Mga intercellular contact Plano
I. Kahulugan ng adhesion at ang kahalagahan nito
II. Mga malagkit na protina
III. Mga intercellular contact
1.Cage-to-cage contact
2.Mga contact sa cell-matrix
3. Mga protina ng intercellular matrix Pagpapasiya ng Pagdirikit
Ang cell adhesion ay ang koneksyon ng mga cell na humahantong sa
pagbuo ng ilang mga tamang uri ng histological
mga istrukturang partikular sa mga uri ng cell na ito.
Tinutukoy ng mga mekanismo ng pagdirikit ang arkitektura ng katawan - hugis nito,
mekanikal na katangian at pamamahagi ng iba't ibang uri ng cell. Ang kahalagahan ng intercellular adhesion
Ang mga cell junction ay bumubuo ng mga landas ng komunikasyon, na nagpapahintulot sa mga cell
pagpapalitan ng mga signal na nag-uugnay sa kanilang pag-uugali at
kinokontrol ang pagpapahayag ng gene.
Mga attachment sa kalapit na mga cell at ang impluwensya ng extracellular matrix
oryentasyon ng mga panloob na istruktura ng cell.
Ang pagtatatag at pagkalagot ng mga contact, pagbabago ng matrix ay kasangkot sa
paglipat ng mga selula sa loob ng isang umuunlad na organismo at gabayan sila
paggalaw sa panahon ng mga proseso ng pag-aayos. Mga malagkit na protina
Pagtutukoy ng cell adhesion
tinutukoy ng presensya sa ibabaw ng mga selula
mga protina ng cell adhesion
Mga protina ng pagdirikit
Integrins
Ig-like
mga ardilya
Selectins
Mga Cadherin Mga Cadherin
Ipinakita ng mga Cadherin ang kanilang
kakayahang malagkit
lamang
sa pagkakaroon ng mga ion
2+
Ca.
Klasiko sa istraktura
si cadherin ay
protina ng transmembrane
umiiral sa anyo
parallel dimer.
Ang mga cadherin ay matatagpuan sa
kumplikadong may mga catenin.
Makilahok sa intercellular
pagdirikit. Integrins
Ang mga integrin ay mahalagang mga protina
αβ heterodimeric na istraktura.
Makilahok sa pagbuo ng mga contact
mga cell na may matrix.
Nakikilalang locus sa mga ligand na ito
ay tripeptide
pagkakasunod-sunod –Arg-Gly-Asp
(RGD). Selectins
Ang mga pili ay
monomeric na protina. Ang kanilang N-terminal na domain
may mga katangian ng lectin, i.e.
ay may partikular na kaugnayan sa isang bagay o
isa pang terminal monosaccharide
oligosaccharide chain.
Kaya, makikilala ng mga pili
ilang bahagi ng carbohydrate
ibabaw ng cell.
Ang domain ng lectin ay sinusundan ng isang serye ng
tatlo hanggang sampung iba pang mga domain. Isa sa kanila
nakakaimpluwensya sa conformation ng unang domain,
at ang iba ay nakikibahagi
pagbubuklod ng carbohydrates.
Ang mga Selectin ay may mahalagang papel sa
ang proseso ng transmigration ng mga leukocytes sa
lugar ng pinsala dahil sa pamamaga
L-selectin (leukocytes)
mga reaksyon.
E-selectin (mga endothelial cells)
P-selectin (mga platelet) Ig-like proteins (ICAMs)
Ang malagkit na Ig at Ig-like na protina ay matatagpuan sa ibabaw
lymphoid at ilang iba pang mga cell (halimbawa, mga endothelial cells),
kumikilos bilang mga receptor. B cell receptor
Ang B cell receptor ay may
istraktura na malapit sa istraktura
mga klasikal na immunoglobulin.
Binubuo ito ng dalawang magkapareho
mabibigat na kadena at dalawang magkapareho
mga light chain na konektado sa pagitan
ilang bisulfide
mga tulay.
Ang mga B cell ng parehong clone ay mayroon
ibabaw Ig isa lamang
immunospecificity.
Samakatuwid, ang B lymphocytes ay ang pinaka
partikular na tumugon sa
antigens. T cell receptor
Ang T cell receptor ay binubuo ng
mula sa isang α at isang β chain,
naka-link ang bisulfide
tulay.
Sa mga alpha at beta chain maaari mo
highlight variable at
pare-parehong mga domain. Mga uri ng mga molekular na compound
Ang pagdirikit ay maaaring isagawa sa
batay sa dalawang mekanismo:
a) homophilic – mga molekula
single cell adhesion
magbigkis sa mga molekula
parehong uri ng kalapit na cell;
b) heterophilic, kapag dalawa
mayroon ang mga cell sa kanilang
iba't ibang uri ng ibabaw
mga molekula ng pagdirikit, na
makipag-usap sa isa't isa. Mga contact sa cell
Cell - cell
1) Simpleng uri ng mga contact:
a) pandikit
b) interdigitation (daliri
koneksyon)
2) mga contact ng uri ng clutch -
desmosome at malagkit na banda;
3) uri ng pag-lock ng mga contact -
mahigpit na koneksyon
4) Mga contact sa komunikasyon
a) mga koneksyon
b) synapses
Cell - matris
1) Hemidesmosome;
2) Mga focal contact Mga uri ng tela ng arkitektura
Epithelial
Maraming mga cell - kakaunti
intercellular
mga sangkap
Intercellular
mga contact
Kumokonekta
Maraming intercellular
mga sangkap - ilang mga cell
Mga cell contact sa
matris Pangkalahatang diagram ng istraktura ng cellular
mga contact
Mga intercellular contact, pati na rin ang mga contact
Ang mga cell na may intercellular contact ay nabuo sa pamamagitan ng
sumusunod na diagram:
Elemento ng cytoskeletal
(actin- o intermediate
filament)
Cytoplasm
Isang bilang ng mga espesyal na protina
Plasmalemma
Intercellular
space
Transmembrane adhesion protein
(integrin o cadherin)
Ligand ng protina ng transmembrane
Ang parehong puti sa lamad ng isa pang cell, o
protina ng extracellular matrix Simpleng uri ng mga contact
Malagkit na koneksyon
Ito ay isang simpleng rapprochement
plasma lamad ng mga kalapit na mga cell sa
distansya 15-20 nm wala
espesyal na edukasyon
mga istruktura. Kung saan
nakikipag-ugnayan ang mga lamad ng plasma
gamit ang bawat isa
tiyak na pandikit
glycoproteins - cadherins,
integrins, atbp.
Mga contact sa pandikit
kumakatawan sa mga puntos
attachment ng actin
mga filament. Simpleng uri ng mga contact
Interdigitation
Interdigitation (digital
koneksyon) (No. 2 sa figure)
kumakatawan sa isang contact kung kailan
kung saan ang plasmalemma ng dalawang selula,
sinasamahan
kaibigan
kaibigan,
unang pumasok sa cytoplasm
isa at pagkatapos ay ang susunod na cell.
Sa likod
suriin
interdigitations
nadadagdagan
lakas
mga koneksyon sa cell at ang kanilang lugar
contact. Simpleng uri ng mga contact
Natagpuan sa mga epithelial tissue, dito sila bumubuo sa paligid
ang bawat cell ay may girdle (adhesion zone);
Sa nerbiyos at nag-uugnay na mga tisyu sila ay naroroon sa anyo ng punctate
mga mensahe sa cell;
Nagbibigay ng hindi direktang komunikasyon sa kalamnan ng puso
contractile apparatus ng cardiomyocytes;
Kasama ng mga desmosome, ang mga malagkit na contact ay bumubuo ng mga intercalated na disc
sa pagitan ng mga myocardial cells. Mga contact sa uri ng pagsasama
Mga Desmosome
Hemidesmosome
sinturon
clutch Mga contact sa uri ng pagsasama
Desmosome
Ang desmosome ay isang maliit na bilog na istraktura
naglalaman ng mga tiyak na intra- at intercellular na elemento. Desmosome
Sa rehiyon ng desmosome
plasma lamad ng parehong mga cell na may
ang mga panloob na gilid ay makapal -
dahil sa mga desmoplakin na protina,
pagbuo ng karagdagang
layer.
Mula sa layer na ito papunta sa cytoplasm ng cell
isang grupo ng mga intermediate ang lumalabas
mga filament.
Sa rehiyon ng desmosome
espasyo sa pagitan
mga lamad ng plasma ng pakikipag-ugnay
ang mga cell ay bahagyang pinalawak at
napuno ng makapal
glycocalyx, na kung saan ay permeated
cadherins – desmoglein at
desmocollin. Hemidesmosome
Ang hemidesmosome ay nagbibigay ng cell contact sa basement membrane.
Ang istraktura ng hemidesmosome ay kahawig ng mga desmosome at naglalaman din
intermediate filament, gayunpaman, ay nabuo sa pamamagitan ng iba pang mga protina.
Ang pangunahing mga protina ng transmembrane ay mga integrin at collagen XVII. SA
sila ay konektado sa pamamagitan ng mga intermediate filament na may partisipasyon ng dystonin
at plectin. Ang pangunahing protina ng intercellular matrix kung saan ang mga cell
nakakabit sa pamamagitan ng hemidesmosome - laminin. Hemidesmosome Clutch Belt
Malagkit na sinturon (adhesion belt, girdle desmosome)
(zonula adherens), - ipinares na mga pormasyon sa anyo ng mga ribbons, bawat isa
na pumapalibot sa apikal na bahagi ng mga kalapit na selula at
tinitiyak ang kanilang pagdirikit sa isa't isa sa lugar na ito. Mga protina ng adhesion belt
1. Pagpapakapal ng plasmalemma
mula sa cytoplasm
nabuo sa pamamagitan ng vinculin;
2. Mga thread na umaabot sa
nabuo ang cytoplasm
actin;
3. Cohesion na protina
Ang e-cadherin ay kumikilos. Talaan ng paghahambing ng contact
uri ng klats
Uri ng contact
Desmosome
Tambalan
Mga pampalapot
mula sa labas
cytoplasm
Pagsasama
protina, uri
clutch
Mga thread,
paalis sa
cytoplasm
Cell-cell
Desmoplakin
Cadherin,
homophilous
Nasa pagitan
mga filament
Dystonin at
plectin
Integrin,
heterophilic
may laminin
Nasa pagitan
mga filament
Vinculin
Cadherin,
homophilous
Actin
Hemidesmosome Cell Intercellular
matris
Mga sinturon
clutch
Cell-cell Mga contact sa uri ng pagsasama
1. Ang mga desmosome ay nabuo sa pagitan ng mga selula ng tissue,
nakalantad sa mekanikal na stress
(epithelial
mga selula,
mga selula
puso
kalamnan);
2. Ikinonekta ng mga hemidesmosome ang mga epithelial cells sa
basement lamad;
3. Ang mga malagkit na banda ay matatagpuan sa apical zone
single-layer epithelium, kadalasang katabi ng siksik
contact. Pag-lock ng uri ng contact
Mahigpit na kontak
Plasmolemmas ng mga selula
magkatabi
malapit, nakikipag-ugnayan sa
gamit ang mga espesyal na protina.
Tinitiyak nito
maaasahang paghihiwalay ng dalawa
mga kapaligiran na matatagpuan sa iba't ibang
panig mula sa layer ng mga cell.
Naipamahagi
sa epithelial tissues, kung saan
magkasundo
pinaka apikal na bahagi
mga selula (lat. zonula occludens). Mga protina ng masikip na junction
Ang pangunahing protina ng siksik
ang mga contact ay sina claudin at
occludins.
Sa pamamagitan ng isang serye ng mga espesyal na protina sa kanila
nakakabit si actin.
Gap joints (nexes,
electrical synapses, ephapses)
Ang nexus ay may hugis ng bilog na may diameter
0.5-0.3 microns.
Ang mga lamad ng plasma ay nakikipag-ugnay
ang mga selula ay magkadikit at tumagos
maraming channel,
na nagbubuklod sa cytoplasm
mga selula.
Ang bawat channel ay binubuo ng dalawa
kalahati ay mga connexon. Connexon
tumagos sa lamad na may isa lamang
mga cell at nakausli sa intercellular
ang puwang kung saan ito sumasama sa pangalawa
koneksyon. Istraktura ng ephaps (Gap junction) Transport ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga koneksyon
Sa pagitan ng pakikipag-ugnayan
umiiral sa pamamagitan ng mga cell
elektrikal at
metabolic na koneksyon.
Sa pamamagitan ng connexon channels kaya nila
nagkakalat
mga inorganic na ion at
mababang molekular na timbang
mga organikong compound -
asukal, amino acid,
mga intermediate na produkto
metabolismo.
Nagbabago ang mga ion ng Ca2+
pagsasaayos ng mga koneksyon -
upang ang lumen ng mga channel
nagsasara. Mga contact sa uri ng komunikasyon
Synapses
Ang mga synapses ay nagsisilbing magpadala ng mga signal
mula sa isang excitable cell patungo sa isa pa.
Sa isang synaps mayroong:
1) presynaptic membrane
(PreM) na kabilang sa isa
kulungan;
2) synaptic cleft;
3) postsynaptic lamad
(PoM) – bahagi ng plasmalemma ng isa pa
mga selula.
Karaniwan ang signal ay ipinadala
kemikal na sangkap - tagapamagitan:
ang huli ay nagkakalat mula sa PreM at
nakakaapekto sa tiyak
mga receptor sa PoM. Mga koneksyon sa komunikasyon
Natagpuan sa nasasabik na mga tisyu (kinakabahan at kalamnan) Mga koneksyon sa komunikasyon
Uri
Synapty
cheskaya
gap
Isinagawa
hindi
hudyat
Synaptic
delayed ako
Bilis
salpok
Katumpakan
mga paglilipat
hudyat
Excitation
/ pagpepreno
Kakayahang
morphophysiol
ogic
mga pagbabago
Chem.
Malapad
(20-50 nm)
Mahigpit mula sa
PreM to
PoM
+
sa ibaba
Mas mataas
+/+
+
Ephas
Makitid (5
nm)
Sa alinmang
nakadirekta
II
-
Mas mataas
sa ibaba
+/-
-Plasmodesmata
Ang mga ito ay mga cytoplasmic na tulay na nag-uugnay sa katabi
mga selula ng halaman.
Ang Plasmodesmata ay dumadaan sa canaliculi ng mga pore field
pangunahing pader ng cell, ang lukab ng mga tubules ay may linya na may plasmalemma.
Hindi tulad ng mga desmosome ng hayop, ang plasmodesmata ng halaman ay tuwid na bumubuo
nagbibigay ng cytoplasmic intercellular contact
intercellular transport ng mga ions at metabolites.
Ang isang koleksyon ng mga cell na pinagsama ng plasmodesmata ay bumubuo ng isang symplast. Mga contact ng focal cell
Mga focal contact
kumakatawan sa mga contact
sa pagitan ng mga cell at extracellular
matris.
Mga protina ng transmembrane
focal contact adhesion
ay iba't ibang integrin.
Mula sa loob
plasma lamad sa integrin
actin attached
gamit ang mga filament
mga intermediate na protina.
Extracellular ligand
kumikilos ang mga extracellular protein
matris.
Natagpuan sa connective
mga tela Mga intercellular na protina
matris
Pandikit
1. Fibronectin
2. Vitronectin
3. Laminin
4. Nidogen (entactin)
5. Fibrillar collagens
6. Uri ng IV collagen
Anti-adhesive
1. Osteonectin
2. tenascin
3. thrombospondin Ang mga protina ng pagdirikit bilang isang halimbawa
fibronectin
Ang Fibronectin ay isang glycoprotein na binuo
ng dalawang magkaparehong polypeptide chain,
konektado sa pamamagitan ng disulfide bridges
kanilang C-termini.
Ang fibronectin polypeptide chain ay naglalaman ng
7-8 na domain, sa bawat isa
may mga tiyak na sentro para sa
pagbubuklod ng iba't ibang sangkap.
Dahil sa istraktura nito, maaari ang fibronectin
gumaganap ng isang pinagsama-samang papel sa organisasyon
intercellular substance, pati na rin
itaguyod ang pagdirikit ng cell. Ang Fibronectin ay may binding site para sa transglutaminase, isang enzyme
catalyzing ang reaksyon ng pagsasama-sama ng glutamine residues sa isa
polypeptide chain na may lysine residues ng isa pang molekula ng protina.
Pinapayagan nito ang cross-linking ng mga molekula sa pamamagitan ng cross-linking covalent bonds.
fibronectin sa bawat isa, collagen at iba pang mga protina.
Sa ganitong paraan, ang mga istruktura na nagmumula sa pamamagitan ng self-assembly
naayos ng malakas na covalent bond. Mga uri ng fibronectin
Mayroong isang peptide gene sa genome ng tao
fibronectin chain, ngunit bilang isang resulta
alternatibo
paghihiwalay
At
post-translational
mga pagbabago
Maraming anyo ng protina ang nabuo.
2 pangunahing anyo ng fibronectin:
1.
Tela
(hindi matutunaw)
fibronectin
synthesized
fibroblast o endothelial cells,
mga gliocytes
At
epithelial
mga selula;
2.
Plasma
(natutunaw)
fibronectin
synthesized
hepatocytes at mga selula ng reticuloendothelial system. Mga function ng fibronectin
Ang Fibronectin ay kasangkot sa iba't ibang mga proseso:
1. Pagdirikit at pagkalat ng epithelial at mesenchymal
mga selula;
2. Pagpapasigla ng paglaganap at paglipat ng embryonic at
mga selula ng tumor;
3. Pagkontrol ng pagkakaiba-iba at pagpapanatili ng cytoskeleton
mga selula;
4. Pakikilahok sa mga proseso ng nagpapasiklab at reparative. Konklusyon
Kaya, ang sistema ng mga contact sa cell, mga mekanismo
cell adhesion at extracellular matrix plays
isang pangunahing papel sa lahat ng mga pagpapakita ng organisasyon,
paggana at dinamika ng mga multicellular na organismo.
ang kakayahan ng mga cell na sumunod sa isa't isa at sa iba't ibang mga substrate
Cell ADHESION(mula sa Latin adhaesio- pagdirikit), ang kanilang kakayahang sumunod sa isa't isa at sa iba't ibang mga substrate. Ang pagdirikit ay maliwanag na tinutukoy ng glycocalyx at lipoproteins ng lamad ng plasma. Mayroong dalawang pangunahing uri ng cell adhesion: cell-extracellular matrix at cell-cell. Kabilang sa mga cell adhesion protein ang: mga integrin, na gumagana bilang parehong cell-substrate at intercellular adhesion receptor; Ang mga selectin ay mga molekula ng pagdirikit na nagsisiguro ng pagdirikit ng mga leukocytes sa mga endothelial cells; cadherins - homophilic intercellular proteins na umaasa sa calcium; adhesion receptors ng immunoglobulin superfamily, na lalong mahalaga sa embryogenesis, pagpapagaling ng sugat at immune response; Ang mga homing receptor ay mga molekula na nagsisiguro na ang mga lymphocyte ay pumapasok sa partikular na lymphoid tissue. Karamihan sa mga cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng selective adhesion: pagkatapos ng artipisyal na paghihiwalay ng mga cell mula sa iba't ibang organismo o tisyu, karamihan sa mga cell ng parehong uri ay nagtitipon (nagsasama-sama) mula sa suspensyon sa magkakahiwalay na mga kumpol. Naaabala ang pagdirikit kapag ang mga Ca 2+ ions ay inalis mula sa medium, ang mga cell ay ginagamot ng mga partikular na enzyme (halimbawa, trypsin) at mabilis na naibabalik pagkatapos alisin ang dissociating agent. Ang kakayahan ng mga selulang tumor na mag-metastasis ay nauugnay sa may kapansanan sa pagpili ng pagdirikit.
Tingnan din:
Glycocalyx
GLYCOCALYX(mula sa Greek glykys- matamis at latin kallum- makapal na balat), isang glycoprotein complex na kasama sa panlabas na ibabaw ng lamad ng plasma sa mga selula ng hayop. Kapal - ilang sampu ng nanometer...
Agglutination
AGLUTINASYON(mula sa Latin agglutinatio- pagdirikit), gluing at pagsasama-sama ng mga antigenic particle (halimbawa, bacteria, erythrocytes, leukocytes at iba pang mga cell), pati na rin ang anumang inert particle na puno ng antigens, sa ilalim ng pagkilos ng mga tiyak na antibodies - agglutinins. Nangyayari sa katawan at maaaring maobserbahan sa vitro...
Sa panahon ng pagbuo ng tissue at sa panahon ng paggana nito, isang mahalagang papel ang ginagampanan ng mga proseso ng intercellular communication - pagkilala at pagdirikit.
Pagkilala- tiyak na pakikipag-ugnayan ng isang cell sa isa pang cell o extracellular matrix. Bilang resulta ng pagkilala, ang mga sumusunod na proseso ay hindi maiiwasang mabuo: paghinto ng paglipat ng cell cell adhesion pagbuo ng adhesive at espesyal na intercellular contact pagbuo ng cellular ensembles (morphogenesis) interaksyon ng mga cell sa isa't isa sa ensemble, sa mga cell ng iba mga istruktura at molekula ng extracellular matrix.
Pagdirikit- sabay-sabay na bunga ng proseso ng cellular recognition at mekanismo ng pagpapatupad nito - ang proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga partikular na glycoproteins ng contacting plasma membranes ng mga cellular partner na kinikilala ang isa't isa (Fig. 4-4) o partikular na glycoproteins ng plasma lamad at ang extracellular matrix. Kung ang mga espesyal na glycoprotein ng mga lamad ng plasma ng mga nakikipag-ugnay na mga cell ay bumubuo ng mga bono, nangangahulugan ito na ang mga selula ay nakikilala ang isa't isa. Kung ang mga espesyal na glycoproteins ng mga lamad ng plasma ng mga cell na kinikilala ang bawat isa ay nananatili sa isang nakagapos na estado, kung gayon sinusuportahan nito ang pagdirikit ng cell - pagdirikit ng cell.
kanin. 4-4. Mga molekula ng pagdirikit sa intercellular na komunikasyon. Ang pakikipag-ugnayan ng transmembrane adhesion molecules (cadherins) ay nagsisiguro na makilala ang mga cellular partner at ang kanilang attachment sa isa't isa (adhesion), na nagpapahintulot sa mga partner cell na bumuo ng gap junctions, gayundin ang pagpapadala ng mga signal mula sa cell patungo sa cell hindi lamang sa tulong ng diffusing molecules. , ngunit din sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng built-in sa lamad ng mga ligand kasama ang kanilang mga receptor sa lamad ng cell ng kasosyo.
Ang adhesion ay ang kakayahan ng mga cell na piliing nakakabit sa isa't isa o sa mga bahagi ng extracellular matrix. Ang pagdirikit ng cell ay natanto ng mga espesyal na glycoproteins - mga molekula ng pagdirikit. Ang paglaho ng mga molekula ng pagdirikit mula sa mga lamad ng plasma at pagkatanggal ng mga adhesive junction ay nagpapahintulot sa mga cell na magsimulang lumipat. Ang pagkilala sa mga molekula ng adhesion sa ibabaw ng iba pang mga cell o sa extracellular matrix sa pamamagitan ng paglilipat ng mga cell ay nagsisiguro na nakadirekta (naka-target) na paglipat ng cell. Sa madaling salita, sa panahon ng histogenesis, kinokontrol ng cell adhesion ang simula, kurso at pagtatapos ng cell migration at ang pagbuo ng mga cellular na komunidad; Ang pagdirikit ay isang kinakailangang kondisyon para sa pagpapanatili ng istraktura ng tissue. Ang attachment ng mga cell sa mga bahagi ng extracellular matrix ay isinasagawa sa pamamagitan ng point (focal) adhesive contact, at ang attachment ng mga cell sa bawat isa ay sa pamamagitan ng intercellular contact.
Ang mga intercellular at cell-substrate na anyo ng adhesion ay sumasailalim sa pagbuo ng mga tissue (morphogenesis) at nagbibigay ng ilang aspeto ng immune reactions ng katawan ng hayop. Tinutukoy ng adhesion, o adhesion, ang organisasyon ng epithelia at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa basement membrane.
May dahilan upang isaalang-alang ang mga integrin bilang ang pinaka sinaunang grupo ng mga molekula ng pagdirikit sa ebolusyon, ang ilan sa mga ito ay nagbibigay ng ilang mga aspeto ng cell-cell at cell-endothelial na pakikipag-ugnayan na mahalaga sa pagpapatupad ng mga immune reaction ng katawan (Kishimoto et al., 1999 ). Ang mga integrin ay mga bisubunit na protina na nauugnay sa cytoplasmic membrane ng mga eukaryotic cell. Ang mga Integrins a5P|, a4P|, avp3 ay kasangkot sa phagocytosis ng mga pathogen at cellular debris na na-opsonize ng fibronectin at (o) vitronectin (Blystone at Brown, 1999). Bilang isang patakaran, ang pagsipsip ng mga bagay na ito ay mahalaga kapag ang isang pangalawang signal ay natanggap, na nabuo sa ilalim ng mga eksperimentong kondisyon kapag ang protina kinase ay isinaaktibo ng mga phorbol esters (Blystone et al., 1994). Ang ligation ng integrin avp3 sa neutrophils ay nagpapagana ng FcR-mediated phagocytosis at paggawa ng mga reaktibong species ng oxygen ng cell (Senior et al., 1992). Dapat pansinin na ang mga integrin ligand, sa kabila ng kanilang pagkakaiba-iba sa istruktura, ay kadalasang naglalaman ng isang pagkakasunud-sunod ng 3 amino acid - arginine, glycine, aspartic acid (RGD), o isang motif ng pagdirikit na kinikilala ng mga integrin. Sa pagsasaalang-alang na ito, sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon, madalas na nagpapakita ang mga sintetikong RGD na naglalaman ng peptides, depende sa setting ng eksperimentong, alinman sa mga katangian ng mga agonist o mga inhibitor ng integrin ligands (Johansson, 1999).
Sa mga invertebrates, ang papel ng mga molekula ng pagdirikit ay pinaka lubusang pinag-aralan sa mga pag-aaral ng pagbuo ng sistema ng nerbiyos ng Drosophila melanogaster (Hortsch at Goodman, 1991) at ang morphogenesis ng nematode Caenorhabditis elegans (Kramer, 1994). Inihayag nila ang karamihan ng mga receptor ng adhesion at ang kanilang mga ligand na naroroon sa mga vertebrates, maliban sa mga selectin. Ang lahat ng mga molekulang ito, sa isang antas o iba pa, ay nakikilahok sa mga proseso ng pagdirikit, na nagbibigay din ng mga tugon sa immune sa mga invertebrate. Kasama ng mga ito, ang mga molekula tulad ng peroxynectin at plasma cell spreading peptide, na kasangkot din sa mga proseso ng pagdirikit, ay nakilala sa ilang mga invertebrates.
Sa iba't ibang mga kanser, ang sistema ng mga molekula ng pagdirikit at ang kanilang papel sa kaligtasan sa sakit ay napag-aralan nang mabuti (Johansson, 1999). Pinag-uusapan natin, sa partikular, ang tungkol sa mga protina sa mga selula ng dugo ng cancer na Pacifastacus leniusculus. Natuklasan nila ang protina na peroxynectin, na isa sa mga ligand ng mga pakikipag-ugnayan sa pagdirikit. Ang molekular na timbang nito ay humigit-kumulang 76 kDa, at responsable ito para sa pagdirikit at pagkalat ng mga selula ng dugo ng kanser (Johansson at Soderhall, 1988). Sa co-
Mga pangunahing pamilya ng mga molekula ng cell adhesion
|
Ang protina na ito ay naglalaman ng isang domain na may makabuluhang sukat, homologous sa istraktura at gumagana sa vertebrate myeloperoxidase. Kaya, ang peroxynectin molecule ay pinagsasama ang mga katangian ng adhesion at peroxidase proteins (Johansson et al., 1995). Sa rehiyon ng C-terminal ng peroxynectin, bilang bahagi ng domain ng peroxidase nito, mayroong isang sequence ng KGD (lysine, glycine, aspartic acid) na malamang na kasangkot sa pagdirikit at pagbubuklod sa mga integrin. Pinasisigla ng Peroxynectin ang mga proseso ng encapsulation at phagocytosis. Ang parehong mga aktibidad ng malagkit at peroxidase ng properoxynectin pagkatapos ng pagtatago nito mula sa mga cell ay isinaaktibo sa pagkakaroon ng lipopolysaccharides o p-1,3-glycans, na nauugnay sa pagkilos ng serine proteinases sa properoxynectin. Ang Integrin ay lumilitaw na isang receptor para sa peroxynectin. Bilang karagdagan sa integrin, ang peroxynectin ay maaari ding magbigkis sa iba pang mga protina sa ibabaw ng cell (Johansson et al., 1999). Kasama sa huli, sa partikular, (Cu, 2n) -superoxide dismutase, na isang ibabaw, non-transmembrane na protina ng cytoplasmic membrane. Ang pakikipag-ugnayan ng dalawang protina ay maaaring partikular na mahalaga sa paggawa ng mga antimicrobial derivatives.
Ang mga protina na tulad ng peroxynectin ay natukoy din sa iba pang mga arthropod. Ang isang cDNA na 78% na kapareho ng sa peroxynectinara ay nahiwalay sa mga selula ng dugo ng hipon na si Penaeus monodon. Naglalaman ito ng isang nucleotide sequence na naka-encode sa RLKKGDR sequence, na ganap na homologous sa mga inihambing na protina. Ang 80 kDa na protina mula sa mga selula ng shore crab na Carcinus maenas at ang 90 kDa na protina mula sa cockroach na Blaberus craniifer ay katulad din sa istruktura at functionally sa peroxynectin, na nagpapasigla sa pagdirikit at phagocytosis. Ang cDNA na responsable para sa synthesis ng putative peroxidase ay nakahiwalay din sa mga cell ng Drosophila. Bilang karagdagan, kilala itong mayroong 170 kDa extracellular matrix protein na mayroong peroxidase, Ig-like, leucine-rich, at procollagen-rich domains (Nelson et al., 1994). Ang mga homologous peroxidase sequence ay natagpuan din sa roundworm C. elegans.
Ang human myeloperoxidase (MPO) ay ipinakita din upang suportahan ang cell-molecular adhesion (Johansson et al., 1997) ng mga monocytes at neutrophils, ngunit hindi ng mga hindi nakikilalang HL-60 na mga cell. Ang adhesion receptor para sa MPO ay marahil ang ashp2 integrin (CDllb/CD18, o Mac-I, o type 3 complement receptor CR3).
Ipinapalagay na ang pagkakasunud-sunod na KLRDGDRFWWE, homologous sa kaukulang fragment ng peroxynectin molecule, ay responsable para sa mga katangian ng MPO na isinasaalang-alang. May dahilan upang maniwala na ang MPO na itinago ng mga neutrophil ay isang endogenous ligand ng ashp2 integrin nito. Ang palagay na ito ay "sinusuportahan ng obserbasyon na ang kakayahan ng mga antibodies sa MPO ng tao upang sugpuin ang pagdirikit ng cytokine-primed neutrophils sa plastic at collagen ay itinatag (Ehrenstein et al., 1992). Posible na ang pakikipag-ugnayan ng peroxidases sa mga integrin naganap na sa unang multicellular na hayop - mga espongha, dahil naglalaman ang mga ito ng parehong mga integrin (Brower et al., 1997) at peroxidases.
Ang mga invertebrate integrin ay kasangkot sa mga immune response tulad ng encapsulation at nodules formation. Ang posisyon na ito ay sinusuportahan ng mga eksperimento sa RGD peptides sa mga arthropod, mollusk at echinoderms. Pinipigilan ng RGD peptides ang pagkalat ng cell, encapsulation, pagsasama-sama at pagbuo ng nodule.
Sa mga invertebrate, maraming iba pang uri ng mga molekula ng protina ang kilala na nagtataguyod ng pagdirikit ng cell-cell at cell-substrate. Ito ay, halimbawa, 18 kDa hemagglutinin mula sa mga selula ng dugo ng horseshoe crab Limulus polyphemus (Fujii et al., 1992). Ang agglutinating aggregation factor na ito ay may structural homology na may 22 kDa protein ng human extracellular matrix, dermatopontin. Hemocytin mula sa silkworm blood cells
Ang Bombyx mori ay nag-trigger din ng pagsasama-sama ng mga selula ng dugo, ibig sabihin, ito ay isang hemagglutinin. Naglalaman ang protina na ito ng isang domain na katulad ng sa van Willibrandt factor, na kasangkot sa hemostasis sa mga mammal, pati na rin sa isang C-type na lectin-like na rehiyon.
Ang isa pang uri ng mga molekula ng pagdirikit, na kilala bilang mga selectin, ay natukoy sa mga vertebrates. Ang mga selectin sa kanilang istraktura ay naglalaman ng lectin na EGF-like (epithelial growth factor) at CRP-like (complement regulatory protein) na mga domain. Binibigkis nila ang mga sugars na nauugnay sa cell - mga ligand - at nagpapasimula ng mga lumilipas na unang pakikipag-ugnayan ng mga selula ng dugo na lumilipat sa mga lugar ng pamamaga sa endothelium. Ang pag-activate ng cell adhesion ay maaari lamang mangyari sa synthesis ng ilang partikular na molecule ng adhesion at (o) ang kanilang paglipat sa ibabaw ng mga cell na nakikipag-ugnayan. Ang mga adhesion receptor ay maaaring i-activate sa pamamagitan ng tinatawag na "inside-out signaling" pathway, kung saan ang mga cytoplasmic factor, na nakikipag-ugnayan sa mga cytoplasmic domain ng mga receptor, ay nag-activate ng extracellular ligand-binding sites ng huli. Halimbawa, mayroong pagtaas sa pagkakaugnay ng platelet integrins sa fibrinogen, na nakamit ng mga tiyak na agonist na nagpasimula ng prosesong pinag-uusapan sa antas ng platelet cytoplasm (Hughes at Plaff, 1998).
Dapat itong bigyang-diin na maraming mga molekula ng pagdirikit (cadherins, integrins, selectins at Ig-like protein) ang kasangkot sa mga prosesong morphogenetic, at ang kanilang paglahok sa mga immune reaction ay isang partikular na pagpapakita ng mahalagang function na ito. At bagaman, bilang isang patakaran, ang mga molekulang ito ay hindi direktang kasangkot sa pagkilala sa mga PAMP, gayunpaman ay nagbibigay sila ng pagkakataon na mapakilos ang mga selula ng immune system sa lugar ng pagtagos ng mga mikroorganismo. Ito ang kanilang mahalagang pagganap na papel sa pagtiyak ng immune response sa mga hayop (Johansson, 1999). Ito ay ang pagpapahayag ng mga molekula ng pagdirikit sa mga selula ng immune system, endothelium at epithelium na makabuluhang nag-aambag sa kagyat na katangian ng pagpapakilos ng mga anti-infective na mekanismo ng likas na kaligtasan sa sakit ng mga hayop.
Ang pinakamahalagang mga receptor sa ibabaw ng mga selula ng hayop, na responsable para sa pagkilala ng cell sa bawat isa at ang kanilang pagbubuklod, ay mga adhesion receptor. Kinakailangan ang mga ito para sa regulasyon ng mga prosesong morphogenetic sa panahon ng pag-unlad ng embryonic at pagpapanatili ng katatagan ng tissue sa isang pang-adultong organismo.
Ang kakayahan para sa partikular na pagkilala sa isa't isa ay nagbibigay-daan sa mga cell ng iba't ibang uri na mag-ugnay sa ilang partikular na spatial na istruktura na katangian ng iba't ibang yugto ng ontogenesis ng hayop. Sa kasong ito, ang mga cell ng embryo ng isang uri ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa at nahihiwalay sa iba pang mga cell na naiiba sa kanila. Habang lumalaki ang embryo, nagbabago ang likas na katangian ng mga malagkit na katangian ng mga selula, na sumasailalim sa mga proseso tulad ng gastrulation, neurulation at pagbuo ng somite. Sa mga unang embryo ng mga hayop, halimbawa, amphibian, ang malagkit na mga katangian ng ibabaw ng cell ay napakalinaw na nagagawa nilang ibalik ang orihinal na spatial na pag-aayos ng mga cell ng iba't ibang uri (epidermis, neural plate at mesodere) kahit na pagkatapos ng kanilang disaggregation at paghahalo (Larawan 12).
Larawan 12. Pagpapanumbalik ng mga istruktura ng embryonic pagkatapos ng disaggregation
Sa kasalukuyan, maraming pamilya ng mga receptor na kasangkot sa pagdirikit ng cell ay nakilala. Marami sa kanila ay kabilang sa pamilya ng mga immunoglobulin, na nagbibigay ng Ca ++ -independiyenteng intercellular na pakikipag-ugnayan. Ang mga receptor na kasama sa pamilyang ito ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang karaniwang batayan ng istruktura - isa o ilang mga domain ng mga residue ng amino acid na homologous sa mga immunoglobulin. Ang peptide chain ng bawat isa sa mga domain na ito ay naglalaman ng humigit-kumulang 100 amino acid at nakatiklop sa isang istraktura ng dalawang antiparallel β-sheet na pinatatag ng isang disulfide bond. Ipinapakita ng Figure 13 ang istraktura ng ilang mga receptor ng pamilya ng immunoglobulin.
Glycoprotein Glycoprotein T-cell Immunoglobulin
MHC class I MHC class II receptor
Larawan 13. Schematic na representasyon ng istraktura ng ilang mga immunoglobulin na mga receptor ng pamilya
Kabilang sa mga receptor ng pamilyang ito, una sa lahat, ang mga receptor na namamagitan sa immune response. Kaya, ang pakikipag-ugnayan ng tatlong uri ng mga selula na nangyayari sa panahon ng immune reaction - B lymphocytes, T helper cells at macrophage ay dahil sa pagbubuklod ng mga cell surface receptor ng mga cell na ito: ang T cell receptor at MHC class II glycoproteins (pangunahing histocompatibility complex ).
Ang structurally katulad at phylogenetically na nauugnay sa immunoglobulins ay ang mga receptor na kasangkot sa pagkilala at pagbubuklod ng mga neuron, ang tinatawag na cell adhesion molecules (N-CAM). Ang mga ito ay integral na monotopic glycoproteins, ang ilan sa mga ito ay responsable para sa pagbubuklod ng mga nerve cells, ang iba ay para sa interaksyon ng nerve cells at glial cells. Para sa karamihan ng mga N-CAM molecule, ang extracellular na bahagi ng polypeptide chain ay pareho at nakaayos sa anyo ng limang domain, homologous sa mga domain ng immunoglobulins. Ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga molekula ng nerve cell adhesion ay pangunahing nauugnay sa istruktura ng mga rehiyon ng transmembrane at mga domain ng cytoplasmic. Mayroong hindi bababa sa tatlong anyo ng N-CAM, bawat isa ay naka-encode ng isang hiwalay na mRNA. Ang isa sa mga form na ito ay hindi tumagos sa lipid bilayer dahil hindi ito naglalaman ng isang hydrophobic domain, ngunit kumokonekta sa plasma membrane lamang sa pamamagitan ng isang covalent bond na may phosphatidylinositol; ang isa pang anyo ng N-CAM ay tinatago ng mga cell at isinama sa extracellular matrix (Larawan 14).
Phosphatidylinositol
Larawan 14. Schematic na representasyon ng tatlong anyo ng N-CAM
Ang proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga neuron ay binubuo ng pagbubuklod ng mga molekula ng receptor ng isang cell sa magkaparehong molekula ng isa pang neuron (homophilic interaction), at ang mga antibodies sa mga protina ng mga receptor na ito ay pinipigilan ang normal na selektibong pagdirikit ng mga selula ng parehong uri. Ang mga pakikipag-ugnayan ng protina-protina ay gumaganap ng pangunahing papel sa paggana ng mga receptor, habang ang mga carbohydrate ay may isang regulatory function. Ang ilang mga anyo ng CAM ay nagsasagawa ng heterophilic binding, kung saan ang pagdirikit ng mga kalapit na selula ay sinisiguro ng iba't ibang mga protina sa ibabaw.
Ipinapalagay na ang kumplikadong pattern ng neuronal na pakikipag-ugnayan sa panahon ng pag-unlad ng utak ay hindi dahil sa pakikilahok ng isang malaking bilang ng mga lubos na tiyak na mga molekula ng N-CAM, ngunit sa pagkakaiba-iba ng expression at post-translational na mga pagbabago ng istraktura ng isang maliit na bilang ng pagdirikit. mga molekula. Sa partikular, ito ay kilala na sa panahon ng pag-unlad ng isang indibidwal na organismo, ang iba't ibang anyo ng nerve cell adhesion molecules ay ipinahayag sa iba't ibang oras at sa iba't ibang lugar. Bilang karagdagan, ang regulasyon ng mga biological function ng N-CAM ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng phosphorylation ng serine at threonine residues sa cytoplasmic domain ng mga protina, mga pagbabago ng fatty acid sa lipid bilayer o oligosaccharides sa ibabaw ng cell. Ipinakita, halimbawa, na sa panahon ng paglipat mula sa embryonic na utak patungo sa utak ng isang may sapat na gulang na organismo, ang bilang ng mga residue ng sialic acid sa N-CAM glycoproteins ay makabuluhang nababawasan, na nagiging sanhi ng pagtaas ng cell adhesiveness.
Kaya, ang mga natatanging cellular system ay nabuo sa pamamagitan ng receptor-mediated na mga kakayahan sa pagkilala ng immune at nerve cells. Bukod dito, kung ang network ng mga neuron ay medyo mahigpit na naayos sa espasyo, kung gayon ang patuloy na gumagalaw na mga selula ng immune system ay pansamantalang nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Gayunpaman, ang N-CAM ay hindi lamang "nagpapadikit" ng mga cell at kinokontrol ang intercellular adhesion sa panahon ng pag-unlad, ngunit pinasisigla din ang paglaki ng mga proseso ng neural (halimbawa, ang paglaki ng mga retinal axon). Bukod dito, ang N-CAM ay lumilipas na ipinahayag sa panahon ng mga kritikal na yugto sa pag-unlad ng maraming mga non-neural na tisyu, kung saan ang mga molekulang ito ay tumutulong sa paghawak ng mga partikular na selula.
Ang mga glycoprotein sa ibabaw ng cell na hindi kabilang sa pamilya ng immunoglobulin, ngunit may ilang pagkakatulad sa istruktura sa kanila, ay bumubuo ng isang pamilya ng mga intercellular adhesion receptor na tinatawag na mga cadherin. Hindi tulad ng N-CAM at iba pang mga immunoglobulin na receptor, tinitiyak nila ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng nakikipag-ugnay na mga lamad ng plasma ng mga kalapit na selula lamang sa pagkakaroon ng mga extracellular Ca ++ ion. Sa mga selulang vertebrate, higit sa sampung protina na kabilang sa pamilya ng cadherin ang ipinahayag, lahat ng mga ito ay mga protina ng transmembrane na dumaan sa lamad nang isang beses (Talahanayan 8). Ang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid ng iba't ibang mga cadherin ay homologous, at bawat isa sa mga polypeptide chain ay naglalaman ng limang mga domain. Ang isang katulad na istraktura ay matatagpuan din sa mga transmembrane na protina ng desmosomes-desmogleins at desmocollins.
Ang pagdirikit ng cell na pinamagitan ng mga cadherin ay nagpapakita ng isang pattern ng pakikipag-ugnayan ng homophilic kung saan ang mga dimer na nakausli mula sa ibabaw ng cell ay mahigpit na pinagsama sa isang antiparallel na oryentasyon. Bilang resulta ng "adhesion" na ito, isang tuluy-tuloy na cadherin zipper ang nabuo sa contact zone. Ang mga extracellular Ca++ ions ay kinakailangan upang magbigkis ng mga cadherin ng mga kalapit na selula; kapag sila ay inalis, ang mga tisyu ay nahahati sa mga indibidwal na mga cell; sa presensya nito, ang mga dissociated na mga cell ay muling pinagsama-sama.
Talahanayan 8
Mga uri ng cadherin at ang kanilang lokalisasyon
Sa ngayon, ang E-cadherin, na gumaganap ng isang mahalagang papel sa paghawak ng mga cell ng iba't ibang epithelia, ay ang pinakamahusay na nailalarawan. Sa mga mature na epithelial tissue, kasama ang partisipasyon nito, ang mga actin filament ng cytoskeleton ay nakagapos at magkakasama, at sa mga unang yugto ng embryogenesis, tinitiyak nito ang compaction ng blastomeres.
Ang mga cell sa mga tisyu, bilang panuntunan, ay nakikipag-ugnay hindi lamang sa iba pang mga cell, kundi pati na rin sa mga hindi malulutas na extracellular na bahagi ng matrix. Ang pinakamalawak na extracellular matrix, kung saan ang mga cell ay medyo malayang matatagpuan, ay matatagpuan sa connective tissues. Hindi tulad ng epithelia, dito ang mga cell ay nakakabit sa mga bahagi ng matrix, habang ang mga koneksyon sa pagitan ng mga indibidwal na mga cell ay hindi gaanong makabuluhan. Sa mga tisyu na ito, ang extracellular matrix, na nakapalibot sa mga cell sa lahat ng panig, ay bumubuo ng kanilang frame, tumutulong sa pagpapanatili ng mga multicellular na istruktura at tinutukoy ang mga mekanikal na katangian ng mga tisyu. Bilang karagdagan sa pagsasagawa ng mga function na ito, ito ay kasangkot sa mga proseso tulad ng signal transmission, migration at cell growth.
Ang extracellular matrix ay isang kumplikadong complex ng iba't ibang macromolecules na lokal na itinago ng mga cell na nakikipag-ugnay sa matrix, pangunahin ang mga fibroblast. Ang mga ito ay kinakatawan ng glycosaminoglycan polysaccharides, karaniwang covalently linked sa mga protina sa anyo ng mga proteoglycans at fibrillar proteins ng dalawang functional na uri: structural (halimbawa, collagen) at adhesive. Ang mga glycosaminoglycans at proteoglycans ay bumubuo ng mga extracellular gel sa isang may tubig na kapaligiran, kung saan ang mga collagen fibers ay nahuhulog, nagpapalakas at nag-aayos ng matrix. Ang mga malagkit na protina ay malalaking glycoprotein na tinitiyak ang pagkakabit ng mga selula sa extracellular matrix.
Ang isang espesyal na espesyal na anyo ng extracellular matrix ay ang basement membrane - isang malakas, manipis na istraktura na binuo mula sa type IV collagen, proteoglycans at glycoproteins. Ito ay matatagpuan sa hangganan sa pagitan ng epithelium at connective tissue, kung saan ito ay nagsisilbi para sa cell attachment; naghihiwalay sa mga indibidwal na fiber ng kalamnan, taba at mga selula ng Schwann, atbp. mula sa nakapaligid na tisyu. Kasabay nito, ang papel ng basement membrane ay hindi limitado sa isang sumusuportang function lamang; ito ay nagsisilbing isang pumipili na hadlang para sa mga cell, nakakaapekto sa cellular metabolism, at nagiging sanhi ng cell differentiation. Ang pakikilahok nito sa mga proseso ng pagbabagong-buhay ng tisyu pagkatapos ng pinsala ay napakahalaga. Kapag ang integridad ng kalamnan, nerbiyos o epithelial tissue ay nasira, ang napanatili na basement membrane ay nagsisilbing substrate para sa paglipat ng mga regenerating na selula.
Ang mga espesyal na receptor na kabilang sa pamilya ng mga tinatawag na integrin (isama at ilipat ang mga signal mula sa extracellular matrix patungo sa cytoskeleton) ay lumahok sa pag-attach ng mga cell sa matrix. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga protina ng extracellular matrix, tinutukoy ng mga integrin ang hugis ng cell at ang paggalaw nito, na mahalaga para sa mga proseso ng morphogenesis at pagkita ng kaibhan. Ang mga integrin na receptor ay matatagpuan sa lahat ng mga vertebrate na selula, ang ilan sa mga ito ay naroroon sa maraming mga cell, ang iba ay may medyo mataas na pagtitiyak.
Ang mga integrin ay mga complex ng protina na naglalaman ng dalawang uri ng nonhomologous subunits (α at β), at maraming integrin ang nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakatulad sa istruktura ng mga β subunits. Sa kasalukuyan, 16 na uri ng α- at 8 na uri ng β-subunit ang natukoy, ang mga kumbinasyon na bumubuo ng 20 uri ng mga receptor. Ang lahat ng mga uri ng mga integrin receptor ay itinayo sa panimula sa parehong paraan. Ito ay mga transmembrane na protina na sabay na nakikipag-ugnayan sa mga extracellular matrix protein at cytoskeletal protein. Ang panlabas na domain, kung saan ang parehong polypeptide chain ay lumahok, ay nagbubuklod sa malagkit na molekula ng protina. Ang ilang mga integrin ay maaaring magbigkis nang sabay-sabay hindi sa isa, ngunit sa ilang mga bahagi ng extracellular matrix. Ang hydrophobic domain ay tumatawid sa plasma membrane, at ang cytoplasmic C-terminal na rehiyon ay direktang nakikipag-ugnayan sa mga bahagi ng submembrane (Larawan 15). Bilang karagdagan sa mga receptor na tinitiyak ang pagbubuklod ng mga cell sa extracellular matrix, may mga integrin na kasangkot sa pagbuo ng mga intercellular contact - mga molekula ng intracellular adhesion.
Larawan 15. Istraktura ng integrin receptor
Kapag ang mga ligand ay nagbubuklod, ang mga integrin receptor ay naisaaktibo at nag-iipon sa hiwalay na mga espesyal na lugar ng lamad ng plasma na may pagbuo ng isang makapal na naka-pack na protina complex na tinatawag na focal contact (adhesion plate). Sa loob nito, ang mga integrin, gamit ang kanilang mga cytoplasmic domain, ay konektado sa mga cytoskeletal protein: vinculin, talin, atbp., na kung saan, ay nauugnay sa mga bundle ng actin filament (Fig. 16). Ang pagdirikit na ito ng mga istrukturang protina ay nagpapatatag ng mga contact ng cell sa extracellular matrix, tinitiyak ang motility ng cell, at kinokontrol din ang hugis at mga pagbabago sa mga katangian ng cell.
Sa mga vertebrates, ang isa sa pinakamahalagang protina ng pagdirikit kung saan ang mga receptor ng integrin ay nagbubuklod ay fibronectin. Ito ay matatagpuan sa ibabaw ng mga selula, tulad ng mga fibroblast, o malayang umiikot sa plasma ng dugo. Depende sa mga katangian at lokalisasyon ng fibronectin, tatlong anyo ang nakikilala. Ang una, isang natutunaw na dimeric form na tinatawag na plasma fibronectin, ay nagpapalipat-lipat sa mga likido ng dugo at tissue, na nagtataguyod ng pamumuo ng dugo, pagpapagaling ng sugat at phagocytosis; ang pangalawang anyo ng mga oligomer na pansamantalang nakakabit sa ibabaw ng selula (ibabaw na fibronectin); ang pangatlo ay isang matipid na natutunaw na anyo ng fibrillar na matatagpuan sa extracellular matrix (matrix fibronectin).
Extracellular matrix
Larawan 16. Modelo ng pakikipag-ugnayan ng extracellular matrix na may mga cytoskeletal protein na may pakikilahok ng mga integrin receptor
Ang pag-andar ng fibronectin ay upang itaguyod ang pagdirikit sa pagitan ng mga selula at ng extracellular matrix. Sa ganitong paraan, kasama ang pakikilahok ng mga integrin receptor, ang pakikipag-ugnay ay nakakamit sa pagitan ng intracellular at nakapaligid na kapaligiran. Bilang karagdagan, ang paglilipat ng cell ay nangyayari sa pamamagitan ng pagtitiwalag ng fibronectin sa extracellular matrix: ang attachment ng mga cell sa matrix ay gumaganap bilang isang mekanismo upang gabayan ang mga cell sa kanilang destinasyon.
Ang Fibronectin ay isang dimer na binubuo ng dalawang magkatulad na istruktura, ngunit hindi magkapareho, mga polypeptide chain na konektado malapit sa dulo ng carboxyl ng mga disulfide bond. Ang bawat monomer ay may mga binding site para sa ibabaw ng cell, heparin, fibrin at collagen (Larawan 17). Ang pagbubuklod ng panlabas na domain ng integrin receptor sa kaukulang rehiyon ng fibronectin ay nangangailangan ng pagkakaroon ng Ca 2+ ions. Ang pakikipag-ugnayan ng cytoplasmic domain na may fibrillar cytoskeletal protein actin ay isinasagawa gamit ang mga protina na talin, tansin at vinculin.
Larawan 17. Schematic na istraktura ng molekula ng fibronectin
Ang pakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng integrin receptors ng extracellular matrix at cytoskeletal elements ay nagsisiguro ng two-way signal transmission. Tulad ng ipinakita sa itaas, ang extracellular matrix ay nakakaimpluwensya sa organisasyon ng cytoskeleton sa mga target na cell. Kaugnay nito, maaaring baguhin ng mga filament ng actin ang oryentasyon ng mga sikretong molekula ng fibronectin, at ang kanilang pagkasira sa ilalim ng impluwensya ng cytochalasin ay humahantong sa disorganisasyon ng mga molekula ng fibronectin at ang kanilang paghihiwalay mula sa ibabaw ng cell.
Ang pagtanggap na may pakikilahok ng mga integrin receptor ay nasuri nang detalyado gamit ang halimbawa ng kultura ng fibroblast. Ito ay lumabas na sa panahon ng proseso ng pag-attach ng mga fibroblast sa substrate, na nangyayari sa pagkakaroon ng fibronectin sa daluyan o sa ibabaw nito, ang mga receptor ay gumagalaw, na bumubuo ng mga kumpol (focal contact). Ang pakikipag-ugnayan ng mga integrin receptor na may fibronectin sa lugar ng focal contact ay nagpapahiwatig, sa turn, ang pagbuo ng isang nakabalangkas na cytoskeleton sa cell cytoplasm. Bukod dito, ang mga microfilament ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa pagbuo nito, ngunit ang iba pang mga bahagi ng musculoskeletal system ng cell ay nakikilahok din - microtubule at intermediate filament.
Ang mga receptor para sa fibronectin, na nilalaman sa malalaking dami sa mga tisyu ng embryonic, ay may malaking kahalagahan sa mga proseso ng pagkita ng kaibahan ng cell. Ito ay pinaniniwalaan na ito ay fibronectin na sa panahon ng pag-unlad ng embryonic ay nagtuturo sa paglipat sa mga embryo ng parehong mga vertebrates at invertebrates. Sa kawalan ng fibronectin, maraming mga cell ang nawalan ng kakayahang mag-synthesize ng mga partikular na protina, at ang mga neuron ay nawawalan ng kakayahang lumaki sa isang direktang paraan. Ito ay kilala na sa transformed cells ang antas ng fibronectin ay bumababa, na sinamahan ng isang pagbawas sa antas ng kanilang pagbubuklod sa extracellular na kapaligiran. Bilang isang resulta, ang mga cell ay nagiging mas mobile, na nagdaragdag ng posibilidad ng metastasis.
Ang isa pang glycoprotein na nagsisiguro sa pagdirikit ng mga selula sa extracellular matrix na may partisipasyon ng mga integrin receptor ay tinatawag na laminin. Ang Laminin, na pangunahing itinago ng mga epithelial cells, ay binubuo ng tatlong napakahabang polypeptide chain na nakaayos sa isang cross shape at konektado ng disulfide bridges. Naglalaman ito ng ilang functional domain na nagbubuklod sa cell surface integrins, type IV collagen, at iba pang bahagi ng extracellular matrix. Ang pakikipag-ugnayan ng laminin at uri ng IV collagen, na matatagpuan sa malalaking dami sa basement membrane, ay nagsisilbing ilakip ang mga cell dito. Samakatuwid, ang laminin ay naroroon pangunahin sa gilid ng basement membrane na nakaharap sa plasma membrane ng mga epithelial cells, habang tinitiyak ng fibronectin ang pagbubuklod ng matrix macromolecules at connective tissue cells sa kabaligtaran ng basement membrane.
Ang mga receptor ng dalawang espesyal na pamilya ng mga integrin ay kasangkot sa pagsasama-sama ng platelet sa panahon ng coagulation ng dugo at sa pakikipag-ugnayan ng mga leukocytes na may mga vascular endothelial cells. Ang mga platelet ay nagpapahayag ng mga integrin na nagbubuklod sa fibrinogen, von Willebrand factor, at fibronectin sa panahon ng pamumuo ng dugo. Ang pakikipag-ugnayan na ito ay nagtataguyod ng platelet adhesion at pagbuo ng clot. Ang iba't ibang mga integrin, na eksklusibong matatagpuan sa mga puting selula ng dugo, ay nagpapahintulot sa mga selula na ilakip sa lugar ng impeksyon sa endothelium na lining ng mga daluyan ng dugo at dumaan sa hadlang na ito.
Ang pakikilahok ng mga integrin receptor sa mga proseso ng pagbabagong-buhay ay ipinakita. Kaya, pagkatapos ng transection ng isang peripheral nerve, ang mga axon ay maaaring muling makabuo sa tulong ng paglago ng cone membrane receptors na nabuo sa mga dulo ng hiwa. Ang isang mahalagang papel dito ay nilalaro sa pamamagitan ng pagbubuklod ng mga integrin receptor sa laminin o ang laminin-proteoglycan complex.
Dapat pansinin na kadalasan ang paghahati ng mga macromolecule sa mga bahagi ng extracellular matrix at plasma membrane ng mga cell ay medyo arbitrary. Kaya, ang ilang mga proteoglycan ay mahalagang mga protina ng lamad ng plasma: ang kanilang pangunahing protina ay maaaring tumagos sa bilayer o magkaugnay na nauugnay dito. Sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa karamihan ng mga bahagi ng extracellular matrix, ang mga proteoglycan ay nag-aambag sa attachment ng mga cell sa matrix. Sa kabilang banda, ang mga bahagi ng matrix ay nakakabit din sa ibabaw ng cell gamit ang mga tiyak na receptor proteoglycans.
Kaya, ang mga cell ng isang multicellular organism ay naglalaman ng isang tiyak na hanay ng mga receptor sa ibabaw na nagpapahintulot sa kanila na partikular na magbigkis sa iba pang mga cell o sa extracellular matrix. Para sa mga naturang pakikipag-ugnayan, ang bawat indibidwal na cell ay gumagamit ng maraming iba't ibang mga sistema ng malagkit, na nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na pagkakapareho ng mga mekanismo ng molekular at mataas na homology ng mga protina na kasangkot. Dahil dito, ang mga cell ng anumang uri, sa iba't ibang antas, ay may kaugnayan sa isa't isa, na, sa turn, ay ginagawang posible na sabay na ikonekta ang maraming mga receptor na may maraming mga ligand ng isang kalapit na cell o extracellular matrix. Kasabay nito, nakikilala ng mga selula ng hayop ang medyo maliit na pagkakaiba-iba sa mga katangian ng ibabaw ng mga lamad ng plasma at nagtatag lamang ng pinaka-malagkit ng maraming posibleng mga contact sa iba pang mga cell at ang matrix. Sa iba't ibang yugto ng pag-unlad ng hayop at sa iba't ibang mga tisyu, ang iba't ibang mga protina ng adhesion receptor ay naiiba na ipinahayag, na tinutukoy ang pag-uugali ng mga cell sa embryogenesis. Ang parehong mga molekula ay lumilitaw sa mga cell na kasangkot sa pag-aayos ng tissue pagkatapos ng pinsala.