4.6: Conexiones entre células y actividades celulares
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- Describir la matriz extracelular
- Enumerar ejemplos de las formas en que las células vegetales y las células animales se comunican con las células adyacentes
- Resumir los roles de los cruces estrechos, desmosomas, uniones de brecha y plasmodesmas
Ya sabes que a un grupo de células similares que trabajan juntas se le llama tejido. Como cabría esperar, si las celdas van a trabajar juntas, deben comunicarse entre sí, así como necesitas comunicarte con los demás si trabajas en un proyecto grupal. Echemos un vistazo a cómo las células se comunican entre sí.
Matriz extracelular de células animales
La mayoría de las células animales liberan materiales en el espacio extracelular. Los componentes primarios de estos materiales son las proteínas, y la proteína más abundante es el colágeno. Las fibras de colágeno están entretejidas con moléculas proteicas que contienen carbohidratos llamadas proteoglicanos. Colectivamente, estos materiales se denominan matriz extracelular (Figura\(\PageIndex{1}\)). La matriz extracelular no solo mantiene unidas a las células para formar un tejido, sino que también permite que las células dentro del tejido se comuniquen entre sí. ¿Cómo puede suceder esto?
Las células tienen receptores proteicos en las superficies extracelulares de sus membranas plasmáticas. Cuando una molécula dentro de la matriz se une al receptor, cambia la estructura molecular del receptor. El receptor, a su vez, cambia la conformación de los microfilamentos colocados justo dentro de la membrana plasmática. Estos cambios conformacionales inducen señales químicas dentro de la célula que llegan al núcleo y encienden o “apagan” la transcripción de secciones específicas de ADN, lo que afecta la producción de proteínas asociadas, cambiando así las actividades dentro de la célula.
La coagulación sanguínea proporciona un ejemplo del papel de la matriz extracelular en la comunicación celular. Cuando las células que recubren un vaso sanguíneo están dañadas, muestran un receptor proteico llamado factor tisular. Cuando el factor tisular se une a otro factor en la matriz extracelular, provoca que las plaquetas se adhieran a la pared del vaso sanguíneo dañado, estimula que las células del músculo liso adyacentes en el vaso sanguíneo se contraigan (constriñendo así el vaso sanguíneo) e inicia una serie de pasos que estimulan el plaquetas para producir factores de coagulación.
Uniones intercelulares
Las células también pueden comunicarse entre sí a través del contacto directo, denominadas uniones intercelulares. Hay algunas diferencias en la forma en que las células vegetales y animales hacen esto. Los plasmodesmas son uniones entre células vegetales, mientras que los contactos celulares animales incluyen uniones estrechas, uniones de brecha y desmosomas.
Plasmodesmata
En general, los tramos largos de las membranas plasmáticas de las células vegetales vecinas no pueden tocarse entre sí porque están separados por la pared celular que rodea a cada célula. Entonces, ¿cómo puede una planta transferir agua y otros nutrientes del suelo desde sus raíces, a través de sus tallos y hacia sus hojas? Dicho transporte utiliza principalmente los tejidos vasculares (xilema y floema). También existen modificaciones estructurales llamadas plasmodesmas (singular = plasmodesma), numerosos canales que pasan entre las paredes celulares de las células vegetales adyacentes, conectan su citoplasma, y permiten que los materiales sean transportados de célula a célula, y así a lo largo de la planta (Figura\(\PageIndex{2}\)).
Cruces apretados
Una unión estrecha es un sello hermético entre dos células animales adyacentes (Figura\(\PageIndex{3}\)). Las células se mantienen firmemente unas contra otras por proteínas (predominantemente dos proteínas llamadas claudinas y ocludinas).
Esta adherencia apretada evita que los materiales se fuguen entre las células; las uniones estrechas se encuentran típicamente en los tejidos epiteliales que revisten los órganos internos y las cavidades, y comprenden la mayor parte de la piel. Por ejemplo, las uniones estrechas de las células epiteliales que recubren la vejiga urinaria evitan que la orina se filtre al espacio extracelular.
Desmosomas
También se encuentran únicamente en las células animales los desmosomas, que actúan como soldaduras por puntos entre células epiteliales adyacentes (Figura\(\PageIndex{4}\)). Las proteínas cortas llamadas cadherinas en la membrana plasmática se conectan a filamentos intermedios para crear desmosomas. Las cadherinas unen dos células adyacentes y mantienen las células en una formación similar a una lámina en órganos y tejidos que se estiran, como la piel, el corazón y los músculos.
Uniones Brecha
Las uniones de brecha en las células animales son como plasmodesmas en las células vegetales, ya que son canales entre células adyacentes que permiten el transporte de iones, nutrientes y otras sustancias que permiten que las células se comuniquen (Figura\(\PageIndex{5}\)). Estructuralmente, sin embargo, las uniones gap y los plasmodesmos difieren.
Las uniones de brecha se desarrollan cuando un conjunto de seis proteínas (llamadas conexinas) en la membrana plasmática se disponen en una configuración alargada similar a una dona llamada conexón. Cuando los poros (“agujeros de rosquillas”) de los conexones en las células animales adyacentes se alinean, se forma un canal entre las dos células. Las uniones de brecha son particularmente importantes en el músculo cardíaco: La señal eléctrica para que el músculo se contraiga se pasa de manera eficiente a través de uniones de brecha, permitiendo que las células del músculo cardíaco se contraigan en tándem.
Resumen
Las células animales se comunican a través de sus matrices extracelulares y están conectadas entre sí a través de uniones estrechas, desmosomas y uniones gap. Las células vegetales están conectadas y se comunican entre sí a través de plasmodesmas.
Cuando los receptores proteicos en la superficie de la membrana plasmática de una célula animal se unen a una sustancia en la matriz extracelular, comienza una cadena de reacciones que cambia las actividades que tienen lugar dentro de la célula. Los plasmodesmas son canales entre células vegetales adyacentes, mientras que las uniones de huecos son canales entre células animales adyacentes. Sin embargo, sus estructuras son bastante diferentes. Una unión estrecha es un sello hermético entre dos celdas adyacentes, mientras que un desmosoma actúa como una soldadura por puntos.
Glosario
- desmosoma
- enlaces entre células epiteliales adyacentes que se forman cuando las cadherinas en la membrana plasmática se unen a filamentos intermedios
- matriz extracelular
- material (principalmente colágeno, glicoproteínas y proteoglicanos) secretado por las células animales que proporciona protección mecánica y anclaje para las células en el tejido
- unión de brecha
- canal entre dos células animales adyacentes que permite que los iones, nutrientes y sustancias de bajo peso molecular pasen entre las células, permitiendo que las células se comuniquen
- plasmodesma
- (plural = plasmodesmata) canal que pasa entre las paredes celulares de las células vegetales adyacentes, conecta su citoplasma y permite que los materiales sean transportados de célula a célula
- unión apretada
- sello firme entre dos células animales adyacentes creado por la adherencia de proteínas