Enge Übergänge

Enge Übergänge dienen als selektiv durchlässige Dichtungen in den inneren und äußeren Oberflächen unseres Körpers.

Lernziel

Beschreiben Sie die Eigenschaften enger Übergänge

Schlüsselübergänge

Schlüsselpunkte

  • Enge Übergänge sind die eng verbundenen Bereiche zweier Zellen, deren Membranen sich zu einer praktisch undurchlässigen Barriere für Flüssigkeit zusammenfügen.,
  • Enge Knotenpunkte erfüllen lebenswichtige Funktionen—wie das Zusammenhalten von Zellen-und bilden schützende und funktionelle Barrieren.
  • Enge Übergänge bestehen aus einem verzweigten Netzwerk von Dichtungssträngen, wobei jeder Strang unabhängig von den anderen wirkt.
  • Die wichtigsten Arten von Proteinen in Kreuzungen sind die Claudine und die Occludine.
  • Jeder Strang wird aus einer Reihe von Transmembranproteinen gebildet, die in beide Plasmamembranen eingebettet sind, wobei sich extrazelluläre Domänen direkt verbinden.,

Schlüsselbegriffe

  • Blut-Hirn-Schranke: Eine Struktur im Zentralnervensystem (ZNS), die verschiedene im Blutkreislauf gefundene Substanzen aus dem Gehirn fernhält und gleichzeitig die für die Stoffwechselfunktion essentiellen Substanzen, z. B. Sauerstoff, zulässt.
  • Claudine: Proteine, die das Rückgrat der engen Verbindungsstränge bilden.
  • Zelladhäsionsmolekül: Moleküle, die Zellen helfen, aneinander und an ihrer Umgebung zu haften. Die auf der Zelloberfläche befindlichen Proteine binden mit anderen Zellen oder mit der extrazellulären Matrix (ECM).,
  • Zytoskelett: Eine Zellstruktur wie ein Skelett, die im Zytoplasma enthalten ist.
  • Epithelie: Die Abdeckung von inneren und äußeren Körperoberflächen, wo enge Verbindungen gefunden werden.
  • zonula occludens: ein Anderer name für tight junctions.

Tight Junction: Ein Elektronenmikrograph, der einen engen Übergang im Nierengewebe der Ratte zeigt. Die drei dunklen Dichtelinien entsprechen der engen Verbindung und die Lichtlinien dazwischen entsprechen dem Parazellularraum.,

Stellen Sie sich einen weitgehend wasserdichten Reißverschluss vor, der die Seiten zweier verschiedener Jacken verbindet. Dieser Reißverschluss ist wie eine enge Verbindung (TJ), auch als verschlossene Verbindung bezeichnet. Ein TJ erzeugt eine kleine Zone, die den extrazellulären Raum (den Raum zwischen den Zellen) verschließt.

Deshalb werden enge Kreuzungen auch Zonula occludens genannt. Das Wort zonula kommt von Wörtern, die kleine Zone oder umschließenden Gürtel bedeuten, während occluden vom lateinischen Wort occludere kommt, was bedeutet, zu schließen.,

Lage und Funktion

Enge Übergänge sind praktisch (aber auch teilweise selektiv) undurchlässige Dichtungen, die Zellen umschließen und zu Dichtblechen zusammenbinden. Mit anderen Worten verschmelzen die Plasmamembranen benachbarter Zellen im Wesentlichen dicht zusammen, um das Austreten verschiedener Substanzen zwischen den beiden Zellen zu begrenzen.

Was alles passieren kann und was nicht, hängt von der Größe, Ladung des Stoffes sowie der Lage und der genauen Zusammensetzung der engen Übergänge in dem betreffenden Körperteil ab.

Enge Knotenpunkte befinden sich innerhalb der Epithelie unseres Körpers., Epithelien ist der plural des Epithels. Epithel ist ein Wort, das sich auf die Abdeckung der inneren und äußeren Oberflächen des Körpers bezieht. Dazu gehören Organe (wie Haut), Blutgefäße und Hohlräume.

Occludin: Modell der protein-Struktur des coiled-coil domain of human occludin.

Daher erfüllen diese engen Übergänge verschiedene Funktionen, je nachdem, welches Epithel in Frage kommt. In der Haut halten sie uns etwas wasserdicht und helfen, Allergene aus unserem Körper fernzuhalten., Im Verdauungssystem helfen sie, das Austreten von Verdauungsenzymen in unseren Blutkreislauf zu verhindern.

Enge Verbindungen dienen auch als struktureller Stützmechanismus, der das Epithel zusammenhält.

Zusammensetzung

Eine enge Verbindung—eine Art symmetrischer Zellübergang—besteht aus zahlreichen wichtigen Proteinen, die entweder direkt an ihrer Zusammensetzung beteiligt sind oder eng mit der Verbindung der engen Verbindung zu und zwischen den Zellen auf die eine oder andere Weise verbunden sind. Diese Proteine umfassen:

  • Okkludine, die die Barriere zwischen benachbarten Zellen aufrechterhalten.,
  • Claudine, die das Rückgrat enger Verbindungsstränge bilden.
  • Junktionelle Adhäsionsmoleküle (JAMs) sind Immunglobulinproteine (Antikörper), die dazu beitragen, den Interzellularraum zwischen zwei Zellen abzudichten.
  • Zonula occluden (ZO) sind Proteine, die helfen, die enge Verbindung zum inneren Skelett jeder Zelle (Zytoskelett) zu verbinden.

Die Occludine und Claudine sind die Hauptkomponenten enger Verbindungsstränge. Wenn vollständig geformt, ist eine enge Verbindung nicht eine, lange, kontinuierliche Dichtung. Stattdessen sieht es aus wie eine Reihe lokaler Robben, die labyrinthartig miteinander verbunden sind.,

Tight-junction -: schematische Darstellung einer tight junction-Komponenten.

Adherens Junctions

Adherens junctions bieten starke mechanische Bindungen zwischen benachbarten Zellen durch die Verknüpfung von zytoplasmatischen Gesicht mit Zytoskelett.

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Beschreiben Sie die Eigenschaften von adherens junctions

Key Takeaways

Key Points

  • Adherens Junctions sind an einer Reihe kritischer Funktionen beteiligt, einschließlich zusätzlicher struktureller Unterstützung., Zum Beispiel halten sie Herzmuskelzellen fest zusammen, wenn sich das Herz ausdehnt und zusammenzieht.
  • Adherens-Kreuzungen bestehen hauptsächlich aus Cadherinen, deren extrazelluläre Segmente aneinander binden und deren intrazelluläre Segmente an Catenine binden. Catenine sind mit Aktinfilamenten verbunden.

Schlüsselbegriffe

  • Cadherin: Jede Klasse von Transmembranproteinen, die für die Aufrechterhaltung der Gewebestruktur wichtig ist.
  • adherens junctions: Proteinkomplexe, die an Zell–Zell-Übergängen in Epithelgeweben auftreten; Sie sind normalerweise basaler als enge Übergänge.,
  • catenin: Jede Klasse von Proteinen, die eine Rolle bei der Zelladhäsion spielen.

Adherens junctions sind auch bezeichnet als zonula adherens, intermediate junction, oder als Gürtel desmosomes. Zonula bedeutet kleine Zone oder gürtelartig, und adherens bezieht sich auf Adhäsion (Zusammenkleben). Infolgedessen verläuft die Zonula adherens oft wie ein Gürtel um die gesamte Zelle in einer kontinuierlichen Art und Weise, und es wirkt als Adhäsion Gürtel.,

Lage und Funktion

Diese Art von Zellübergang befindet sich direkt unter engen Kreuzungen und stellt eine starke Bindung zwischen den Seiten benachbarter Epithelzellmembranen her. Während andere Kreuzungen, wie enge Kreuzungen, eine gewisse Unterstützung und Verschmelzung benachbarter Zellen bieten, ist ihre Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung im Vergleich zu den viel stärkeren Adherens-Kreuzungen relativ gering.

Struktur und Zusammensetzung

Die zonula adherens besteht aus mehreren verschiedenen Proteinen:

  • Die Aktin-mikrofilamente des zytoskeletts (das innere Skelett der Zelle).,
  • Ankerproteine, die sich in jeder Zelle befinden. Diese werden Alpha-Catenin, Beta-Catenin, Gamma-Catenin (auch bekannt als Plakoglobin), Vinculin und Alpha-Actinin genannt. Sie verbinden die Aktin-Mikrofilamente mit den Cadherinen.
  • Cadherin, nämlich E-Cadherin. Dies sind Transmembranadhäsionsproteine, deren Hauptanteile sich im extrazellulären Raum befinden.

Der extrazelluläre Teil des Cadherin einer Zelle bindet an den extrazellulären Teil des Cadherin der benachbarten Zelle im Raum zwischen den beiden Zellen., Das Cadherinmolekül jeder Zelle enthält auch einen Schwanz, der sich in seine jeweilige Zelle einfügt.

Dieser intrazelluläre (innerhalb der Zelle) Schwanz verbindet sich dann mit Cateninproteinen, um den Cadherin–Catenin-Komplex zu bilden. Dieser Komplex bindet an Vinculin und Alpha-Actinin; Diese beiden Proteine verbinden den Cadherin–Catenin-Komplex mit dem inneren Skelettgerüst der Zelle (den Aktin-Mikrofilamenten).

Die extrazellulären Anteile der Cadherin-Moleküle benachbarter Zellen sind durch Calciumionen (oder in einigen Fällen ein anderes Protein) miteinander verbunden., Dies bedeutet, dass sowohl die funktionelle als auch die morphologische Integrität der Adherens-Übergänge calciumabhängig sind. Wenn Sie Kalzium aus der Gleichung entfernen würden, würde diese Art von Zellübergang dadurch zerfallen.

Die Strukturproteine in einem Adherens-Übergang: Dies sind die Hauptwechselwirkungen von Strukturproteinen an einem Cadherin-basierten Plasmamembran-Adherens-Übergang. Aktinfilamente sind zusätzlich zu mehreren anderen Aktin-bindenden Proteinen mit Adherens-Übergängen assoziiert.,

Gap Junctions

Ein Gap Junction ist ein spezialisierter Zellübergang, der das Zytoplasma zweier Zellen direkt verbindet.

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Beschreiben Sie die Eigenschaften von Gap Junctions

Key Takeaways

Key Points

  • Gap junctions ermöglichen den freien Durchgang verschiedener Moleküle und Ionen zwischen Zellen.
  • Ein Gap Junction Channel besteht aus zwei Connexons, auch bekannt als Hemichannels, die sich über den Interzellularraum ausrichten.,
  • Die meisten Gap Junction Hemichannels bestehen aus einem Komplex von sechs Connexin-Proteinen, die jeweils durch vier Transmembrandomänen gekennzeichnet sind. Sechs Connexin-Untereinheiten werden zu einem Connexon oder Hemichannel zusammengesetzt.
  • Die Kanalzusammensetzung beeinflusst die Funktion des Spaltübergangs.
  • Spaltenkreuzungen ermöglichen die elektrische Kommunikation zwischen Zellen und ermöglichen auch den Durchgang kleiner zweiter Botenstoffe.,
  • Lückenübergänge werden in praktisch allen Geweben und Zellen exprimiert, vor allem aber in Zelltypen, die an der direkten elektrischen Kommunikation beteiligt sind, wie Neuronen und Herzmuskel.

Schlüsselbegriffe

  • Zytoplasma: Der Inhalt einer Zelle mit Ausnahme des Zellkerns. Es enthält Cytosol, Organellen, Vesikel und das Zytoskelett.
  • connexin
  • connexon
  • nexus: Ein alternativer name für ein gap junction -.

Gap junctions werden auch kommunizierende Junctions, Makula communicans oder nexuses genannt., Dies sind Verbindungen, die den direkten Durchgang von Molekülen zwischen zwei Zellen ermöglichen.

Spaltenknoten bestehen aus einer Reihe von Transmembrankanälen, Poren genannt, die sich in einer eng gepackten Anordnung befinden. Die Anzahl der Spaltübergänge, die zwischen zwei Zellen geteilt werden, kann ebenfalls variieren.

Struktur

Jeder Spaltübergangskanal besteht aus zwei Halbkanälen (Hemichannels), einem in der Membran jeder Zelle. Diese Halbkanäle verbinden sich, überbrücken dabei den extrazellulären Raum und bilden den gesamten Kanal, der beide Zellmembranen überspannt.,

Jeder dieser Halbkanäle wird als Connexon bezeichnet. Jedes Connexon besteht aus sechs symmetrischen integralen Membranproteineinheiten, die Connexine genannt werden. Dies bedeutet, dass jeder Kanal aus 12 zirkular angeordneten Proteineinheiten besteht.

Funktion

Interkalierte Scheibe im Herzmuskel enthält gap junctions: Interkalierte Scheiben bestehen aus drei verschiedenen Arten von Zell–Zell-Junctions: Aktin-Filamente verankern adherens junctions, intermediäre Filamente Verankern Desmosomen und gap junctions., Gap Junctions sind für die elektrochemische und metabolische Kopplung verantwortlich

Zu den Molekülen, die diesen Kanal überqueren können, gehören Ionen, regulatorische Proteine und Metaboliten (Stoffwechselprodukte). Beispiele hierfür sind Calciumionen und cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat).

Abhängig von der Art des fraglichen Spaltübergangs können Moleküle gleichmäßig in beide Richtungen oder asymmetrisch passieren, so dass sich die Moleküle in einigen Spaltübergängen schneller in eine Richtung bewegen als in die andere Richtung.

Die Kanäle in einem Spaltübergang sind nicht immer offen., Sie schwanken zwischen offen und geschlossen. Die Fähigkeit des Kanals, sich zu öffnen oder zu schließen, wird teilweise durch Calciumionen ermöglicht, die eine reversible Konformationsänderung der Connexinmoleküle induzieren, die zum Schließen eines Kanals an seiner extrazellulären Oberfläche führt. Das zytoplasmatische Ende jedes Connexons kann bei Bedarf auch geschlossen werden.

Lage

An vielen Stellen im Körper finden sich Spaltenkreuzungen. Dazu gehören Epithelien, die die Beläge von Körperoberflächen sind, sowie Nerven, Herzmuskel (Herz) und glatte Muskulatur (wie die des Darms).,

Ihre primäre Rolle besteht darin, die Aktivität benachbarter Zellen zu koordinieren. Zum Beispiel, wenn Herzzellen unisono schlagen müssen, ermöglichen Spaltübergänge die Übertragung elektrischer Signale zwischen den Zellen.

Gap junction: Die wichtigsten molekularen Komponenten der gap junction -.