Appunti di Citologia

INTERAZIONI DELLE CELLULE CON SUBSTRATI

EXTRACELLULARI

Integrine:

•

Adesioni focali ed Emidesmosomi

Adesioni Focali

Segnale Esterno-interno Segnalazione intracellulare

(sopravvivenza e crescita)

Le cellule normali possono crescere e dividersi solo se

coltivate su un substrato solido: le integrine così sono

capaci di trasmettere segnali “vitali” all’interno della

cellula.

La maggior parte delle cellule tumorali è capace di

crescere in sospensione in terreno di coltura liquido: la

loro sopravvivenza non dipende più dal legame con le

integrine.

GIUNZIONI CELLULARI

Tre tipi di giunzioni intercellulari

Occludenti

Ø Ancoranti

Ø Comunicanti

Ø

GIUNZIONI OCCLUDENTI

Localizzate di solito apicalmente nel dominio laterale

Ø Circondano la cellula, separando lo spazio luminale dallo spazio

Ø intercellulare e dal tessuto connettivo.

Regione sottile dove le membrane plasmatiche delle cellule

Ø adiacenti vengono a contatto per sigillare lo spazio intercellulare,

formando una barriera di diffusione impermeabile fra le cellule.

Non un sigillo continuo ma piuttosto una seria di fusioni fra i

Ø foglietti esterni della membrana plasmatica che circonda la

cellula.

Le fusioni focali sono create quando proteine transmembrana di

Ø cellule adiacenti attraversano la membrana plasmatica e vengono

a contatto per sigillare lo spazio intercellulare.

Impediscono il passaggio di proteine per diffusione laterale fra le

Ø superficie apicali e laterali stabiliscono polarità delle cellule.

Invertebrati: giunzioni settate

GIUNZIONI ADERENTI

Zonula adherens

Sono particolarmente comuni negli epiteli, come nel rivestimento

Ø dell’intestino, dove appaiono come «cinture» che circondano

ogni cellula vicino alla superficie apicale, legandola alla cellula

vicina.

Le cellule sono tenute insieme da legami Ca -dipendenti che si

2+

Ø stabiliscono tra i domini extracellulari di molecole di adesione

della famiglia delle caderine, che fanno da ponte attraverso lo

spazio di 30 nm tra le cellule.

Il dominio citoplasmatico di queste caderine è legato, tramite

Ø catenine α e β a una varietà di proteine citoplasmatiche,

compresi i filamenti di actina del citoscheletro.

Desmosomi

Maculae aherens

Giunzioni adesive a forma di disco (diametro: cira 1 μm) presenti in diversi

Ø tessuti.

Sono particolarmente abbondante nei tessuti soggetti a stress meccanici (es.

Ø muscolo cardiaco, strati epiteliali della cute e della cervice uterina).

Come nelle giunzioni aderenti, contengono caderine che legano le due cellule

Ø attraverso un ristretto spazio extracellulare.

Le caderine dei desmosomi hanno domini con struttura diversa rispetto alle

Ø caderine classiche presenti nelle giunzioni aderenti:

Desmogleine

• Desmocolline

• Dense placche citoplasmatiche, sulla superficie interna delle membrane

Ø plasmatiche, servono da siti di ancoraggio pe i filamenti intermedi, ripiegati

ad ansa.

I domini citoplasmatici delle caderine dei desmosomi entrano in contatto,

Ø mediante altre proteine, con i filamenti intermedi.

Emidesmosomi

Collegano la membrana plasmatica basale alla lamina basale

Ø (struttura specializzata della matrice extracellulare).

Formano placche di collegamento sul versante citoplasmatico

Ø della membrana plasmatica.

Si trovano nelle zone dove l’abrasione e le forze meccaniche di

Ø taglio tenderebbero a separare l’epitelio dal tessuto

connettivo sottostante.

GIUNZIONI COMUNICANTI

Gap junctions

Le giunzioni comunicanti costituiscono un passaggio aperto attraverso il quale gli

Ø ioni e le piccolemolecole possono direttamente passare da una cellula all'altra.

All’altezza di queste giunzioni le membrane plasmatiche delle due cellule

Ø adiacenti sono separate da uno spazio molto regolare di 2-3 nm. (“gap”: indica

questa separazione regolare).

Gli ioni e le piccole molecole come gli aminoacidi e ATP possono passare

Ø direttamente da una cellula all’altra.

Le molecole di dimensioni superiori sono escluse.

Ø Le giunzioni comunicanti rappresentano l’UNICO modo tramite il quale i segnali

Ø possono passare direttamente da una cellula all’altra.

Apertura controllata: fosforilazione

proteine del canale, variazioni di pH,

concentrazione di Ca > 10 M

2+ -5

PLASMODESMI

Nel regno vegetale i plasmodesmi rappresentano organelli intercellulari speciali

che stabiliscono continuità tra il citoplasma e il sistema delle endomembrane

(reticolo endoplasmatico e involucro nucleare) fra cellule vicine.

I plasmodesmi si sviluppano nelle pareti cellulari di nuova formazione nelle cellule

in divisione, oppure possono essere inseriti attraverso pareti già esistenti.

Ogni plasmodesma esiste come canali discreti circondati da membrana, in cui la

regione centrale è occupata da un tipo di ER compresso

a: un plasmodesma in taglio longitudinale mediano. Lo

spazio fra la membrana plasmatica (PM) e il ER è

designato annulo citoplasmatico, ed è suddiviso in

microcanali singoli mediante legami incrociati tra

proteine inserite nel foglietto interno della PM e il

foglietto esterno dell’ER.

b: un plasmodesma in sezione trasversale. E’ attraverso

questi microcanali che i metaboliti ie ioni possono

diffondere fra cellule vicine. Questa forma unica di

continuità citoplasmatica è detta simplasma.

Adesione giunzioni

e

Un’ altra funzione della membrana è quella di adesione. Le giunzioni sono

tutte quelle strutture che permettono alle cellule di rimanere unite fra loro

all’interno di un tessuto, oppure di interagire fra loro oppure con la matrice

extracellulare. Sono presenti diversi tipi di adesione:

-Giunzioni occludenti

Giunzioni perimetrali, strettamente ravvicinate, che si trovano solitamente sul

dominio basolaterale

Di varie cellule, sopratutto quelle polarizzate; cellule che presentano delle

porzioni di membrana con una distribuzione di proteine e di glicoproteine di

altre sostanze diverse dall’altra. Classico esempio: cellule intestinali

Le giunzioni occludenti, essendo dei blocchi all’interno della membrana,

consentono il mantenimento della polarità, permettono a tutte le strutture

membranarie del dominio apicale di rimanere nel dominio apicale e a quelle

basali di rimanere nel dominio basale. Sono dette anche giunzioni a cerniera

perchè chiudono assieme le due membrane e non permettono il passaggio

di sostanze, quindi impermealizzano il tessuto.

Le molecole quindi che vorranno passare attraverso le tight junctions non

riusciranno a farlo e saranno costrette a passare tramite meccanismi

transitotici.

Più nello specifico:

Le due proteine principali sono le OCCLUDINE e le CLAUDINE che si

vanno a fronteggiare tra di loro, ognuna esposta da una membrana

diversa. Molto importanti sono anche le proteine GEM che formano un

unione fra le due membrane, tuttavia è importante che queste proteine

vadano a legarsi anche al citoscheletro delle due cellule in modo da tenerle

unite; questo è possibile grazie alle proteine ZOP che fanno da ponte.

-Giunzioni Aderenti

1.Desmosoma :

Giunzione presente sul dominio laterale e a differenza della occludente è

una giunzione localizzata (a bottone: presente solamente in un punto e non

in maniera perimetrale). Sulle due membrane che si fronteggiano, è

presente, sul versante laterale, una placca proteica, data dalla formazione

delle DESMOGLEINE che interagiscono fra di loro. La placca guarda sul

versante citoplasmatico e riceve come legame i filamenti intermedi, che

possono essere di vari tipi, ma solitamente nei desmosomi si tratta di

filamenti di cheratina. Nello spazio intracellulare ci sono le Caderine, che

sono presenti nella membrana ma sono anche Calcio sensibili: quando il

calcio aumenta riescono ad frontarsi meglio fra di loro.

2. Emidesmosoma: Come il desmosoma solamente che ne è presente la

metà.

Importante a livello degli epiteli per permettere l’ancoraggio con la

membrana basale.

3. Zonula aderente:

Giunzione perimetrale (avvolge tutta la cellula) simile al desmosoma;

sempre due membrane con Caderine e Ioni Ca, ma al posto delle

desmogleine c’è la Catenina chean ch’essa forma una placca che viene

attraversata da filamenti di actina e non da cheratina.

-Giunzioni comunicanti:

Permettono collegamento tra cellule, perchè di fatto sono dei canali formati

da piccole subunità chiamate CONNESSINE che in totale formano il

CONNESSONE, quindi il canale delimitato da connessine permette il

passaggio di molecole. Le giunzioni comincianti sono importanti per esempio

alle sinapsi elettriche oppure a livello del muscolo viscelare unitario.

Sono giunzioni localizzate, ma insieme formano una zona dove sono

maggiormente presenti.

Sono altamente selettive; Non permettono il passaggio di molecole troppo

grandi per il loro diametro, ma di molecole con diametro compatibile.

Sensibili a ioni Ca; se vi è un aumento degli ioni Calcio, le giunzioni

comunicanti si chiudono e non permettono il passaggio di sostanze.

-Adesioni Focali

Giunzioni che non avvengono fra cellule ma tra la cellula e la matrice

extracellulare. Estremamente importanti:

- Permettono alla cellula di direzionarsi all’interno della MEC perchè la

cellula di un connettivo che deve muoversi all’interno della MEC ha bisogno

di punti di ancoraggio in modo tale di poter progredire. Il fatto stesso che la

cellula aderisca alla MEC attiva una serie di meccanismi intracellulari che

servono a mantenerla in vita o a direzionarla.

Molte proteine coinvolte: Le integrine cellulari (dentro alla cellula), la Lamina

e la Fibronectina, queste due rappresentano il tipo di legame che la cellula

fa. Il

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