Matricea extracelulară și peretele celular

Matricea extracelulară și peretele celular. Colagen, integrine, fibronectină, celuloză și pectină.

Introducere

Ne-am petrecut o grămadă de timp uitându-ne la ce este înăuntrul unei celule. Dar ce este, oare, pe dinafară? Depinde foarte mult de celula pe care o privești.

Plantele și ciupercile au un perete celular dur, pentru protecție și suport, în timp ce celulele animale pot secreta materiale în mediul lor înconjurător, formând o rețea de macromolecule numită matrice extracelulară. Aici, vom analiza mai în detaliu aceste structuri externe și rolurile pe care le joacă în diferite tipuri de celule.

Matricea extracelulară a celulelor animale

Majoritatea celulelor animale eliberează substanțe în spațiul extracelular, creând o rețea complexă de proteine și carbohidrați numită matricea extracelulară (MEC). O componentă majoră a matricei extracelulare este proteina colagen. Proteinele de colagen sunt asociate cu glucide și, odată eliberate din celulă, se asamblează în fibre lungi, numite fibre de colagen

^{1}

Colagenul joacă un rol esențial în asigurarea rezistenței și integrității structurale a țesuturilor. Afecțiunile genetice umane care afectează colagenul, cum ar fi sindromul Ehlers-Danlos, au ca rezultat țesuturi fragile care se întind și se rup prea ușor

^{2}

În matricea extracelulară, fibrele de colagen sunt interconectate cu proteoglicani, care conțin glucide, și se pot atașa într-o coloană lungă de polizaharide, așa cum este prezentat în imaginea de mai jos. Matricea extracelulară conține, de asemenea, multe alte tipuri de proteine și carbohidrați.

Proteoglicanii sunt o clasă specială de glicoproteine, cu anumite caracteristici distinctive. Pe de o parte, sunt puternic glicozilate, ceea ce înseamnă că au o mulțime de carbohidrați în raport cu conținutul lor de proteine. În plus, lanțurile de carbohidrați ale proteoglicanilor conțin tipuri specifice de zaharuri cu modificări cu sulfat, legate împreună pentru a forma lanțuri liniare

^{1}

Poți consulta sursa menționată mai sus (vezi secțiunea de referințe și atribuții de la sfârșitul articolului) pentru mai multe detalii despre biochimia și structura proteoglicanilor.

Matricea extracelulară este conectată direct la celulele din jur. Unii dintre conectorii cheie sunt proteinele numite integrine, care sunt încorporate în membrana plasmatică. Proteine din matricea extracelulară, precum moleculele de fibronectină reprezentate cu verde în diagrama de mai sus, pot acționa ca punți între integrine și alte proteine din matricea extracelulară, cum ar fi colagenul. Pe partea interioară a membranei, integrinele sunt legate de citoschelet.

Integrinele ancorează celula la matricea extracelulară. În plus, o ajută să recepționeze stimuli din mediul extern. Ele pot detecta semnale chimice și mecanice din matricea extracelulară și pot declanșa căi de semnalizare ca răspuns

^{4, 5}

Cheagurile de sânge reprezintă un alt exemplu de comunicare între celule și matricea extracelulară. Când celulele care căptușesc un vas de sânge sunt deteriorate, acestea expun un receptor proteic numit factor tisular. Atunci când factorul tisular se leagă de o moleculă prezentă în matricea extracelulară, acesta declanșează o serie de răspunsuri care reduc pierderile de sânge. De exemplu, acesta determină adeziunea trombocitelor la peretele vasului sanguin deteriorat și le stimulează să producă factori de coagulare.

Peretele celular

Deși plantele nu produc colagen, au propriul lor tip de structură extracelulară suportivă: peretele celular. Peretele celular este un înveliș rigid care înconjoară celula, protejând-o și oferindu-i suport și formă. Ai observat vreodată că atunci când muști dintr-o legumă crudă, cum ar fi țelina, se aude un ronțăit? O mare parte din acest sunet este dată de rigiditatea pereților celulari ai țelinei.

Fungii au și ei pereți celulari, ca și unele protiste (un grup format în majoritate din eucariote unicelulare) și cele mai multe procariote — deși nu recomand să muști în niciuna dintre acestea pentru a vedea dacă se aude ronțăitul!

La fel ca matricea extracelulară a animalelor, peretele celulelor vegetale este alcătuit din molecule produse de celulă. Molecula organică majoră a peretelui celular la plantelor este celuloza, un polizaharid compus din unități de glucoză. Celuloza se asamblează în fibre numite microfibre, așa cum este prezentat în diagrama de mai jos.

Majoritatea pereților celulari ai plantelor conțin o varietate de polizaharide și proteine. Pe lângă celuloză, alte polizaharide care se găsesc în mod obișnuit în peretele celulelor vegetale includ hemiceluloză și pectină, prezentate în diagrama de mai sus. Lamela din mijloc, afișată în partea de sus a diagramei, este un strat lipicios care ajută la menținerea pereților celulari ai celulelor vegetale adiacente

^{6, 7}

Surse:

Acest articol este un derivat modificat din următoarele articole:

„Connections between cells and cellular activities”, de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Descarcă articolul original gratuit de la http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85:21/Biology.
„Eukaryotic cells”, de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Descarcă articolul original gratuit de la http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85:18/Eukaryotic-Cells.

Articolul modificat este licențiat sub o licență CC-BY-NC-SA 4.0.

Lucrări citate:

Cooper, G.M. (2000). Cell walls and the extracellular matrix. În The cell: a molecular approach (ed. 2). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9874/.
Ehler-Danlos syndrome. (2015). În Genetics home reference. https://ghr.nlm.nih.gov/condition/ehlers-danlos-syndrome.
Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D. și Darnell, J. (2000). Noncollagen components of the extracellular matrix. În Molecular cell biology (ed. 4, secțiunea 22.4). New York, NY: W. H. Freeman. Preluat de la http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21706/.
Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. și Jackson, R. B. (2011). A tour of the cell. În Campbell biology (ed. 10, p. 119). San Francisco, CA: Pearson.
Integrin-mediated signalling pathway. (20 octombrie 2014). Preluat pe 11 august 2015 de pe MBInfo: http://www.mechanobio.info/modules/go-0007229.
Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. și Jackson, R. B. (2011). A tour of the cell. În Campbell biology (ed. 10, p. 118). San Francisco, CA: Pearson.
Middle lamella. (17 decembrie 2015). Preluat pe 20 iulie 2016 de pe Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Middle_lamella.

Referințe suplimentare:

Collagen. (10 iulie 2016). Preluat pe 20 iulie 2016 de pe Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Collagen.

Cooper, G.M. (2000). Cell walls and the extracellular matrix. În The cell: a molecular approach (ed. 2). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Preluat de la http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9874/.

Extracellular matrix. (4 august 2015). Preluat pe 11 august 2015 de pe Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Extracellular_matrix.

Integrin-mediated signalling pathway. (20 octombrie 2014). Preluat pe 11 august 2015 de pe MBInfo: http://www.mechanobio.info/modules/go-0007229.

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D. și Darnell, J. (2000). Noncollagen components of the extracellular matrix. În Molecular cell biology (ed. 4, secțiunea 22.4). New York, NY: W. H. Freeman. Preluat de la http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21706/.

McDowall, Jennifer. (fără dată) Tissue factor. În InterPro protein of the month. Accesat pe 20 iulie 2016. Preluat de la https://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2006_3/Page1.htm.

Middle lamella. (17 decembrie 2015). Preluat pe 20 iulie 2016 de pe Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Middle_lamella.

Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B. și Singer, S. R. (2014). Cell structure. În Biology (ed. 10, ed. AP, p. 59-87). New York, NY: McGraw-Hill.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. și Jackson, R. B. (2011). A tour of the cell. În Campbell biology (ed. 10, p. 92-123). San Francisco, CA: Pearson.

Vrei să te alături conversației?

Conectare

Ordonare după:

Nici o postare încă.

Înțelegi engleza? Dă clic aici pentru a vedea mai multe discuții care au loc pe site-ul în limba engleză al Khan Academy.