CADHERINE: STRUCTURĂ, CARACTERISTICI ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

De caderinele sunt glicoproteine transmembranare de calciu dependente și responsabil pentru menținerea legăturii dintre celulele care mențin integritatea țesuturilor la animale. Există mai mult de 20 de tipuri diferite de cadherine, toate cu aproximativ 750 de aminoacizi și care sunt specifice diferitelor tipuri de celule.

Legăturile celulare obținute de cadherine sunt stabile în timp. Din acest motiv, aceste molecule joacă un rol important în dezvoltarea formei organismului în timpul dezvoltării embrionare (morfogeneză), precum și în menținerea structurii țesuturilor atât în ​​stadiul embrionar, cât și în viața adultă.

Reprezentare moleculară a proteinei 1suh, E-cadherină (epitelial). Preluat și editat de la: Jawahar Swaminathan și personalul MSD de la Institutul European de Bioinformatică.

Defecțiunea cadherinelor este asociată cu dezvoltarea diferitelor tipuri de cancer. Deficiența aderenței celulare prin cadherine este una dintre cauzele creșterii motilității celulelor tumorale.

Molecule de adeziune celulară

În organismele multicelulare, celulele trebuie să se unească pentru a participa la o mare diversitate de procese biologice care permit menținerea integrității acestora, diferențându-se astfel de organismele unicelulare coloniale. Aceste procese includ, printre altele, hemostaza, răspuns imun, morfogeneză și diferențiere.

Aceste molecule diferă în structura lor, precum și în funcția lor, în patru grupe: integrine, selectine, imunoglobuline și cadherine.

Istorie

Istoria cadherinelor este foarte scurtă, deoarece sunt cunoscute de foarte puțin. Astfel, prima cadherină a fost descoperită în celulele din țesuturile șoarecilor în 1977. Oamenii de știință au numit această moleculă uvomorulină.

În anii 1980, multe alte molecule de cadherină au fost descoperite în țesuturi din diverse specii. Aceste cadherine au fost găsite în testele de agregare a celulelor dependente de calciu. Toate aparțineau aceluiași grup de molecule numite cadherine clasice.

În ultimii ani, și datorită progreselor în biologia moleculară, oamenii de știință au reușit să identifice un alt număr important de cadherine, unele dintre care funcția lor specifică nu este cunoscută și care ar putea avea alte funcții decât adeziunea celulară.

Structura

Cadherinele sunt glicoproteine, adică molecule formate prin asocierea unei proteine ​​și a unui carbohidrat. Sunt alcătuiți între 700 (de obicei 750) și 900 de aminoacizi și au domenii funcționale diferite, care le permit să interacționeze cu alte molecule de cadherină și cu ioni de calciu în primul rând.

Domeniile funcționale permit, de asemenea, cadherinelor să se integreze în membrana plasmatică, precum și să se asocieze cu citoscheletul de actină. Cea mai mare parte a lanțului de aminoacizi este localizată în regiunea extracelulară și este diferențiată în mod normal în cinci domenii, numite CE (EC1-EC5).

Fiecare dintre aceste domenii are aproximativ 100 de aminoacizi, cu unul sau două situsuri de legare a calciului. Regiunea transmembranară este situată între partea exterioară și cea interioară a celulei și traversează membrana o singură dată.

Pe de altă parte, porțiunea de cadherine găsite în interiorul celulei este extrem de conservatoare și constă din 150 de aminoacizi. Acest domeniu se leagă de citoscheletul de actină cu ajutorul proteinelor citosolice numite catenine.

Tipuri

Există mai mult de 20 de tipuri diferite de cadherine, care sunt clasificate în moduri diferite, în funcție de autori. Astfel, de exemplu, unii autori recunosc două grupuri sau subfamilii, în timp ce alții recunosc șase. Conform celor dintâi, cadherinele pot fi împărțite în:

Cadherine clasice sau tip I

Numite și cadherine tradiționale. În această grupă sunt incluse cadherinele care au fost numite în funcție de țesutul în care au fost găsite pentru prima dată, cum ar fi E-cadherină (epitelială), N-cadherină (neurală), P-cadherină (placentară), L-cadherină ( ficat) și R-cadherină (retină). Cu toate acestea, aceste glicoproteine ​​pot fi găsite în diferite țesuturi.

De exemplu, N-cadherina, pe lângă faptul că este prezentă în țesutul neural, poate fi localizată și în țesuturile testiculelor, rinichilor, ficatului și musculaturii cardiace.

Cadherine atipice sau de tip II

Numită și netradițional sau neclasic. Acestea includ desmogleine și desmocholine, care formează joncțiuni la nivelul desmosomilor intercelulari. Există, de asemenea, protadadine, caracterizate prin lipsa conexiunilor cu citoscheletul de actină.

Toți acești cadherini sunt separați de alții care nu sunt tradiționali, de unii autori, în trei grupuri independente. Restul cadherinelor atipice includ T-cadherina, care nu au domenii transmembranare și citoplasmice, și o variantă de E-cadherină, care se găsește în afara celulei și se numește Evar-cadherină.

caracteristici

Sunt glicoproteine ​​dependente de calciu care se găsesc aproape exclusiv în țesuturile animale. Majoritatea sunt transmembrane cu un singur pas; cu alte cuvinte, acestea sunt prezente în membrana celulară, traversând-o dintr-o parte în alta o singură dată.

Cadherinele participă în principal la unirea dintre celulele care prezintă caracteristici fenotipice semilare (legături homotipice sau homofile). Legăturile celulare realizate de aceste molecule (legături cadherină-cadherină) sunt de aproximativ 200 de ori mai puternice decât alte legături proteină-proteină.

În cadherine tradiționale, domeniul citoplasmatic este extrem de conservator. Acest lucru înseamnă că compoziția sa este similară la diferitele cadenine.

Caracteristici

Funcția principală a cadherinelor este de a permite joncțiunile celulare permanente în timp, motiv pentru care joacă un rol fundamental în procese precum dezvoltarea embrionară, morfogeneza, diferențierea și menținerea structurală a țesuturilor epiteliale la nivelul pielii și intestinului, precum și la formarea axonului.

Această funcție este reglementată în parte de terminalul -COOH prezent în porțiunea intracelulară sau domeniul glicoproteinei. Acest terminal interacționează cu molecule numite catenine, care la rândul lor interacționează cu elemente din citoscheletul celulei.

Alte funcții ale cadherinelor includ selectivitatea (alegerea ce alte celule să se alăture) și semnalizarea celulelor, stabilirea polarității celulare și reglarea apoptozei. Acesta din urmă este un mecanism al morții celulare controlat intern de același organism pentru a-și regla dezvoltarea.

Cadherine și cancer

Defecțiunea cadherinelor este implicată în dezvoltarea diferitelor tipuri de cancer. Această defecțiune se poate datora modificărilor expresiei cadherinelor și cateninelor, precum și activării semnalelor care împiedică unirea celulelor.

Eșuând la legarea celulară a cadherinelor, acest lucru permite celulelor tumorale să-și crească motilitatea și să fie eliberate, apoi să invadeze țesuturile adiacente prin ganglioni și vase de sânge.

E-Cadherina Benigma de la sân. Micrografie de hiperplazie lobulară atipică. Luate și editate din: Nephron.

Când aceste celule ajung la organele țintă, ele invadează și proliferează, obținând caractere invazive și metastatice. Majoritatea studiilor care au legat cadherinele cu procesele de creștere cancerigene s-au concentrat asupra E-cadherinei.

Acest tip de cadherină este implicat în cancerul de colon, stomac, sân, ovar și plămâni, printre altele. Aceasta nu este însă singura cadherină legată de cancer. N-cadherina, de exemplu, joacă un rol în mezoteliomele pleurale și rabdomiosarcomele.

Referințe

1. Cadherin. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Mecanismul și dinamica aderenței la cadherină. Revizuirea anuală a ingineriei biomedicale.
3. F. Nolletl, P. Kools P, și F. Van Roy (2000). Analiza filogenetică a Superfamiliei Cadherin permite identificarea a șase subfamilii majore pe lângă mai mulți membri solitari. Journal of Molecular Biology.
4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: un element cheie în transformarea neoplazică. Journal of Evidence and Clinical Research.
5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Structura și funcția moleculelor de adeziune celulară. Revista Americană de Medicină.
6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Adeziunea și semnalizarea celulelor de către cadherine și Ig-CAM s în cancer. Recenzii ale naturii Rac.