Cadherina

Existixen varis tipos de molècules que formen associacions entre cèlules del mateix tipo. Les cadherinas són les principals molècules d'adheriment celular. Estes molècules són glucoproteínas transmembranales responsables de les unions cèlula-cèlula per a mantindre l'integritat dels teixits animals. És una molècula d'uns 700-750 aminoàcits, i són específiques del tipo celular. Com el seu nom indica són molècules d'adheriment calcio-depenents. L'adheriment celular a través de cadherinas té un paper important en processos fisiològics com la morfogénesis, l'estabilisació i diferenciació dels teixits i l'establiment de la polaridad en els teixits.

Estructura

L'estructura fonamental de les cadherinas consta de tres regions: extracelular, transmembranal i intracelular. La regió extracelular conté els llocs que van a permetre l'unió en atres proteïnes, està formada per cinc dominis (EC1 fins a EC5) els quals tenen aproximadament 100 aminoàcits cada u. Es creu que per lo manco 10 aminoàcits participen en l'unió entre estos dominis, a on es troben llocs d'unió de ions de calci els quals tenen una funció de protecció front a enzimes de degradació. La regió transmembranal es troba entre la regió extracelular i intracelular, travessant la membrana celular. La regió intracelular, que es troba en la citoplasma, conecta el citoesquelet d'actina a les cadherinas per mig d'un complex de proteïnes anomenades cateninas ¹ (Fig. 1).

Figura 1. Estructura de la Cadherina.

Les cateninas són proteïnes citoplasmàtiques que regulen la funció adhesiva de les cadherinas. L'unió celular no és solament que dos cèlules es troben estretament juntes, sino que és un mecanisme d'unió més complex en el que participen molècules d'adheriment pròpies de la cèlula, la seua interacció en la matriu extracelular i el citoesquelet, que en conjunt responen a estímuls externs. En les unions adherentes, tres tipos de cateninas (α, β i p120) participen en l'interacció del domini intracelular de la cadherina-I en els components del citoesquelet. D'estes la cat-β i la cat-p120 interaccionen directament en la cadherina-I, mentres que la cat-α interacciona en la cat-β i en la massa còsmica ².

Mecanisme d'adheriment

Qualsevol organisme (des d'un simple cuc fins al vertebrat més elaborat) necessita tindre grups de cèlules organisades i integrades que donaran lloc a la formació del cos. Per a obtindre açò, es requerix la cooperació i coordinació entre les cèlules per a conseguir un reconeiximent, una comunicació i un posterior treball en atres cèlules que permeten generar estructures i teixits altament organisats.

Esta organisació es conseguix per mig de l'interacció de mils de cèlules, i de molècules d'adheriment celular de la superfamilia de proteïnes cadherinas, les quals unixen cèlules i establixen vies d'interacció i comunicació a través de les membranes celulars. El procés és el següent: despuix de la traducció del mRNA, les cadherinas són transportades a la membrana celular a on s'establix com una proteïna transmembranal en dominis citoplasmàtics i extracelulares, estos últims són els encarregats d'enllaçar-se en cèlules adjacents que tinguen cadherinas compatibles. El segment extracelular consta de 5 dominis els quals són calcio-dependents, és dir, en presència de ions de calci (Ca⁺²) cada segment extracelular es aparea en un atre segment extracelular formant dímers. Estos dímers formats també se'ls coneixen com a dímers cis, puix abdós segments s'unixen pel mateix costat (→→). Una volta s'han format els dímers cis, estos s'unixen en atres dímers cis de cèlules adjacents formant nous dímers denominats trans, puix l'unió d'estos dímers és en sentit contrari (→←). Quan no hi ha ions Ca⁺², les cadherinas no poden formar estos dímers i l'adheriment celular és irrompuda. La coa o segment citoplasmàtic permaneix intracelularment i interactua en un trio de cateninas (P1-20, α,β) formant un complex el qual s'unix al citoesquelet d'actina proveint un soport per a un fort adheriment cèlula-cèlula.

Figura 2. Interacció de les cadherinas en l'adheriment celular. (Groc=Actina, Verda=Cateninas, Rojo=Cadherinas). (1) Cadherinas en la membrana celular tenen dominis extracelular i citoplasmàtic, ancorats a la cèlula per mig de cateninas i atres proteïnes involucrades en el citoesquelet. (2) Cada domini extracelular en presència de ions Ca+2, es aparea en atres dominis adjacents formant dímers cis. (3) Estos dímers a la seua volta es aparean en atres dímers de celular adjacents formant dímers trans. (4) Quan es forma el dímer trans, les cèlules queden adherides en la superfície celular.

Aixina mateix es va trobar que els mecanismes d'adheriment cèlula-cèlula poden ser dividits en dos sistemes: dependent de Ca²⁺ i independent de Ca^{2+ 3}. El sistema depenent de calci (CADS) és altament sensible a la tripsina, pero pot ser protegit per ions Ca²⁺ contra la proteólisis. Pel contrari, el sistema independent de calci (CIDS) és inactiu únicament en concentracions altes de tripsina i la degradació proteolítica no pot ser protegida per Ca²⁺. Per esta raó, el ion Ca²⁺ és essencial per a l'adheriment celular en tots els animals; per eixemple, si es incuban teixits en un mig lliure de Ca²⁺ pot ser que estos fàcilment es disocien. Una definició molt més precisa de CADS és un mecanisme els components del qual estan exposts en la superfície celular, que requerixen Ca²⁺ per a que hi haja una unió cèlula-cèlula i que al mateix temps estan protegits per este ion contra el clivaje proteolítico. Este tipo d'agregació ha segut trobada en moltes llínees celulars recolectades de teixits en varis organismes. Una característica clau de CADS és la resistència a la tripsina en presència de Ca²⁺, ademés s'ha vist que esta resistència no és únicament contra tripsina sino també contra una gran cantitat d'enzimes proteolíticas ⁴.