lunes, 29 de noviembre de 2010
MATRIZ EXTRACELULAR DE ADIPOCITOS
ADIPOCITOS: MATRIZ EXTRACELULAR
Las principales funciones del tejido adiposo son el almacenamiento de energía, regulación endócrina y parácrina del metabolismo energético, aislamiento térmico del cuerpo y protección de los órganos a un daño mecánico. Se clasifica como un tipo de tejido conectivo laxo, cuya característica ésta dada principalmente por el colágeno, que forma parte considerable de la masa no celular de éste tejido. Cada adipocito está rodeado por un densa matriz extracelular (MEC) denominada lamina basal que contiene al colágeno VI como principal componente.
La composición molecular de la MEC de los adipocitos es muy parecida a la de otros tipos celulares, pero la diferencia radica en la cantidad presente de ésos componentes. La MEC de lo adipocitos está constituida principalmente por proteoglucanos y proteínas fibrosas. Mediante técnicas inmunológicas con proteínas marcadas y por medio de proteómica, se han identificado 20 subunidades en 12 diferentes tipos de colágeno en células de roedores. De los 12 tipos identificados, el colágeno VI es el componente característico de la MEC de los adipocitos. Éste interactúa con el colágeno IV, que es el componente principal de la lamina basal, lo que sugiere que ésta interacción permite el anclaje de las células a la lámina. Además de interactuar con el colágeno IV, el colágeno VI interactúa con otras proteínas de la matriz como los proteoglucanos y la fibronectina.
El desarrollo de preadipocitos hacia adipocitos maduros almacenadores de grasa, debe ir acompañado de cambios específicos en la composición de la MEC. Los adipocitos maduros deben tener un balance entre los procesos de la construcción y degradación de los componentes de la MEC; mientras que durante la diferenciación de preadipocitos hacia adipocitos maduros, éste balance se desplaza hacia la construcción de dichos componentes.
Las enzimas que participan en la construcción de los componentes de la MEC de adipocitos se dividen en 2 clases: las enzimas intracelulares implicadas en el procesamiento de proteínas precursoras de la MEC y los inhibidores extracelulares de las enzimas degradadoras. Las enzimas de degradación pertenecen a cualquiera de éstos dos sistemas: el sistema fibrinolítico y las metaloproteínas de la matriz (MMPs).
La maduración intracelular de las proteínas que integran la MEC sintetizadas de novo se lleva acabo en el RE, donde sufren modificaciones bioquímicas.
Una de las principales funciones del tejido adiposo es el almacenamiento temporal de grasas y triglicéridos. En el caso de un balance energético positivo, los preadipocitos se desarrollan en adipocitos. Éste proceso, como mencionamos anteriormente, está dado bajo los cambios que sufre su MEC. La adipogénesis puede llevarse a cabo en dos fases: en la primera, las células con comprometidas a almacenar triglicéridos, y la segunda, está más relacionada más al enorme crecimiento en la cantidad de triglicéridos acompañada por un crecimiento celular.
Los adipocitos tienen además, una función endocrina ya que secrata varios factores que tienen un rol importante en el metabolismo energético. Alguno de ello así como la función o funciones que desempeñan en el organismo se resumen en la tabla siguiente:
La insulina es un potente estimulador in vitro de la diferenciación y almacenamiento de triglicéridos en adipocitos. Éstas células expresan ciertas hormonas así como sus receptores, tales como la leptina, angiotensina II y estrógenos, por lo que se piensa que la dinámica de síntesis y degradación de su MEC está bajo la regulación de éstas hormonas vía acción autocrina y paracrina (Yu-Feng y Chen 2007).
Figura 2. Visualización del preadipocito (a) y adipocito (b) por marcaje inmunohistoquímico del proteoglicano sulfato de heparina (en verde). El núcleo marcado con yoduro de propidio (en rojo). Las gotas de grasa son visibles como vesículas oscuras en el citosol. Fuente: Mariman y col. 2009
Mariman E, Wang P. 2010. Adipocyte extracellular matrix composition, dynamics. Cellular and Molecular Life Sciences. 67:1277–1292.
Yu-Feng Z, Chen C. 2007. Regulation of pancreatic β-cell function by adipocytes. Acta Physiologica Sinica. 59 (3): 247-252
ACTIVE MEMBRANE TRANSPORT AND RECEPTOR PROTEINS FROM BACTERIA
La captación de nutrientes (y la secreción de residuos) en bacterias, depende de la presencia de proteínas de transporte, cuyas actividades son normalmente acopladas a la energía metabólica para impulsar el transporte en contra de un gradiente electroquímico del soluto. La intención del artículo, fue el observar la homología entre las proteínas transportadoras ubicadas en la membrana de H. pylori, E. coli, Enterococcus faecalis, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Microbacterium liquefaciens, Brucella abortus, Brucella melitensis, Campylobacter jejuni, Neisseria meningitides, Streptomyces coelicolor y Rhodobacter sphaeroides.
FLIPASAS FOSFOLIPIDICAS
David L. Daleke
La distribución de los lípidos en la membrana no está dada de manera azarosa. En el caso de las células eucariotas, la superficie citoplasmática está formada de fosfolípidos aniónicos y fundamentalmente de fosfolípidos que contienen aminas como fosfoinosítidos (PIPn), ácido fosfatídico, fosfatidiletanolamina (PE), y fosfatidilserina (PS). La hojuela extracitoplasmática y la superficie luminal de los organelos está enriquecida por fosfolípidos que contienen colina (fisfatidilcolina (PC), esfingomielina y glucoesfingolípidos. En células procariotas, la hojuela de la membrana plasmática está enriquecida de PE, el fosfatidilglicerol (PG) se localiza predominantemente en la hojuela externa, y la cardioliptina (CL) tiene una distribución transbicapa simétrica.
Los transportadores que mueven los lípidos hacia la cara citoplásmática de la membrana se conocen de manera general como flipasas. Algunas flipasas son dependientes de ATP y transportan lípidos de una cara de la membrana citoplasmática a otra y algunas otras transportan lípidos en ambas direcciones. Otras flipasas denominadas como flipasas de membranas biogénicas, no necesitan del ATP para transportar lípidos. Un ejemplo de transportadores dependientes de ATP son los que pertenecen a la clase ABC. Los transportadores ABC transportan de manera específica distintos tipos de lípidos y están asociados con varias funciones fisiológicas tanto en eucariontes como en procariotas. Los P4-ATPasas son transportadores que dependen del ATP para ejercer su función y su deficiencia está asociada con el ensamble de los ribosomas en levaduras, con la estructura de la membrana, en el tráfico vesicular, y el transporte anfipático, así como en patologías como el síndrome de Angelman, que se caracteriza por anormalidades neurológicas, incluyendo retraso mental, ataxia, epilepsia y autismo.
Daleke D. 2006. Phospholipid Flippases. Journal of Biology Chemistry. 282: 821-825
martes, 23 de noviembre de 2010
Protein Kinase C α/β Inhibitor Go6976 Promotes Formation of Cell Junctions and Inhibits Invasion of Urinary Bladder Carcinoma Cells
La familia de las proteínas cinasas C (PKC) consisten en cinasas serina-treonina que actúan mediante la fosforilación de sus sustratos proteicos específicos. Se clasifican en tres grupos principales: clásico (α, β y γ), original (δ, ε, η y θ) y atípico (μ, ja y ξ). La activación del primer grupo depende de calcio y fosfolípidos, el segundo grupo es activado solo por fosfolípidos y el último es independiente tanto del calcio como de fosfolípidos. Están implicadas en procesos celulares como la expresión génica, proliferación, uniones celulares, apoptosis y migración celular.
La mayoría de los promotores de tumores son activadores de PKC. La PKCα, aumenta la proliferación celular, la migración e inhibe la apoptosis. A diferencia de la PKC anterior, el PKCγ tiene efectos opuestos, ya que promueve la apoptosis.
Las estructuras de anclaje más importantes en células epiteliales son las uniones adherentes y los demosomas. Las primeras están compuestas de proteínas caderinas; y α-catenina, una proteína unidora entre la β-catenina y el citoesqueleto de actina. Los desmosomas están formadas por cadeninas transmembrana desmosomales (desmocolinas y desmogleinas), y desmoplaquina formando una unión entre partes citoplasmáticas de cadeninas desmosomales y filamentos intermedios.
La pérdida de las uniones celulares es un evento importante en la progresión del cáncer y está relacionada con el aumento de la agresividad del tumor. La pérdida de E-caderina promueve la agresividad de los tumores, y las uniones adherehtes se reconocen como supresores del tumor.
Estudios anteriores han demostrado que las PKC α, β y γ, son las isoenzimas predominantes en el epitelio normal de la vejiga, y el estudio presente investiga el efecto de la inhibición de PKC en las uniones celulares y en la invasión de cultivos TCC. De acuerdo a los resultados se cree que PKC juega un rol central en la formación de uniones celulares, invasión y por lo tanto, surge como un puto clave en la quimioterapia de carcinomas en un futuro.
Referencia
Koivunen J, Aaltonen V, Koskela S, Lehenkari P, Laato M, Peltonen J. 2004. Protein Kinase C α/β Inhibitor Go6976 Promotes Formation of Cell Junctions and Inhibits Invasion of Urinary Bladder Carcinoma Cells. Cancer Research. 64: 5693-5701.
domingo, 21 de noviembre de 2010
2. UNIONES CELULARES Y MATRIZ EXTRACELULAR
Zonas especializadas de la membrana plasmática contienen proteínas y glucolípidos que forman contactos y uniones específicos entre las células para fortalecer los tejidos y permitir el intercambio intracelular de metabolitos. Alrededor de la mayoría de las células animales hay una mezcla de proteínas fibrosas y polisacáridos denominados, en conjunto, matriz extracelular. Las proteínas de la membrana plasmática anclan las células a muchos de los componentes de la matriz, lo cual aumenta la fuerza y la rigidez de muchos tejidos (Lodish, 2002). Además de las proteínas fibrosas estructurales y polisacáridos, la matriz extracelular contiene proteínas de adhesión que unen componentes de la matriz entre sí, así como con otras células (Cooper, 2006).
Figura 1. Ejemplos de matriz extracelular. Pequeñas láminillas de células epiteliales agregadas en una pequeña capa de matriz extracelular denominada lamina basal. Por debajo de la lámina basal está un tejido conectivo laxo, que consiste de una amplia matriz extracelular secretada por fibroblastos. Fuente: Cooper, 2006.
El colágeno es la principal proteína fibrosa insoluble de la matriz extracelular y el tejido conectivo. El 80% o 90% dl colágeno del organismo se compone de los tipos I, II y III. La biosíntesis y el ensamble del colágeno siguen la vía normal de las proteínas de secreción. Las cadenas de colágeno se sintetizan como precursores más largos denominados procolágeno; la cadena peptídica en crecimiento es transportada por traducción conjunta a la luz del retículo endoplásmico rugoso donde sufrirá diversas modificaciones (Lodish, 2002).
Los proteoglucanos se encuentran en todos los tejidos conectivos y las matrices extracelulares. Ésta estructura hidratada y turgente es responsable, en gran parte, del volumen de la matriz extracelular y también permite la difusión de pequeñas moléculas entre las células y los tejidos (Lodish, 2002).
Diversas proteínas integrales de membrana, denominadas en conjunto moléculas de adhesión celular (CAM), facilitan la adhesión entre sí de muchas células animales, que permiten una posterior separación de poblaciones celulares para formar tejidos diferenciados (Cooper, 2006).
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 pueden clasificarse en tres grupos funcionales: 1). Uniones de oclusión, que implican un sellado entre las células epiteliales, el cual impide el trasiego, incluso de pequeñas moléculas, entre las dos superficies del epitelio; 2). Uniones de anclaje, las cuales unen, mecánicamente, las células (y sus citoesqueletos) a sus vecinas o a la matriz extracelular; y 3). Uniones de comunicación que, mediante el paso de las señales químicas o eléctricas entre las células adyacentes, permiten su interacción. Los desmosomas son contactos intracelulares puntiformes que mantienen unidas las células. 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 el citoplasma proporcionando una cierta rigidez. Mediante éstas uniones los filamentos intermedios de las células adyacentes están directamente conectados formando un red continua que se extiende a todo el tejido (Alberts, 2004).
Figura 2. Esquema general de los tipos de moléculas que fijan las células entre sí y con la matriz extracelular. Fuente: Lodish 2002.
Referencias
Alberts B; Johnson A; Lewis J; Raff M; Roberts K y Walter P. Biología Molecular de la Célula. 2004. Cuarta Edición. Ediciones Omega. Barcelona.
Cooper G M and Hausman R. E. The Cell a Molecular Approach. Washington DC. Edit American Society for Microbiology. 2006. Fourth Edition in 2006.
Lodish H, Berk A, Zipursky L. S, Matsudaira P, Baltimore D y Darnell J. Biología Celular y Molecular. 2002. 4ª Edición. Editorial Médica Panamericana. New York.
1. GENERALIDADES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
Al Al igual que todas las membranas celulares, la membrana plasmática (MP) está constituida tanto por lípidos como de proteínas. La estructura fundamental de la membrana es la capa fosfolipídica que forma una barrera estable entre los compartimentos acuosos. En el caso de la membrana plasmática, estos compartimentos son el interior y el exterior de la célula (Cooper, 2006)
Los fosfolípidos son moléculas que poseen tanto partes grasas (hidrófobas) como partes acuosas (hidrofílicas). Éstas moléculas anfipaticas se orientan en forma espontánea para establecer una capa doble o bicapa, con un interior graso y la superficie externa unida al agua circundante por medio de los grupos cargados. La membrana adquiere rigidez debido a la presencia del colesterol. En los vegetales la membrana plasmática está rodeada por una pared celular rígida. Las membranas externas de las células poseen proteínas denominadas receptores, que fijan las moléculas de señal circulantes. La captación de una molécula señal por parte de un receptor produce la organización transitoria de tipos particulares de proteínas intracelulares, llamadas proteínas transductoras de señales, en un complejo activado en la cara interna de la membrana celular externa (Lodish, 2002).
Figura 1. El interior acuoso de las células está rodeado por la membrana plasmática; una doble capa de fosfolípidos. Moléculas de colesterol proporcionan cierta rigidez a la membrana lipídica. Las moléculas de fosfolípidos se orientan con sus colas de cadenas de ácidos grasos hacia el interior y sus cabezas de grupos hidrofílicos (esferas rojas) hacia el exterior. Todas las membranas biológicas poseen la misma estructura básica de bicapa lipídica. Fuente: Lodish 2002.
Las membranas plasmáticas de las células animales están constituidas principalmente por cuatro fosfolípidos (fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y esfingomielina), que en conjunto representan más de la mitad de los lípidos en la mayoría de las membranas. Los fosfolípidos están distribuidos asimétricamente entre las dos mitades de la bicapa de la membrana. La membrana externa de la membrana plasmática consiste principalmente de esfingolípidos y fosfatidilcolina, mientras que la fosfatidiletanolamina y fosfatidilserina son los fosfolípidos predominantes de la membrana interna (Cooper, 2006). Además de los fosfolípidos, la membrana plasmática de las células animales contiene glucolípidos y colesterol. Los glucolípidos se encuentran exclusivamente en la hojuela externa de la MP con sus porciones carbohidratos expuestas en la superficie celular (Lodish, 2002).
Singer y Nicholson lograron distinguir dos clases de proteínas asociadas a membrana, a las que llamaron periféricas y proteínas integrales de membrana. Las proteínas periféricas están indirectamente asociadas con las membranas a través de interacciones proteína-proteína, que implican frecuentemente uniones iónicas. Muchas proteínas integrales son proteínas transmembrana que atraviesan la bicapa lipídica con porciones expuestas en ambos lados de la membrana (Cooper, 2006).
Figura 2. Modelo de mosaico fluido de la membrana plasmática. Las proteínas integrales de membrana se insertan en la bicapa lipídica; mientras que las proteína periféricas se unen a la membrana indirectamente por interacciones proteína-proteína. Las porciones extracelulares son frecuentemente glucosilados. Fuente: Cooper, 2006.
La membrana plasmática contiene proteínas transportadoras específicas que permiten el pasaje de determinadas moléculas pequeñas, pero no de otras. Varias de estas proteínas utilizan la energía liberada por la hidrólisis de ATP para bombear iones y otras moléculas hacia el interior o el exterior de la célula contra los gradientes de concentración. Pequeñas moléculas cargadas, como ATP y aminoácidos, pueden difundirse con libertad dentro del citosol, pero su ingreso y egreso de la membrana plasmática están restringidos (Lodish, 2002).
Las proteínas de membrana y los fosfolípidos son incapaces de moverse hacia adelante y hacia atrás entre las hojuelas interna y externa de la membrana plasmática a un ritmo apreciable. Sin embargo, debido a que se insertan en la capa lipídica, tanto proteínas como lípidos son capaces de difundir lateralmente a través de la membrana (Cooper, 2006). En algunos casos, la movilidad de las proteínas de membrana está restringida a su asociación con el citoesqueleto, y algunos otros, por sus asociaciones con otras proteínas de membrana, con proteínas de la superficie de células adyacentes, o con la matriz extracelular (Lodish, 2002).
Todas las proteínas de canal y muchas proteínas de transporte tan solo permiten que los solutos atraviesen la membrana de forma pasiva (“cuesta abajo”) – un proceso llamado transporte pasivo (o difusión facilitada). Si la molécula transportada carece de carga, la dirección del transporte pasivo viene determinada tan sólo por la diferencia de concentración a los dos lados de la membrana (su gradiente concentración). Si el soluto tiene una carga neta, su transporte se ve influido tanto por su gradiente de concentración como por su gradiente eléctrico a través de la membrana (el potencial de membrana). Las células también necesitan proteínas de transporte que bombeen activamente ciertos solutos a través de la membrana en contra de su gradiente electroquímico (“cuesta arriba”); éste proceso, conocido como transporte activo, está siempre mediado por proteínas transportadoras (Alberts, 2004).
Figura3. Visión esquemética de dos clases de proteínas de transporte a través de la membrana. Fuente: Alberts, 2004.
Referencias
Alberts B; Johnson A; Lewis J; Raff M; Roberts K y Walter P. Biología Molecular de la Célula. 2004. Cuarta Edición. Ediciones Omega. Barcelona.
Cooper G M and Hausman R. E. The Cell a Molecular Approach. Washington DC. Edit American Society for Microbiology. 2006. Fourth Edition in 2006.
Lodish H, Berk A, Zipursky L. S, Matsudaira P, Baltimore D y Darnell J. Biología Celular y Molecular. 2002. 4ª Edición. Editorial Médica Panamericana. New York.
viernes, 19 de noviembre de 2010
MAESTRIA EN BIOLOGÍA EXPERIMENTAL
Dra. Norma Edith López Díaz-Guerrero
BIOLOGÍA CELULAR
HACER BLOG EN BLOGGER, CON EL TEMARIO DESARROLLADO, LOS RESÚMENES DE LOS ARTÍCULOS Y EL MODELO DE SU PROYECTO.
TEMARIO
MIERCOLES 17
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
VIERNES 19
ARTICULOS (2: uno de membrana plasmática y otro de transporte de membranas)
2. Uniones Celulares y Matriz Extracelular
a. Uniones Celulares
i. Desmosomas
ii. Uniones estrechas
iii. Uniones Comunicantes
MIÉRCOLES 24
ARTICULOS (2: uno de uniones celulares y otro de matriz extracelular)
b. Matriz extracelular
i. Matriz extracelular de tejidos animales
ii. Biosíntesis de colágena
iii. Glucosaminglicanos y proteoglicanos
iv. Otras proteínas estructurales de matriz extracelular
VIERNES 26
Exposición de 5-10 minutos, ya sea de membrana celular, uniones celulares yy/o matriz extracelular del modelo celular de su proyecto.
Llegar a las 9:00 para cargar las presentaciones.
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