Las uniones estrechas , también conocidas como uniones oclusivas o zonulae occludentes (singular, zonula occludens ), son complejos de unión multiproteicos cuya función canónica es prevenir la fuga de solutos y agua y sellar entre las células epiteliales . [1] También juegan un papel crítico manteniendo la estructura y la permeabilidad de las células endoteliales . [1] Las uniones estrechas también pueden servir como vías permeables al formar canales selectivos para pequeños cationes, aniones o agua. Las uniones correspondientes que ocurren en los invertebrados son uniones septadas .
Estructura
Las uniones estrechas se componen de una red ramificada de hebras de sellado, cada hebra actuando independientemente de las demás. Por lo tanto, la eficiencia de la unión para prevenir el paso de iones aumenta exponencialmente con el número de hebras. Cada hebra está formada por una fila de proteínas transmembrana incrustadas en ambas membranas plasmáticas, con dominios extracelulares que se unen entre sí directamente. Hay al menos 40 proteínas diferentes que componen las uniones estrechas. [2] Estas proteínas consisten en proteínas transmembrana y citoplasmáticas. Las tres proteínas transmembrana principales son la ocludina , las claudinas y las proteínas de la molécula de adhesión de unión ( JAM ). Estas se asocian con diferentes proteínas de membrana periférica como ZO-1 ubicada en el lado intracelular de la membrana plasmática, que anclan las hebras al componente de actina del citoesqueleto . [3] De esta manera, las uniones estrechas unen los citoesqueletos de las células adyacentes. La investigación que utiliza métodos de congelación-fractura en microscopía electrónica es ideal para revelar la extensión lateral de las uniones estrechas en las membranas celulares y ha sido útil para mostrar cómo se forman las uniones estrechas. [4]
Representación de las proteínas transmembrana que forman las uniones estrechas: ocludina, claudinas y proteínas JAM.
La ocludina fue la primera proteína integral de membrana que se identificó. Tiene un peso molecular de ~60 kDa. Consta de cuatro dominios transmembrana y tanto el extremo N como el extremo C de la proteína son intracelulares. Forma dos bucles extracelulares y un bucle intracelular. Estos bucles ayudan a regular la permeabilidad paracelular. [5] La ocludina también desempeña un papel clave en la estructura celular y la función de barrera. [6]
Las claudinas se descubrieron después de la ocludina y son una familia de más de 27 miembros diferentes en los mamíferos. [7] Tienen un peso molecular de ~20 kDa. Tienen una estructura similar a la de la ocludina en el sentido de que tienen cuatro dominios transmembrana y una estructura de bucle similar. Se entiende que son la columna vertebral de las uniones estrechas y desempeñan un papel importante en la capacidad de la unión estrecha para sellar el espacio paracelular. [8]
Las moléculas de adhesión de unión ( JAM ) forman parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas. Tienen un peso molecular de ~40 a 48 kDa. [9] Su estructura difiere de la de las demás proteínas integrales de membrana en que solo tienen un dominio transmembrana en lugar de cuatro. Ayuda a regular la función de la vía paracelular de las uniones estrechas y también participa en el mantenimiento de la polaridad celular. [10]
Las angulinas se descubrieron en 2011 mediante un análisis visual de proteínas que se localizan en las uniones estrechas tricelulares. [11] Hay tres miembros de las angulinas: angulina-1/LSR, angulina-2/ILDR1 y angulina-3/ILDR2. Al igual que las JAM, las angulinas son proteínas transmembrana únicas. Todas las angulinas tienen un dominio similar a la inmunoglobulina en la región extracelular y un motivo de unión a PDZ en el extremo carboxilo terminal. Son responsables del establecimiento de las uniones estrechas tricelulares y regulan la función de barrera paracelular. [12]
Funciones
La TEM del tejido renal de rata muestra una unión estrecha densa en proteínas (tres líneas oscuras) con un aumento de ~55.000x.
Las uniones estrechas proporcionan a las células endoteliales y epiteliales una función de barrera, que puede subdividirse en barreras protectoras y barreras funcionales que cumplen funciones tales como el transporte de materiales y el mantenimiento del equilibrio osmótico. [13]
Las uniones estrechas impiden el paso de moléculas e iones a través del espacio intercelular de las células adyacentes, por lo que los materiales deben ingresar a las células (por difusión o transporte activo ) para poder atravesar el tejido. La vía intracelular restringida exigida por el sistema de barrera de unión estrecha permite un control preciso sobre qué sustancias pueden atravesar un tejido en particular (por ejemplo, la barrera hematoencefálica ). En la actualidad, aún no está claro si el control es activo o pasivo y cómo se forman estas vías. En un estudio sobre el transporte paracelular a través de la unión estrecha en el túbulo proximal del riñón, se propuso un modelo de vía dual, que consiste en grandes roturas de hendidura formadas por discontinuidades poco frecuentes en el complejo de unión estrecha y numerosos poros circulares pequeños. [14]
Los epitelios se clasifican como "apretados" o "con fugas", dependiendo de la capacidad de las uniones estrechas para evitar el movimiento del agua y los solutos : [15]
Los epitelios permeables no tienen estas uniones estrechas o tienen uniones estrechas menos complejas. Por ejemplo, la unión estrecha en el túbulo proximal del riñón, un epitelio muy permeable, tiene solo dos o tres hebras de unión, y estas hebras presentan roturas de hendidura grandes poco frecuentes.
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^ Departamento de Biología. "Uniones estrechas y otras conexiones celulares". Davidson College . Consultado el 20 de septiembre de 2013 .
Enlaces externos
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