2.11 – La comunicazione intercellulare
Ultima modifica: 02/07/2023
Le cellule sono in connessione tra loro grazie alla presenza delle giunzioni cellulari formati da specifici complessi multi proteici.
Le giunzioni si distinguono in:
- Giunzioni aderenti (o ancoranti): Questa categoria comprende le giunzioni desmosomiali. I desmosomi sono costituiti da proteine di adesione chiamate desmogleine e desmocoline, che si trovano sulla superficie delle cellule adiacenti. Le molecole di desmogleine di una cellula si legano alle molecole di desmogleine della cellula adiacente, formando una struttura ad “adattatore”. Questa connessione proteica fornisce stabilità meccanica alle cellule, mantenendole unite tra loro o alla matrice extracellulare. I desmosomi sono particolarmente abbondanti nelle cellule dei tessuti soggetti a stress meccanico, come l’epidermide della pelle e il tessuto cardiaco.
Le proteine coinvolte , focus:- Desmosomi: I desmosomi sono giunzioni aderenti che si trovano comunemente in tessuti soggetti a forti tensioni meccaniche, come la pelle e il tessuto muscolare cardiaco. Le principali proteine coinvolte sono:
- Desmogleine e desmocoline: Sono proteine di adesione transmembrana che si trovano sulla superficie delle cellule adiacenti nei desmosomi. Interagiscono con le corrispondenti proteine sulla cellula opposta, stabilizzando l’adesione cellulare.
- Placoglobina (plakoglobin): Si lega alle desmogleine e desmocoline, contribuendo a stabilizzare l’interazione tra di esse.
- Desmoplaquina: Si associa alla placoglobina e connette i filamenti intermedi di cheratina al complesso del desmosoma, fornendo ancoraggio e resistenza meccanica.
- Adesioni focali: Le adesioni focali sono giunzioni aderenti che collegano le cellule all’ambiente extracellulare, consentendo la trasmissione di segnali biologici. Le proteine coinvolte includono:
- Integrine: Sono proteine di adesione transmembrana che si legano alle componenti della matrice extracellulare, come il collagene e la fibronectina. Le integrine si associano a proteine di ancoraggio intracellulari, come la talina e la vinculina.
- Talina: Si lega all’integrina e stabilizza l’ancoraggio delle adesioni focali al citoscheletro di actina, contribuendo alla resistenza meccanica delle cellule.
- Vinculina: Si associa alla talina e favorisce l’organizzazione dei filamenti di actina e il collegamento tra le adesioni focali e il citoscheletro, contribuendo alla trasmissione di segnali meccanici.
- Desmosomi: I desmosomi sono giunzioni aderenti che si trovano comunemente in tessuti soggetti a forti tensioni meccaniche, come la pelle e il tessuto muscolare cardiaco. Le principali proteine coinvolte sono:
- Giunzioni occludenti (o strette): Queste giunzioni sono responsabili della formazione di una barriera impermeabile tra le cellule, impedendo il passaggio di fluidi e molecole tra gli spazi extracellulari apicali e basolaterali. Le giunzioni occludenti sono costituite da proteine come le claudine e le occludine, che formano una stretta fascia circonferenziale intorno alle cellule adiacenti. Questa struttura sigilla lo spazio intercellulare, impedendo il movimento laterale delle molecole attraverso gli strati cellulari. Le giunzioni occludenti sono fondamentali per il mantenimento dell’integrità e della polarità dei tessuti, come l’epitelio intestinale e l’epitelio renale.
Le proteine coinvolte , focus:- Claudine: Sono proteine transmembrana che si trovano nelle giunzioni occludenti. Le claudine di una cellula si legano alle claudine delle cellule adiacenti, creando una stretta giunzione tra le membrane cellulari e impedendo il passaggio di molecole e fluidi.
- Occludine: È una proteina transmembrana che si associa alle claudine, contribuendo alla formazione della barriera ermetica tra le cellule.
- Giunzioni comunicanti (o serrate): Queste giunzioni, anche chiamate giunzioni gap, consentono il passaggio diretto di ioni, piccole molecole e segnali elettrici tra le cellule adiacenti. Le giunzioni comunicanti sono costituite da canali proteici chiamati connessoni, che si estendono attraverso le membrane cellulari di due cellule adiacenti, formando un canale continuo. I connessoni consentono il flusso di ioni e piccole molecole, facilitando la comunicazione diretta tra le cellule e la coordinazione delle attività cellulari. Queste giunzioni sono cruciali in tessuti come il tessuto muscolare cardiaco e il tessuto nervoso, dove la trasmissione rapida e coordinata dei segnali è essenziale per il funzionamento corretto dei tessuti.
Le proteine coinvolte, focus:- Connessoni: Sono proteine transmembrana che formano i canali di comunicazione tra le cellule adiacenti. I connessoni si assemblano a formare una struttura chiamata connexone, che consente il passaggio diretto di molecole e segnali ionici tra le cellule.
Esercizio 1
Quali proteine collegano le adesioni focali al citoscheletro di actina?
(A) Talina
(B) Anquirina
(C) Plectina
(D) Desmina
(E) Nessuna delle risposte precedenti
Correzione commentata
risposta corretta lettera A:
Le proteine che collegano le adesioni focali al citoscheletro di actina sono: La talina è una proteina che svolge un ruolo importante nella connessione tra le adesioni focali e il citoscheletro di actina. Agisce come un ponte strutturale, collegando le integrine presenti nella membrana cellulare alle filamentose di actina nel citoscheletro. Questa connessione è cruciale per la stabilità e la funzionalità delle adesioni focali, che sono coinvolte nell’adesione cellulare, nella migrazione e nella trasmissione delle forze meccaniche. La talina ha anche la capacità di legare altre proteine e regolare l’organizzazione del citoscheletro di actina.
– Vinculina (non presente tra le alternative)La vinculina è un’altra proteina coinvolta nel collegamento tra le adesioni focali e il citoscheletro di actina. Si lega sia alle integrine presenti nella membrana cellulare che alla actina, creando una connessione stabile tra i due componenti. La vinculina contribuisce alla formazione e al mantenimento delle adesioni focali, partecipando alla regolazione della dinamica del citoscheletro di actina e alla trasmissione delle forze meccaniche attraverso la cellula.
Le proteine plectina, desmina e anquirina sono coinvolte nella connessione tra il citoscheletro di actina e altre strutture cellulari, ma non sono direttamente coinvolte nel collegamento tra le adesioni focali e il citoscheletro di actina. La plectina è responsabile di collegare filamenti di actina a filamenti intermedi di diversi tipi, come quelli di cheratina. La desmina è una proteina che collega i filamenti intermedi di tipo III e forma reti di supporto strutturale nelle cellule muscolari. L’anquirina è coinvolta nella stabilizzazione e nell’organizzazione del citoscheletro di actina in specifici domini cellulari, come i siti di contatto tra membrane plasmatiche e scheletri di reticolociti.
Esercizio 2
Quali giunzioni cellulari impediscono il passaggio di fluidi e molecole tra le cellule?
(A) Giunzioni aderenti
(B) Giunzioni occludenti
(C) Giunzioni comunicanti
(D) Giunzioni ancoraggio
(E) Giunzioni sintetiche
Correzione commentata
risposta corretta lettera B: Le giunzioni occludenti, anche conosciute come giunzioni strette o tight junctions, sono le giunzioni cellulari che impediscono il passaggio di fluidi e molecole tra le cellule adiacenti. Queste giunzioni formano una barriera sigillata tra le membrane cellulari, impedendo il movimento laterale di molecole attraverso lo spazio intercellulare. Le giunzioni occludenti sono costituite da una serie di proteine transmembrana, come le claudine e le occludine, che si allineano tra le membrane delle cellule adiacenti, creando una stretta giunzione impermeabile.
Le altre opzioni sono:
a) Giunzioni aderenti: Queste giunzioni sono coinvolte nell’adesione tra cellule e nella connessione con il citoscheletro, ma non impediscono il passaggio di fluidi e molecole tra le cellule.
c) Giunzioni comunicanti: Conosciute anche come giunzioni gap, queste giunzioni permettono il passaggio di ioni e piccole molecole tra le cellule attraverso canali proteici chiamati connessioni. Quindi, non impediscono il passaggio di fluidi e molecole.
d) Giunzioni di ancoraggio: Questa terminologia non è comune per le giunzioni cellulari e non corrisponde a una specifica categoria di giunzioni che impediscono il passaggio di fluidi e molecole.
e) Giunzioni sinaptiche: Le giunzioni sinaptiche sono specializzate nelle connessioni tra le cellule nervose (neuroni) e consentono il trasferimento di segnali elettrici o chimici tra di esse, ma non impediscono il passaggio di fluidi e molecole tra le cellule.
Esercizio 3
Quali proteine formano i canali proteici nelle giunzioni comunicanti?
(A) Integrine
(B) Connessoni
(C) Claudine
(D) Occludine
(E) Desmogleine
Correzione commentata
risposta corretta lettera B: Le giunzioni comunicanti, anche note come giunzioni gap, sono le giunzioni cellulari che permettono il passaggio di ioni e piccole molecole tra le cellule adiacenti. I canali proteici che facilitano questa comunicazione sono chiamati connessoni. I connessoni sono costituiti da una famiglia di proteine che formano canali transmembrana specializzati chiamati giunzioni gap. Questi canali permettono il passaggio selettivo di ioni e piccole molecole tra le cellule, facilitando la comunicazione e lo scambio di segnali.
Le altre opzioni sono:
a) Integrine: Le integrine sono proteine transmembrana coinvolte nelle giunzioni aderenti, che mediano l’adesione tra la cellula e la matrice extracellulare, ma non formano canali proteici nelle giunzioni comunicanti.
c) Claudine: Le claudine sono proteine coinvolte nella formazione delle giunzioni occludenti, che impediscono il passaggio di fluidi e molecole tra le cellule. Non formano canali proteici nelle giunzioni comunicanti.
d) Occludine: Le occludine sono anche coinvolte nella formazione delle giunzioni occludenti, che impediscono il passaggio di fluidi e molecole tra le cellule. Non formano canali proteici nelle giunzioni comunicanti.
e) Desmogleine: Le desmogleine sono proteine coinvolte nella formazione dei desmosomi, che sono giunzioni di ancoraggio tra le cellule. Non formano canali proteici nelle giunzioni comunicanti.