Ce sunt cadherinele?

Cadherinele sunt un grup de proteine care ajută celulele să se lipească între ele. Ele sunt principalele componente ale anumitor tipuri de joncțiuni între celule. Aceste conexiuni ajută la definirea modului în care o celulă va fi integrată într-o structură, cum ar fi un strat de piele sau un organ. În cadrul joncțiunilor, moleculele de cadherină de pe suprafețele celulelor se agață una de cealaltă, ca o mică bucată de velcro.

Aderarea de la celulă la celulă mediată de cadherine joacă un rol important în diferențierea țesuturilor, menținând țesuturile împreună pe măsură ce acestea se formează în timpul dezvoltării embrionare. Pierderea funcției cadherinelor a fost, de asemenea, legată de cancer, iar unii cercetători investighează cadherinele ca ținte medicamentoase.

Structura cadherinelor

Cadherinele sunt denumite astfel pentru aderența dependentă de calciu. Domeniul extern al unei molecule de cadherină – partea care se află în exteriorul unei celule – este alcătuit din mai multe repetări ale aceluiași lanț proteic. Fiecare repetiție are un spațiu pentru legarea calciului. Calciul face ca lanțul să fie rigid, ajutându-l să se conecteze cu un lanț dintr-o altă celulă.

În plus față de o componentă extracelulară (în afara celulei), cadherinele au, de asemenea, o piesă care pătrunde prin membrană și o piesă care se află în interiorul celulei. Porțiunile interioare ale cadherinelor formează un complex în interiorul celulei.

Tipuri de cadherine

Există aproximativ o sută de tipuri de cadherine la vertebrate, iar acestea se împart în patru grupe.

1. Cadherinele clasice includ E-cadherina, N-cadherina, P-cadherina și N-cadherina 2. Toate au o structură similară, cu cinci repetări extracelulare de cadherină, un domeniu transmembranar și un domeniu intracelular. Aderarea prin cadherinele clasice este implicată în unele căi de semnalizare celulară semnificative, inclusiv în semnalizarea Wnt, Hedgehog, Ras și RhoGTPase. Acest lucru înseamnă că cadherinele au un rol critic în multe procese biologice.

1. Desmogleina și desmocolina sunt cadherine desmosomale. Ele sunt importante în formarea unui tip de joncțiune celulară numită desmosom.

1. Protocateherinele sunt un grup mare de molecule de cadherină prezente într-o gamă largă de specii despre care se crede că sunt înrudite cu o cadherină ancestrală. Domeniile lor extracelulare au mai mult de cinci motive cadherinice repetate, ceea ce le deosebește de cadherinele clasice. Domeniile intracelulare ale protocadherinelor sunt, de asemenea, diferite de cele ale verișoarelor lor clasice. Ele sunt foarte variabile, cu o varietate de funcții în sistemul nervos, inclusiv diferențierea neuronală și formarea sinapselor.

1. Cadherinele neconvenționale sunt un grup mare de cadherine care nu sunt altfel clasificate în cele trei grupuri anterioare. Acestea includ cadherina VE, cadherina R și multe altele.

Joncțiunile celulare se bazează pe cadherine

Două tipuri de joncțiuni celulare se bazează pe cadherine. Joncțiunile Aherens au o bandă de molecule de cadherină care conectează membranele celulelor epiteliale. Epiteliul este un țesut subțire care formează straturi pe structurile goale ale corpului, cum ar fi intestinul. Desmosomii se bazează, de asemenea, pe cadherine. Un desmosom este o structură în interiorul membranei unei celule. Folosește cadherinele, desmogleina și desmocolina pentru a pătrunde prin membrană și a forma o rețea de întrepătrundere care leagă celulele între ele.

La vertebrate, cadherinele sunt responsabile pentru menținerea laolaltă a majorității foliilor epiteliale. Aceasta include căptușelile intestinului subțire sau ale tubulilor renali. Anticorpii monoclonali au fost folosiți pentru a elimina cadherinele din celulele epiteliale cultivate, iar celulele respective se destramă. De asemenea, eliminarea calciului din mediu va împiedica formarea corectă a joncțiunilor celulare.

Rolul cadherinelor în cancer

E-cadherina, un membru al familiei cadherinelor, are un rol foarte important în organizarea epiteliului. Majoritatea cancerelor iau naștere din țesutul epitelial, iar în aceste cancere, adeziunea celulară mediată de E-cadherina se pierde în același timp în care o tumoare progresează spre malignizare. Unele studii s-au concentrat pe restabilirea funcției E-cadherinei în epiteliu ca mecanism pentru terapia cancerului.

Organizarea celulară

Cadherinele sunt, de asemenea, importante în alte aspecte ale organizării celulare, cum ar fi formarea granițelor, mișcările coordonate ale celulelor și menținerea polarității structurale și funcționale a celulelor și țesuturilor. Pe lângă rolul E-cadherinei în formarea epiteliului, N-cadherina este importantă în țesutul neuronal și în mușchi, R-cadherina este utilizată în creier și în țesutul osos, P-cadherina este prezentă în piele, iar VE-cadherina este, de asemenea, semnificativă în epiteliu.

Lecturi suplimentare

• Toate conținuturile despre cadherină
• Tipurile de cadherină și rolul în adeziunea celulă-celulă

Citate

.