Complemento de Seminario 3 Integración de células en tejidos - Gabriel Scicolone

¿Cómo se integran las células en los tejidos?

Introducción a la clase

• La clase comienza con una presentación de Sofía y Lautaro, enfocándose en la síntesis conceptual sobre la integración de células en tejidos.

• Se revisa el contenido de los bloques anteriores: el primer bloque trató sobre el comando celular y técnicas de biología molecular; el segundo bloque abordó funciones del citoplasma y bioenergética.

Estructura y función celular

• En los primeros bloques, se consideró a la célula sin su relación con otras células en organismos pluricelulares.

• El tercer bloque se centra en cómo funciona una célula dentro de un organismo pluricelular, integrando estructura y función celular.

Objetivos del bloque actual

• Los objetivos incluyen describir cómo se organizan las poblaciones celulares en tejidos y explicar la organización de la matriz extracelular.

• Se busca identificar moléculas de adhesión que participan en interacciones célula-célula y célula-matriz extracelular.

Organización celular

• Las células en organismos pluricelulares forman estructuras cooperativas que constituyen tejidos, un nivel superior al celular.

• Los tejidos se organizan para formar órganos, que a su vez forman sistemas dentro del organismo.

Tipos de tejidos

• Se discuten dos tipos principales de organización: epiteliales y no epiteliales.

• Se mencionan cuatro tipos básicos de tejido: epitelial, conectivo, muscular y nervioso.

Comparación entre tejidos

• En esta clase se enfatiza la comparación entre la organización estructural del tejido epitelial (predominio celular) y el tejido conectivo (abundante matriz extracelular).

• Las relaciones intercelulares son más predominantes en los epitelios, mientras que los conectivos tienen mayor cantidad de matriz extracelular.

Importancia del tema

• Este repaso es fundamental para comprender temas relacionados con histología y embriología, especialmente las interacciones celulares tipo epitelio-mesenquimático.

• La comprensión del papel de las interacciones celulares es crucial para entender el funcionamiento general del organismo.

Estabilidad de los Tejidos y su Renovación

Conceptos Clave sobre la Estructura de los Tejidos

• En los tejidos, hay un proceso constante de renovación celular donde las células mueren y proliferan, pero esta reposición no altera la organización general del tejido. La estabilidad estructural y funcional se mantiene a pesar de la renovación.

• Para que existan organismos multicelulares, es esencial que las células secreten matriz extracelular, lo cual es fundamental para la cohesión y función del tejido.

• Se establece una relación entre las células y la matriz extracelular, formando dos componentes esenciales en los tejidos: las células mismas y su entorno extracelular.

Factores que Mantienen la Estabilidad de los Tejidos

• La estabilidad estructural se debe a varios factores:

• Comunicación Celular: Coordina funciones celulares y ayuda a mantener la estabilidad.

• Adhesión Diferencial o Selectiva: Facilita interacciones estables entre células y entre estas con la matriz extracelular.

• Otros aspectos importantes incluyen:

• Síntesis e Interacción de Matrices Extracelulares: Contribuyen al mantenimiento del tejido.

• Memoria Celular: Las células conservan patrones genéticos que aseguran características específicas del tejido.

• Nichos Celulares: Microambientes donde residen principalmente las células madre.

Moléculas de Adhesión Celular

• Se profundiza en dos factores clave para el mantenimiento de tejidos: comunicación celular y adhesión diferencial. Estas interacciones son mediadas por moléculas llamadas moléculas de adhesión.

• Las moléculas de adhesión permiten mantener conexiones mecánicas entre células. Existen diferentes tipos:

• Homófilas: Dos células expresan el mismo tipo de molécula.

• Heterofílicas: Glicoproteínas se unen a diferentes tipos en otras células.

Grupos Principales de Moléculas de Adhesión

• Los cuatro grupos principales son proteínas o glicoproteínas transmembrana. Su función principal es facilitar la adherencia celular mediante mecanismos mecánicos.

• Además, muchas moléculas participan en procesos adicionales como señalización celular, convirtiendo señales externas en respuestas internas que afectan el citoesqueleto y metabolismo celular.

Caderinas

• El primer grupo son las caderinas, que forman dímeros homodiméricos en membranas celulares. Su unión depende del calcio extracelular, proporcionando una adhesión estable entre células vecinas.

Moléculas CAM (Cell Adhesion Molecules)

• El segundo grupo son las moléculas CAM (moléculas de adhesión celular), pertenecientes a la superfamilia inmunoglobulina. Estas también median interacciones mecánicas pero son menos duraderas comparadas con las caderinas y no dependen del calcio para su funcionamiento.

Interacciones Celulares y Moléculas de Adhesión

Familias de Moléculas de Adhesión

• Existen grupos de moléculas de adhesión que participan en interacciones heterófilas, como las integrinas, que son heterodímeros compuestos por una cadena alfa y otra beta.

• Las integrinas se relacionan con componentes de la matriz extracelular, como la fibronectina, permitiendo la adhesión celular a esta matriz.

• Las selectinas son glicoproteínas que median procesos de adhesión intercelular mediante uniones heterófilas y transitorias; su estabilidad es menor comparada con las caderinas.

Tipos de Uniones Celulares

• Se identifican tres familias principales involucradas en interacciones célula-célula y célula-matriz extracelular: dos con relaciones homofílicas y dos con relaciones heterofílicas.

• Las integrinas pueden formar uniones heterofílicas con moléculas CAM (Cell Adhesion Molecules), facilitando la adherencia entre diferentes tipos celulares.

Funciones y Estructura de las Uniones

• Estas moléculas participan en uniones mecánicas entre células epiteliales o en sinapsis neuronales, formando lo que se conoce como uniones ancladas.

• Las uniones ancladas permiten el anclaje del citoesqueleto celular a otras células o a la matriz extracelular, siendo cruciales para la estructura del tejido epitelial.

Clasificación de Uniones Ancladas

• Se observan al microscopio electrónico; estas incluyen uniones adherentes (que conectan filamentos de actina entre sí) y desmosomas (que conectan filamentos intermedios).

• Dependiendo del tipo de citoesqueleto involucrado, las uniones pueden ser clasificadas como adherentes o desmosomas si son intercelulares; si son con la matriz extracelular se denominan contactos focales o hemidesmosomas.

Uniones Oclusivas

• Otro grupo importante son las uniones oclusivas o herméticas, que impiden el paso de componentes extracelulares entre dominios celulares.

• Estas forman cinturones alrededor de las células para limitar el intercambio entre compartimientos, asegurando así la funcionalidad adecuada del tejido.

Uniones Celulares y Comunicación

Tipos de Uniones Celulares

• Las uniones que permiten la comunicación entre células se denominan uniones Gap o Nexus, especialmente en animales. Estas uniones facilitan el paso de pequeñas moléculas y coordinan el funcionamiento celular.

• Existen también uniones de señalización, donde la función principal es la comunicación. Ejemplos incluyen las sinapsis químicas en el sistema nervioso y las sinapsis inmunológicas entre linfocitos.

• Se mencionan otros tipos de uniones que involucran receptores y ligandos transmembrana, como las moléculas Delta e Eph, que son cruciales para el anclaje intercelular y la señalización.

Estructura de las Uniones Celulares

• La estabilidad funcional y estructural de los tejidos depende de fenómenos como la comunicación celular y la adhesión selectiva. Un ejemplo es el epitelio cilíndrico simple del intestino delgado.

• En este epitelio, se observan diferentes tipos de uniones a lo largo de la membrana basolateral:

• Cinturones formados por uniones oclusivas.

• Grupos de uniones adherentes (filamentos de actina).

• Desmosomas (filamentos intermedios).

Función Específica de las Uniones

• Las uniones comunicantes son esenciales para permitir el paso de moléculas entre células vecinas, facilitando funciones coordinadas en tejidos como el muscular cardíaco.

• En la parte basal del epitelio se encuentran dos tipos principales:

• Uniones que conectan filamentos de actina con la matriz extracelular.

• Uniones que vinculan filamentos intermedios con dicha matriz (hemidesmosomas).

Componentes Clave en las Uniones

• Todas las uniones celulares comparten una estructura básica compuesta por:

• Proteínas o glicoproteínas de adhesión (transmembrana).

• Proteínas que facilitan el anclaje al citoesqueleto.

• Dentro de las uniones adherentes intervienen caderinas clásicas; mientras que los desmosomas utilizan caderinas no clásicas para su formación.

Diversidad en Caderinas

• Las caderinas son fundamentales para establecer conexiones estables entre células. Existen diferentes tipos según su localización:

• E-caderina predomina en epitelios.

• N-caderina está presente en neuronas y fibras musculares.

• También hay caderinas no clásicas como desmocolina y desmogleína, involucradas en los desmosomas y hemidesmosomas, mostrando así una diversidad funcional según los tejidos específicos.

Uniones de Anclaje y Caderinas en el Epitelio

Estructura y Función de las Caderinas

• Se presenta un esquema de uniones de anclaje donde se destacan las caderinas, moléculas de adhesión que interactúan con filamentos de actina a través de proteínas llamadas cateninas.

• Las e-caderinas se unen entre sí, al igual que las n-caderinas; no hay interacción entre diferentes tipos (e y n), lo cual es crucial para la organización celular en epitelios.

• La unión entre caderinas no solo tiene funciones mecánicas, sino que también participa en procesos de señalización intercelular, creando una dualidad entre adhesión y comunicación.

Distribución Diferencial y Compartimentalización Celular

• La distribución diferencial de los tipos de caderinas favorece la unión entre células similares y evita la agregación entre diferentes tipos celulares.

• Experimentos in vitro muestran que células que expresan diferentes caderinas tienden a agruparse según su tipo, evidenciando el papel fundamental en la segregación celular.

Desarrollo del Sistema Nervioso

• En el desarrollo embrionario, el ectodermo expresa principalmente e-caderinas para mantener unidas sus células durante la invaginación del tubo neural.

• Durante este proceso, las células del surco neural comienzan a expresar n-caderinas mientras otras expresan caderina 6b, facilitando transiciones críticas en el desarrollo celular.

Transformaciones Epiteliales a Mesenquimatosas

• Las células epiteliales pueden transformarse en mesenquimatosas mediante cambios en la expresión de caderinas, lo cual les permite migrar durante el desarrollo.

• En etapas avanzadas del desarrollo, se observa cómo las crestas neurales migran y forman parte del sistema nervioso periférico mientras mantienen distintas expresiones de caderinas.

Agregación Celular y Compartimentación

• La expresión diferencial de caderinas permite la agregación celular necesaria para formar compartimientos específicos durante el desarrollo embrionario.

• Aunque las caderinas son importantes para este fenómeno, no son las únicas moléculas involucradas; su función es clave para mantener estructuras epiteliales antes de pasar a estados mesenquimatosos.

Cambios en la Forma Celular y el Desarrollo del Tubo Neural

Dinámica de la Célula y Cambios Morfológicos

• La contracción de la parte apical de las células provoca un cambio en su forma, pasando de ser cilíndricas a piramidales, lo que resulta en la formación de una fosita.

• Este proceso puede llevar a la separación del tubo neural del epitelio ectodérmico, destacando el papel del citoesqueleto y las uniones adherentes en estos cambios morfológicos.

Señalización Intercelular y Regulación Génica

• La diferenciación celular depende de la expresión diferencial de genes, influenciada por señales recibidas entre células. Las uniones intercelulares no solo anclan mecánicamente sino que también participan en señalización intracelular.

• La interacción celular genera señales que modifican la expresión génica; esta regulación afecta las moléculas de adhesión expresadas por las células.

Interjuego entre Adhesión Celular y Expresión Génica

• Es fundamental entender cómo las señales del microambiente regulan la expresión génica, lo cual a su vez modifica las moléculas que permiten la comunicación celular.

• Las moléculas de adhesión pueden regularse mediante cambios en la expresión génica, creando un ciclo dinámico entre adhesión y señalización.

Uniones Adherentes y Desmosomas

• Se explora cómo las uniones adherentes, mediadas por filamentos de actina, permiten invaginaciones epiteliales para formar tubos.

• Los desmosomas son otro tipo de unión que conecta filamentos intermedios (citoqueratina), proporcionando resistencia mecánica esencial entre células epiteliales.

Patologías Relacionadas con Filamentos Intermedios

• Mutaciones en genes que codifican citoqueratinas pueden debilitar estas conexiones celulares, resultando en problemas como ampollas ante traumatismos menores.

• Un ejemplo es la hemólisis ampollosa simple, donde mutaciones afectan los filamentos intermedios causando disminución en resistencia a tracción.

Relaciones con Matriz Extracelular

• Se introducen conceptos sobre hemidesmosomas y contactos focales como tipos específicos de unión entre células epiteliales y matriz extracelular.

• La membrana basal se compone principalmente de lámina basal (secretada por el epitelio) y lámina reticular (producida por tejido conectivo), crucial para el soporte estructural.

Tipos de Integrinas y su Función en la Adhesión Celular

Combinaciones de Integrinas y Matriz Extracelular

• Las integrinas permiten la adhesión a la matriz extracelular, uniendo proteínas y glicoproteínas que son esenciales para la interacción celular.

• Existen diferentes tipos de integrinas que se relacionan con filamentos intermedios y actina, formando hemidesmosomas que proporcionan soporte estructural a las células.

Migración Celular y Contactos Focales

• Durante el proceso de migración, las células mesenquimatosas como fibroblastos o macrófagos utilizan contactos focales para unirse transitoriamente a la matriz extracelular.

• Las integrinas en estos contactos focales interactúan con filamentos de actina, permitiendo el movimiento celular mediante fuerzas generadas por miosina.

Activación e Inactivación de Integrinas

• El magnesio es crucial para mantener la actividad de las integrinas; estas pueden estar inactivas (enrolladas) o activas (permitiendo anclaje).

• La activación de integrinas no solo facilita la adhesión mecánica, sino que también influye en fenómenos de señalización intracelular y expresión génica.

Adhesión y Desadhesión Celular

• Se discuten los procesos de adhesión y desadhesión; las células epiteliales pueden disminuir su nivel de adhesión durante procesos patológicos como neoplasias.

• En contraste, las células mesenquimatosas tienen uniones más transitorias que les permiten migrar, lo cual es fundamental en el desarrollo tumoral.

Transición Epitelial-Mesenquimatosa

• La transición epitelio-mesenquimatosa implica que células epiteliales pierden su adhesión para convertirse en mesenquimatosas, un fenómeno observado en el desarrollo embrionario.

• Este proceso inverso también ocurre donde células mesenquimatosas pueden adherirse entre sí formando estructuras epiteliales.

Importancia del Control Molecular

• La regulación de moléculas de adhesión es vital para permitir cambios fenotípicos entre características epiteliales y mesenquimatosas durante procesos normales y patológicos.

• Ejemplos incluyen glóbulos blancos adhiriéndose temporalmente a endotelios durante inflamaciones, facilitado por interacciones entre selectinas y glicoproteínas.

Interacciones Celulares y Migración de Células Sanguíneas

Adhesión Celular y Migración

• Las moléculas CAM (Cell Adhesion Molecules) e integrinas forman uniones heterófilas que permiten a las células sanguíneas migrar entre células endoteliales hacia el tejido conectivo.

• Durante la migración, las células aumentan su polaridad, formando estructuras como lamelipodios y filopodios, mientras que se organizan moléculas de adhesión en la parte anterior de la célula.

Procesos de Polaridad Celular

• La polimerización de filamentos de actina en la parte anterior y despolimerización en la posterior facilitan el movimiento celular mediante retracción.

• Se mencionan interacciones celulares a través de selectinas y glicoproteínas, así como interacciones con la matriz extracelular mediadas por integrinas.

Sinapsis: Comunicación entre Neuronas

Estructura Sináptica

• La sinapsis es una zona de comunicación entre un axón y una dendrita, donde múltiples moléculas de adhesión mantienen unidas las partes presináptica y postsináptica.

• Las caderinas son cruciales para mantener esta unión firme, relacionando los citoesqueletos de actina entre ambas partes.

Funciones Adicionales

• Además de las caderinas, otras moléculas CAM participan en estas uniones sinápticas, asegurando una relación estructural adecuada a pesar del espacio ocupado por matriz extracelular.

Uniones Oclusivas: Mecanismos y Funciones

Características Generales

• Se describen las uniones oclusivas formadas por ocludinas y claudinas que impiden el paso de moléculas entre células epiteliales.

• Estas uniones también mantienen la polaridad celular al evitar el intercambio de componentes membranales entre dominios apicales y basolaterales.

Implicaciones Funcionales

• Las uniones oclusivas facilitan fenómenos de señalización intercelular al restringir el pasaje molecular entre espacios intercelulares.

Uniones Gap: Comunicación Intercelular

Estructura y Funcionamiento

• Las uniones gap están formadas por conexones que permiten el paso de pequeñas moléculas e iones entre células adyacentes.

• Este tipo de unión es esencial para sincronizar funciones celulares, especialmente en tejidos como el muscular estriado cardíaco.

Importancia en Tejidos Especializados

• En el corazón, estas conexiones permiten que todas las fibras musculares del ventrículo se contraigan simultáneamente gracias a su comunicación efectiva.

Mecanismos de Adhesión Celular y Matriz Extracelular

Mecanismos de Estabilidad Estructural

• Se discuten los mecanismos que mantienen la estabilidad estructural y funcional de los tejidos, incluyendo la comunicación celular y la adhesión celular selectiva.

• Las moléculas de adhesión participan en fenómenos de adhesión y desadhesión, aunque no siempre forman uniones clásicas como las observadas en epitelios.

Interacción y Remodelación de la Matriz Extracelular

• La matriz extracelular es un componente clave en los tejidos, cuya síntesis e interacción son fundamentales para su función.

• Se menciona que las sinapsis químicas no permiten comunicación entre citosoles, a diferencia de las uniones comunicantes que sí lo hacen.

Clasificación de Uniones Intercelulares

• Las uniones intercelulares se clasifican en anclaje, herméticas y comunicantes; estas últimas permiten el paso de moléculas entre células.

• Existen dos tipos principales de sinapsis: químicas (que involucran neurotransmisores) y eléctricas (que permiten el paso de iones).

Funcionalidad de Sinapsis Químicas y Eléctricas

• Las sinapsis químicas implican comunicación a través del intercambio de sustancias químicas entre terminales neuronales.

• Las sinapsis eléctricas facilitan el paso directo de iones entre células, alterando así la carga eléctrica a ambos lados de la membrana.

Importancia Funcional de la Matriz Extracelular

• La matriz extracelular cumple funciones esenciales en la estabilidad y dinámica del tejido conectivo.

• Se destaca que contiene proteínas estructurales como elastina, crucial para mantener la integridad del tejido.

Estructura y Función de la Matriz Extracelular

Componentes de la Matriz Extracelular

• La entactina, colágeno y fibrilina son moléculas estructurales que mantienen la matriz extracelular y los tejidos. Las proteínas especializadas como factores de crecimiento y metaloproteinasas también juegan un papel crucial en la degradación de esta matriz.

• Se corrige el término "fibronectina" a "fibrina". La fibrilina es parte de las fibras elásticas junto con elastina, destacando así su función mecánica.

• Los factores de crecimiento regulan procesos celulares como el ciclo celular y diferenciación. Las metaloproteinasas ayudan en la degradación de la matriz extracelular, mientras que la fibronectina facilita la adhesión celular.

• Los proteoglicanos y glicosaminoglicanos son componentes clave; los primeros están formados por proteínas y glúcidos, predominando estos últimos en cantidad. Su estructura puede ser confusa pero es fundamental para entender su función.

• En los tejidos conectivos mesenquimatosos, la resistencia mecánica depende más de la matriz extracelular que de las células mismas. Esta matriz no solo tiene funciones mecánicas sino también comunicativas.

Clasificación Histológica

• Desde una perspectiva histológica, se clasifica inicialmente a los componentes de la matriz extracelular en fibras (como colágeno y elastina) y sustancia amorfa.

• Las fibras están compuestas por proteínas estructurales como elastina y fibrilina, mientras que otras proteínas estructurales forman parte de la sustancia amorfa sin formar fibras.

Funciones Específicas

• En el tejido conectivo, es principalmente la matriz extracelular quien cumple con las funciones mecánicas necesarias para mantener estructuras erguida del cuerpo humano.

• Todos los epitelios poseen una lámina basal formada por diversos componentes como colágeno tipo IV, laminina (una glicoproteína), perlecan y entactina; todos ellos contribuyen a su estructura básica.

Adhesión Celular

• La fibronectina se clasifica como proteína especializada cuya función principal es facilitar la adhesión celular mediante integrinas. Está compuesta por dos polipéptidos unidos por puentes disulfuro.

• Además de participar en adhesión celular, la fibronectina interactúa con otros componentes matriciales como colágeno o proteoglicanos para organizar mejor las estructuras celulares.

Estructura Macromolecular

• Los proteoglicanos son complejos macromoleculares formados por un eje proteico al cual se unen covalentemente hidratos de carbono lineales no ramificados; estos suelen tener carga negativa debido a sus unidades disacáridas.

Proteoglicanos y Glicosaminoglicanos en la Biología Celular

Diferencias entre Proteoglicanos y Glicosaminoglicanos

• Los proteoglicanos se componen principalmente de glicosaminoglicanos, que son polisacáridos no ramificados unidos covalentemente a una proteína. En contraste, las glicoproteínas tienen una estructura donde la proteína es el componente principal con un pequeño agregado de hidratos de carbono ramificados.

• Los glicosaminoglicanos son fundamentales para la formación de proteoglicanos, siendo ejemplos como el condroitín sulfato y el heparán sulfato. Estos componentes hidrocarbonados son esenciales para la estructura celular.

Clasificación y Funciones del Ácido Hialurónico

• El ácido hialurónico es un tipo especial de glicosaminoglicano que no se une covalentemente a proteínas, sino que interactúa de manera no covalente con otros proteoglicanos. Esto lo diferencia de otros glicosaminoglicanos.

• Se clasifican en dos grupos: los que forman parte de los proteoglicanos (unidos covalentemente a proteínas) y aquellos como el ácido hialurónico, que actúan como cadenas hidrocarbonadas independientes con carga neutra.

Estructura y Función en Tejidos Conectivos

• La combinación del ácido hialurónico con proteoglicanos forma una malla tridimensional similar a una esponja, crucial para atraer agua e iones, facilitando así la migración celular en tejidos conectivos ricos en estos componentes.

• Los tejidos conectivos más laxos contienen abundantes proteoglicanos y ácido hialurónico, creando espacios que favorecen la migración celular durante procesos biológicos importantes.

Síntesis del Colágeno

• El colágeno se sintetiza a partir de cadenas polipeptídicas enrolladas formando tropocolágeno. Este proceso ocurre en el retículo endoplasmático rugoso donde las proteínas sufren modificaciones postraduccionales antes de ser secretadas a la matriz extracelular.

• La molécula inicial llamada procolágeno contiene extremos que serán eliminados por enzimas en la matriz extracelular para formar colágeno maduro. Esta transformación es esencial para su funcionalidad estructural.

Organización Fibrilar del Colágeno

• Las moléculas maduras de colágeno se organizan espontáneamente formando fibrillas mediante uniones covalentes entre tropocolágenos. Esta organización es clave para proporcionar resistencia estructural al tejido conectivo.

• Existen diferentes tipos de colágeno según las combinaciones específicas de cadenas polipeptídicas; hay más de 27 tipos identificados basados en variaciones genéticas y estructurales.

Tipos Específicos de Colágeno

• Cada tipo de colágeno tiene funciones específicas: por ejemplo, el colágeno tipo I forma fibras en la dermis mientras que el tipo II está presente en cartílago. Estas variaciones reflejan adaptaciones funcionales dentro del tejido conectivo.

• Se han identificado más de 40 cadenas distintas codificadas por diferentes genes, lo cual contribuye a la diversidad funcional del colágeno dentro del organismo humano.

Estructura y Función de la Matriz Extracelular

Composición de la Matriz Extracelular

• La matriz extracelular está compuesta por fibras que se encuentran en los vasos, órganos linfáticos y glándulas endocrinas, formando parte del estroma.

• Se identifican diferentes tipos de colágeno, como el tipo IV que forma láminas basales y el tipo VII que crea fibras de anclaje en epitelios estratificados.

• Existen colágenos que no forman fibrillas pero están asociados a ellas, así como otros que crean redes o mallas dentro de la matriz.

Funciones del Colágeno y Componentes Orgánicos

• Los condroblastos sintetizan y secretan todos los componentes orgánicos de la matriz extracelular, incluyendo colágeno, proteoglicanos y ácido hialurónico.

• La fibronectina actúa como una proteína de adhesión uniendo las integrinas celulares con las fibras de colágeno y otros componentes.

Interacción entre Células y Matriz Extracelular

• La interacción entre células y matriz es crucial para mantener la estructura del tejido; esta relación permite señales intracelulares que afectan procesos como proliferación y migración celular.

• La matriz extracelular no es estática; su remodelación es esencial para adaptarse a las necesidades del tejido.

Remodelación de la Matriz Extracelular

• Las matrices son degradadas por enzimas específicas; las metaloproteasas juegan un papel clave en este proceso al ser activadas por plasmina.

• Estas enzimas permiten la migración celular al degradar temporalmente la matriz alrededor de las células mesenquimatosas.

Regulación Enzimática en la Degradación

• Las metaloproteasas se secretan inactivas; su activación ocurre mediante plasmina, lo cual regula localmente la degradación de la matriz.

• Inhibidores específicos pueden unirse a estas enzimas para regular su actividad, permitiendo a las células controlar efectivamente el proceso de remodelación.

Proceso de Degradación y Migración Celular

Metaloproteinasas y su Función

• Las metaloproteinasas se unen a receptores específicos, actuando en puntos concretos del organismo. Se ejemplifica el proceso de transcripción, traducción, modificación postraduccional y secreción de estas enzimas.

• Existen diferentes tipos de metaloproteasas: colagenasas (degradan colágeno), gelatinasa (degradan gelatina) y otras que afectan componentes como laminina y fibronectina.

• La degradación de la matriz extracelular es crucial para la remodelación celular, permitiendo que células tumorales invadan tejidos o que células neurales migren durante procesos como la gastrulación.

Migración Celular y Transición Epitelio-Mesenquimática

• Durante la transición epitelio-mesenquimática, las células epiteliales pierden adhesión mediante caderinas y secretan metaloproteasas que facilitan su migración al degradar la matriz extracelular.

• Los activadores del plasminógeno juegan un papel importante al facilitar esta migración al activar plasmina, que degrada la matriz extracelular e incrementa la actividad de las metaloproteasas.

Estabilidad Estructural y Funcional del Tejido

• Se discuten tres mecanismos clave para mantener la estabilidad estructural: comunicación celular, adhesión diferencial y síntesis/interacción/remodelación de componentes de la matriz extracelular.

• Se introduce el concepto de memoria celular como un mecanismo adicional para mantener patrones genéticos a través de cambios epigenéticos en las células hijas.

Memoria Celular: Mecanismos Clave

Definición y Mecanismos

• La memoria celular permite que las células hijas mantengan patrones de expresión génica similares a sus progenitoras mediante cambios epigenéticos en cromatina.

• Ejemplos incluyen metilación del ADN y modificaciones en histonas que aseguran que genes específicos permanezcan activos en diferentes generaciones celulares.

Circuitos de Retroalimentación

• Se describen circuitos de retroalimentación positiva donde una proteína sintetizada puede inducir su propia expresión genética mediante señalización intracelular. Esto asegura una perpetuidad en la expresión del gen correspondiente.

Mecanismos de Retroalimentación Positiva y Memoria Celular

Fenómenos de Especificación y Determinación Celular

• Las células pueden volverse independientes de las señales externas, manteniendo la expresión de ciertas moléculas a través de un fenómeno de retroalimentación positiva.

• En la determinación celular, una célula recibe una señal que le permite mantener información específica incluso en ausencia de dicha señal.

• La retroalimentación positiva puede influir en el proceso de diferenciación celular, ayudando a establecer tipos celulares específicos.

Importancia de la Memoria Celular

• La memoria celular es crucial para mantener la identidad celular y la estabilidad dentro del organismo.

• Se introduce el concepto de nicho celular, que se refiere al microambiente donde residen células específicas, como las células madre.

Células Madre: Características y Funciones

Definición y Capacidades

• Las células madre son células indiferenciadas con capacidad para proliferar y autorrenovarse; pueden estar en estado quiescente o activo.

• Estas células pueden dividirse simétricamente (produciendo dos células madre iguales) o asimétricamente (generando diferentes tipos celulares).

Proceso de Diferenciación

• A medida que las células madre se diferencian hacia un destino específico, pierden su potencialidad evolutiva.

• Las células madre participan activamente en el mantenimiento del tejido durante el desarrollo embrionario.

Clasificación y Nichos Celulares

Tipos de Células Madre

• Existen diferentes tipos: totipotentes (pueden formar todo el embrión), pluripotentes (forman tres capas embrionarias), multipotentes (limitadas a ciertos tipos celulares).

• Las células madre oligopotentes generan un número reducido de tipos celulares.

Microambientes Especializados

• Los nichos celulares están compuestos por componentes celulares y extracelulares que permiten a las células madre mantener sus propiedades.

• La división asimétrica da lugar a células progenitoras que aumentan el pool celular pero no tienen capacidad para autorrenovarse.

Organización Tisular en Organismos Pluricelulares

Estructura y Función

• La mayoría de las células se organizan en poblaciones formando tejidos, los cuales se agrupan para formar órganos y sistemas.

• Los tejidos no solo tienen aspectos mecánicos; también incluyen fenómenos comunicativos esenciales para regular funciones celulares.

Introducción a la Organización Celular en Organismos Pluricelulares

Importancia de la Matriz Extracelular

• La memoria celular y los nichos especiales son cruciales para el mantenimiento de las células madre, que son esenciales en muchos tejidos.

• Se concluye la clase con una introducción a cómo se organizan las células en organismos pluricelulares, enfocándose en los mecanismos que mantienen la estructura e identidad de los tejidos.

• La interacción entre células y matriz extracelular es fundamental para el mantenimiento de tejidos y órganos, proporcionando soporte mecánico y participando en procesos de comunicación celular.

Temas Futuros

• Se anticipa una discusión sobre señalización inter e intracelular, explorando cómo las células se comunican entre sí dentro de los tejidos y órganos. Esto incluirá cómo estas señales generan respuestas intracelulares.

• En clases posteriores se abordará la diferenciación celular, incluyendo conceptos como memoria celular y retroalimentación positiva, así como los mecanismos moleculares detrás del proceso.

Comportamiento Celular

• Las últimas clases tratarán sobre la biología de las células tumorales, destacando que su comportamiento imita muchos mecanismos del desarrollo normal pero ocurre de manera descontrolada.

• También se discutirá sobre la muerte celular programada, un proceso habitual durante el desarrollo donde muchas células mueren activamente, no accidentalmente; esto será analizado desde un enfoque molecular.

Preparación para Evaluaciones

• Después de cubrir estos temas, habrá sesiones de repaso antes del examen parcial, que será presencial y tipo multiple choice. Se ofreció un simulacro voluntario con preguntas similares a las del examen cubriendo lo aprendido hasta ahora.