule in questione,

dipende o da un cambiamento di voltaggio o dalla fosforilazione delle

connessine. Questi canali, tuttavia, non sono paragonabili ai canali ionici in

quanto quest’ultimi sono altamente selettivi e quindi le cellule non possono

affidare il passaggio di ioni solo alle giunzioni gap.

(esempio: enterociti le proteine deputate al trasporto di glucosio all’interno

→

degli enterociti sfruttando il gradiente sodio si trovano sul dominio apicale della

membrana plasmatica, cioè quello rivolto verso il lume; i canali delle giunzioni

gap, invece, si trovano tra due cellule, perciò la selettività dei connessoni non è

così spinta come quella dei canali ionici, i quali sono deputati anche a

mantenere una determinata concentrazione di ioni tra ambiente esterno e

ambiente interno).

Le connessine sono proteine integrali di membrana che creano il connessone,

cioè una struttura che mette in comunicazione le membrane di due cellule,

soprattutto il citoplasma di due cellule. Le connessine sono proteine

multipasso, cioè attraversano la membrana plasmatica per ben 4 volte:

presentano un’estremità N-terminale localizzata all’interno del citoplasma,

seguita da un dominio transmembrana idrofobico (M1), seguito da un dominio

extracellulare che fuoriesce dalla membrana (E1), seguito da un secondo

dominio transmembrana (M2), seguito da un dominio idrofilico citoplasmatico

(CL), seguito da un terzo dominio transmembrana (M3), seguito da un secondo

dominio extracellulare (E2), seguito da un quarto dominio transmembrana

(M4), seguito dall’estremità C-terminale, localizzata nell’ambiente citosolico.

Le giunzioni gap possono mettere in comunicazione tra di loro anche tre

cellule: la cellula 1 è in comunicazione, attraverso una giunzione gap, con la

cellula 2, la cellula 2 è in comunicazione, attraverso un’altra giunzione gap, con

la cellula 3, la cellula 3 è in comunicazione, attraverso una terza giunzione, con

la prima cellula. Quindi il citoplasma di ciascuna cellula è in comunicazione.

Quindi, le giunzioni comunicanti sono estremamente efficienti.

Localizzazione: le giunzioni comunicanti sono presenti sia negli invertebrati

che nei vertebrati, sono numerose nel tessuto nervoso, nel tessuto muscolare

cardiaco e nel tessuto connettivo osseo dove sono richiesti meccanismi di

comunicazione rapida tra le cellule.

Esempio: osteociti sono cellule che costituiscono il tessuto osseo; la matrice

→

in cui sono immersi è calcificata, quindi non può esserci diffusione di materiale

nutritizio per queste cellule che sono vive; gli osteociti, infatti, sono accolti in

lacunee ossee disposte in modo concentrico rispetto al canale di Havers (nel

quale ci sono vasi sanguigni, terminazioni nervose e vasi linfatici) creando

quindi le cosiddette lamelle (tutta questa struttura descritta rappresenta

l’osteone, l’unità fondamentale del tessuto connettivo osseo lamellare); da ogni

lacuna dipartono i canalicoli ossei, all’interno dei quali si estendono le

estroflessioni degli osteociti.

L’estroflessione di un osteocita incontra l’estroflessione dell’osteocita adiacente

instaurando giunzioni comunicanti in modo che il materiale nutritizio venga

passato da una cellula (quella più vicina al canale di Havers) all’altra (quella più

distante dal canale centrale, localizzata quindi alla periferia dell’osteone). Altro

esempio: le cellule (di un tessuto, per esempio) possono ricevere segnali

ormonali dal torrente circolatorio (tali ormoni sono contenuti all’interno del

tessuto connettivo che circola nei vasi); l’ormone, quando deve bersagliare un

determinato tessuto, viene rilasciato dal torrente circolatorio e raggiunge le

prime cellule del tessuto, tuttavia, le cellule del tessuto più lontane dall’ormone

riceverebbero il segnale con una certa lentezza, perciò tra le prime cellule e

quelle più lontane si trovano delle giunzioni gap che, non appena le prime

cellule hanno ricevuto il segnale, si aprono e in un breve intervallo di tempo

qualsiasi cellule riceve l’informazione tramessa dall’ormone. Le giunzioni gap

sono quindi estremamente efficienti per mettere in comunicazione cellule del

medesimo tessuto.

Adesione cellula-matrice

Tempo fa era chiamata lamina basale in quanto si pensava fosse

semplicemente una struttura poco organizzata; oggi si è compreso (attraverso

la microscopia elettronica) invece che è organizzata in tre strati (partendo da

quello più vicino alla membrana plasmatica d