¿Qué es la laminina?
La laminina es una de las proteínas que constituye la matriz extracelular de la membrana basal de los tejidos epiteliales en los vertebrados. Este tipo de proteínas proporciona un soporte de unión entre las células de los tejidos conjuntivos, de modo que funcionan en la cohesión y compactación de estos.
Generalmente, las lamininas se encargan de ordenar la intrincada red de proteínas que conforma la matriz extracelular o membrana basal de los tejidos. Típicamente, están asociadas a proteínas como el colágeno, los proteoglicanos, las entactinas y los heparán sulfatos.
Esta intrincada membrana basal, ordenada por las lamininas, separa las partes epiteliales de los tejidos, es decir, cada matriz extracelular separa el endotelio del mesoteltio y la matriz extracelular del mesotelito separa esta capa del epitelio.
Muchas investigaciones han demostrado que la expresión de genes de lamininas mutados es potencialmente letal para una célula, ya que también se encargan de regular casi todas las complejas interacciones que ocurren dentro de la membrana basal.
Existe una gran diversidad de familias de lamininas en todos los vertebrados, que varían en composición, forma, función y origen. En un mismo individuo, en tejidos diferentes, pueden encontrarse lamininas distintas, cada una adaptada al entorno del tejido que la expresa.
Características de la laminina
– Tipo de molécula. Es una glucoproteína de la matriz extracelular.
– Ubicación. Se encuentra principalmente en la lámina basal o membrana basal de los tejidos animales.
– Peso molecular elevado. Las lamininas tienen una masa molecular aproximada de 140-400 kDa o incluso mayor según la isoforma.
– Estructura heterotrimérica. Están formadas por tres cadenas polipeptídicas distintas llamadas α (alfa), β (beta) y γ (gamma).
– Unión entre cadenas. Estas cadenas se unen mediante puentes disulfuro.
– Forma característica. La molécula adopta una estructura en forma de cruz, con un brazo largo y tres brazos cortos con dominios globulares.
– Proteína multidominio. Cada cadena posee varios dominios estructurales diferentes.
– Familia de proteínas. La laminina no es una sola proteína, sino una familia con múltiples isoformas o combinaciones de cadenas α, β y γ.
– Longitud aproximada. La molécula puede alcanzar alrededor de 120 nm de longitud.
Estructura de la laminina
A pesar de la gran cantidad de funciones que regulan las lamininas, estas poseen una estructura bastante simple que, en su mayoría, se conserva entre los diferentes tipos que se conocen.
Cada laminina se compone de tres cadenas diferentes entrelazadas entre sí formando una especie de fibra entretejida. Cada una de las tres cadenas es identificada como alfa (α), beta (β) y gamma (γ).
La formación del trímero de cada laminina depende de la unión de la región C-terminal de cada una de sus cadenas. En el interior de cada molécula, estas cadenas se emparejan a través de enlaces peptídicos y tres puentes disulfuro que le otorgan a la estructura una gran resistencia mecánica.
Las observaciones realizadas mediante microscopia electrónica de los monómeros típicos de laminina han detallado que la estructura es una especie de cruz asimétrica que posee un brazo largo de aproximadamente 77 nm (nanómetros) que se caracteriza por una forma globular prominente en uno de sus extremos.
Además, se observan tres brazos cortos, dos de aproximadamente 34 nm y uno de aproximadamente 48 nm. Cada brazo termina en un extremo globular, similar al de la cadena principal, pero más pequeño en tamaño.
La diferencia entre los distintos tipos de lamininas se debe principalmente a las diferencias en las cadenas α, que pueden plegarse en al menos tres formas diferentes; aunque en la actualidad se han identificado variaciones para todas las cadenas:
- 5 variaciones o cadenas diferentes de la laminina α
- 3 variaciones de las cadenas β
- 3 variaciones para las cadenas γ
Funciones de la laminina
- Adhesión celular. Permite que las células se adhieran a la membrana basal, uniéndose a receptores de la membrana como las integrinas.
- Organización de la membrana basal. Ayuda a formar y organizar la red de proteínas de la matriz extracelular junto con colágeno, proteoglucanos y otras moléculas.
- Soporte estructural de los tejidos. Actúa como andamiaje o soporte que mantiene la estabilidad y la arquitectura de los tejidos.
- Regulación del comportamiento celular. Influye en procesos celulares como la diferenciación, migración y organización de las células.
- Participación en el desarrollo y formación de órganos. Interviene en el desarrollo embrionario y la organogénesis, guiando la organización de los tejidos.
- Conexión entre células y matriz extracelular. Permite la interacción entre las células y los componentes de la matriz, manteniendo la integridad de los tejidos.
Nomenclatura y tipos de laminina
Los bioquímicos consideran a la familia de lamininas como una familia de proteínas muy grande, de la cual aún se conocen pocos de sus miembros. Sin embargo, las herramientas modernas permitirán que, en poco tiempo, se vislumbren nuevos tipos de lamininas.
Tales proteínas son identificadas cada una con un número, comenzando por el 1 terminando la numeración en 15 (laminina-1, laminina-2… laminina-15).
También se utiliza otro tipo de nomenclatura, que indica cual es el tipo de cadena que posee cada laminina. Por ejemplo, la laminina-11 está compuesta por una cadena alfa (α)-5, por una cadena beta (β)-2 y por una cadena gamma (γ)-1, por lo que puede nombrarse laminina-521.
Además, cada laminina es clasificada según la función que con la que se asocie y también según el tejido específico del cuerpo en el que participa. Algunos ejemplos de lamininas son:
- Laminina-1: que participa en el desarrollo epitelial
- Laminina-2: involucrada en el desarrollo miogénico de todos los tejidos, del sistema nervioso periférico y de la matriz de los glomérulos.
- Laminina-3: participa en las uniones mio-tendinosas
- Laminina-4: funciona en las uniones neuromusculares y en la matriz mesangial de los glomérulos
- Laminina-5, 6 y 7: actúan preferentemente en los tejidos epidérmicos.
Referencias
- Miner, J.H., Yurchenco, P.D. Laminin functions in tissue morphogenesis. Annu. Rev. Cell Dev. Biol.
- Rasmussen, D.G.K., Karsdal, M.A. Laminins. In Biochemistry of Collagens, Laminins and Elastin. Academic Press.
- Sasaki, T., Fässler, R., Hohenester, E. Laminin: the crux of basement membrane assembly. The Journal of cell biology.
- Timpl, R., Engel, J., Martin, G.R. Laminin—a multifunctional protein of basement membranes. Trends in Biochemical Sciences.
- Tryggvason, K. The laminin family. Current opinion in cell biology.