CADHERINAS: ESTRUCTURA, CARACTERÍSTIQUES I FUNCIONS - BIOLOGIA - 2025

Les cadherinas són glicoproteïnes transmembranales dependents de l'calci i encarregades de mantenir la unió entre cèl·lules que permeten mantenir la integritat dels teixits en els animals. Existeixen més de 20 tipus diferents de cadherinas, totes amb prop de 750 aminoàcids, i que són espécificas de diferents tipus de cèl·lules.

Les unions cel·lulars aconseguides per les cadherinas són estables en el temps. Per això, aquestes molècules juguen un paper important en el desenvolupament de la forma de l'organisme durant el desenvolupament embrionari (morfogènesi), així com en el manteniment de l'estructura dels teixits tant en l'etapa embrionària com en la vida adulta.

Representació molecular de la proteïna 1suh, E-cadherina (epitelial). Presa i editada de: Jawahar Swaminathan and MSD staff at the European Bioinformatics Institute.

El mal funcionament de les cadherinas està associat a el desenvolupament de diferents tipus de càncer. La deficiència de l'adhesió cel·lular per mitjà de les cadherinas és una de les causes de l'augment de la motilitat de les cèl·lules tumorals.

Molècules d'adhesió cel·lular

En els organismes pluricel·lulars, les cèl·lules han d'unir per participar en gran diversitat de processos biològics que permetin mantenir la seva integritat, diferenciant-se així d'organismes unicel·lulars colonials. Aquests processos inclouen, entre d'altres, l'hemostàsia, la resposta immune, la morfogènesi i la diferenciació.

Aquestes molècules es diferencien en la seva estructura, així com en la seva funció, en quatre grups: integrines, selectinas, immunoglobulines i cadherinas.

història

La història de les cadherinas és molt breu, ja que es coneixen des de fa molt poc. Així, la primera cadherina va ser descoberta en cèl·lules provinents de teixits de ratolins, l'any 1977. Els científics van cridar a aquesta molècula uvomorulina.

A la dècada dels anys 80 es va aconseguir el descobriment de moltes altres molècules d'cadherinas en teixits provinents de diverses espècies. Aquestes cadherinas van ser trobades en assajos d'agregacions cel·lulars dependents de calci. Totes elles pertanyien a un mateix grup de molècules denominades com cadherinas clàssiques.

En els últims anys, i gràcies als avenços en biologia molecular, els científics han aconseguit identificar un altre nombre important de cadherinas, d'algunes de les quals es desconeix la seva funció específica, i que podrien tenir altres funcions diferents a l'adhesió cel·lular.

estructura

Les cadherinas són glicoproteïnes, és a dir, molècules formades per associació d'una proteïna i un glúcid. Estan formades per entre 700 (en general 750) i 900 aminoàcids, i posseeixen diferents dominis funcionals, els quals li permeten en primer lloc interactuar amb altres molècules d'cadherinas i amb ions de calci.

Els dominis funcionals també li permeten a les cadherinas integrar-se a la membrana plasmàtica, així com associar-se a l'citoesquelet d'actínia. La major part de la cadena d'aminoàcids se situa en la regió extracel·lular i normalment es diferencia en cinc dominis, denominats EC (EC1 - EC5).

Cada un d'aquests dominis presenta aproximadament 100 aminoàcids, amb un o dos llocs d'unió a calci. La regió transmembranal es troba entre la part externa i interna de la cèl·lula i travessa la membrana una sola vegada.

D'altra banda, la porció de les cadherinas que es troba a l'interior de la cèl·lula és altament conservativa i consta de 150 aminoàcids. Aquest domini s'uneix a l'citoesquelet d'actina per mitjà d'unes proteïnes citosòliques denominades cateninas.

tipus

Existeixen més de 20 tipus diferents de cadherinas, les quals es classifiquen de diferents maneres depenent dels autors. Així, per exemple, alguns autors reconeixen dos grups o subfamílies, mentre que altres reconeixen 06:00. Segons els primers, les cadherinas poden ser dividides en:

Cadherinas clàssiques o Tipus I

També denominades cadherinas tradicionals. En aquest grup estan incloses les cadherinas que van ser cridades segons el teixit on van ser trobades per primera vegada, com ara E-cadherina (epitelial), la N-cadherina (neural), el P-cadherina (placentària), la L-cadherina (hepàtica) i la R-cadherina (retina). No obstant això aquestes glicoproteïnes poden ser trobades en diferents teixits.

Per exemple, la N-cadherina, a més d'estar present en el teixit neural, també pot localitzar-se en teixits dels testicles, ronyó, fetge i de la musculatura cardíaca.

Cadherinas atípiques o Tipus II

També anomenades no tradicionals o no clàssiques. Inclouen a les desmogleínas i les desmocolinas, les quals formen unions a nivell dels desmosomes intercel·lulars. També hi ha les protocadherinas, caracteritzades per no tenir connexions a l'citoesquelet d'actínia.

Totes aquestes cadherinas són separades d'altres no tradicionals, per alguns autors, en tres grups independents. La resta de les cadherinas atípiques inclouen les T-cadherina, que no tenen dominis transmembranales i citoplasmàtics i una variant de l'E-cadherina, que es troba fora de la cèl·lula i que es denomica Evar-cadherina.

Característiques

Són glicoproteïnes dependents de l'calci que es troben gairebé exclusivament en teixits animals. La majoria d'elles són trasmembranales d'un sol pas; és a dir que estan presents en la membrana cel·lular, travessant de banda a banda en una sola ocasió.

Les cadherinas participen principalment en la unió entre cèl·lules que presenten característiques fenotípiques semilares (enllaços homotípicos o homofílicos). Les unions cel·lulars assolides per aquestes molècules (enllaços cadherina-cadherina) són prop de 200 vegades més fort que altres unions proteïna-proteïna.

A les cadherinas tradicionals el domini citoplasmàtic és altament conservatiu. Això vol dir que la seva composició és similar en les diferents cadherinas.

funcions

La principal funció de les cadherinas és permetre unions cel·lulars permanents en el temps, per la qual cosa juguen un paper fonamental en processos com el desenvolupament embrionari, la morfogènesi, diferenciació i manteniment estructural dels teixits epitelials a la pell i l'intestí, així com la formació d'axons.

Aquesta funció està regulada en part pel terminal -COOH present a la porció o domini intracel·lular de la glicoproteïna. Aquest terminal interactua amb unes molècules anomenades cateninas, que al seu torn interactuen amb els elements de l'citosquelet de les cèl·lules.

Altres funcions de les cadherinas inclouen la selectivitat (triant a que una altra cèl·lula unir-se) i senyalització cel·lular, establiment de la polaritat cel·lular i regulació de l'apoptosi. Aquesta última és un mecanisme de mort cel·lular controlada internament pel mateix organisme per regular el seu desenvolupament.

Cadherinas i càncer

El mal funcionament de les cadherinas està implicat en el desenvolupament de diversos tipus de càncer. Aquest mal funcionament pot ser degut a modificacions en l'expressió de les cadherinas i cateninas, així com a l'activació de senyals que impedeixen la unió de les cèl·lules.

A l'fallar la unió cel·lular de les cadherinas, això permet que les cèl·lules tumorals augmentin la seva motilitat i siguin alliberades, per després envair teixits adjacents a través dels nòduls limfàtics i vasos sanguinis.

E-Cadherina Benigma de mama. Micrografia d'una hiperplàsia lobular atípica. Presa i editada de: Nephron.

Quan aquestes cèl·lules arriben als òrgans blancs, els envaeixen i proliferen, obtenint caràcters invasius i metastàtics. La majoria dels treballs que han relacionat a les cadherinas amb processos de creixement cancerigen s'han centrat en l'E-cadherina.

Aquest tipus de cadherina està involucrat en càncer de còlon, estómac, mama, ovaris i pulmó, entre d'altres. Aquesta, però, no és l'única cadherina relacionada amb el càncer. La N-cadherina, per exemple, juga un paper en mesoteliomes pleurals i rabdomiosarcomes.

referències

1. Cadherin. En Wikipedia. Recuperat de en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Mechanism and dynami cs of cadherin adhesió. Annual Review of Biomedical Engineering.
3. F. Nolletl, P. Kools P, & F. Van Roy (2000). Phylogenetic Analysis of the Cadherin Superfamily Allows Identification of Six Major Subfamilies Beside Several Solitary Members. Journal of Molecular Biology.
4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherina: peça clau en la transformació neoplàsica. Revista de Evidència i Investigació Clínica.
5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Structure and Function of Cell Adhesion Molecules. American Journal of Medicine.
6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Cell adhesió and signaling by cadherins and Ig-CAM s in cancer. Nature Reviews Cancer.