Matriz orgânica solúvel do nacre da concha do bivalve Anodonta cygnea

Mestrado em Biologia Aplicada - Biologia Molecular e CelularA biomineralização da concha dos moluscos é um processo controlado por uma matriz orgânica extracelular secretada para o espaço extrapaleal pelo epitélio calcificante. Já foram realizados alguns estudos dos quais se obtiveram algumas respostas sobre os constituintes da matriz. No entanto, quase todos tiveram como objeto de estudo moluscos das famílias Pteriidae e Pinnidae. Neste trabalho o animal estudado, o bivalve Anodonta cygnea, pertence à família Unionidae da qual se sabe muito pouco no que respeita à sua matriz orgânica. Das duas frações possíveis de obter pelo processo de extração apenas uma, a fração solúvel, foi analisada. A análise ocorreu a vários níveis nomeadamente ao nível da caracterização bioquímica por eletroforese, quantificação de matéria existente e localização da matriz diretamente na concha através da técnica de “immunogold”. Foram também produzidos anticorpos policlonais para a matriz e construída uma biblioteca de ADN complementar ao ARN mensageiro existente no epitélio calcificante sendo neste caso o folheto externo do manto. Da análise em eletroforese foram detetadas cinco frações proteicas de pesos moleculares de aproximadamente 106, 74, 59, 49 e 40KDa. A pequena quantidade de proteínas totais e de glicosaminoglicanos obtida da extração comprovou os demais estudos que referem que a percentagem de matriz orgânica existente na concha é baixa quando comparada com a componente inorgânica, neste caso constituída por carbonato de cálcio na forma de cristais de aragonite. Pela técnica de “immunogold” verificou-se que a matriz orgânica encontra-se essencialmente nos espaços intercristalinos mas existe também associada aos próprios cristais. Os resultados encontrados neste trabalho para esta espécie ao nível da caracterização bioquímica são semelhantes aos descritos no estudo de outra espécie da mesma família. Relativamente à localização da matriz orgânica na concha esta apresenta distribuição semelhante à da espécie Pinna nobilis embora pertençam a famílias diferentes. Apesar dos milhares de anos de evolução divergente, isto sugere que a matriz orgânica não deverá variar muito entre famílias na sua constituição e organização.The biomineralization process of mollusc’s shell is controlled by an extracellular organic matrix which is produced by the calcifying epithelium and secreted into the extrapallial space. Some studies have already been performed and give some answers about organic matrix constituents. However almost all of them were on species of the families Pteriidae and Pinnidae. In the present work the study animal is the freshwater bivalve Anodonta cygnea, belonging to the Unionidae family, from which little is known about its organic matrix. From the extraction process it is possible to achieve two fractions of organic matrix, but only one, the soluble fraction, was the object of this study. Different techniques were used, including biochemical characterization by electrophoresis, quantification and detection of the matrix directly in the shell through the immunogold technique. Were also produced polyclonal antibodies against the organic matrix and a complementary DNA library, constructed with the messenger RNA of the outer mantle epithelium, which is in this animal the calcifying epithelium, used as a template. From the electrophoretic analysis five protein fractions were detected with molecular weights of approximately 106, 74, 59, 49 and 40 KDa. The small amount of the total protein and glycosaminoglycans obtained from the extraction indicate the low percentage of organic matrix when compared to the inorganic fraction which is in this case calcium carbonate in the form of aragonite crystals, situation confirmed in other studies. By the immunogold technique it was found that the organic matrix is mainly intercrystalline but it can also be found within the crystals. The results found in terms of biochemical characterization in this study with Anodonta cygnea are similar to those described for other members of this family. Regarding to the localization of the organic matrix in the shell, the results obtained are very similar to the localization founded in the Pinna nobilis although they belong to the different families. This suggests that the thousands of years of divergent evolution should not vary greatly between families in terms of constitution and organization of the organic matrix