szczelne połączenia

szczelne połączenia służą jako selektywnie przepuszczalne uszczelnienia w wewnętrznych i zewnętrznych powierzchniach naszego ciała.

cel nauki

opisz charakterystykę połączeń szczelnych

kluczowe punkty odbioru

kluczowe punkty

  • połączenia szczelne to ściśle powiązane obszary dwóch komórek, których błony łączą się tworząc praktycznie nieprzepuszczalną barierę dla płynu.,
  • szczelne złącza pełnią funkcje życiowe—takie jak trzymanie komórek razem—i tworzą bariery ochronne i funkcjonalne.
  • złącza szczelne składają się z rozgałęzionej sieci pasm uszczelniających, przy czym każde pasmo działa niezależnie od pozostałych.
  • głównymi rodzajami białek w węzłach są Klaudyny i okludyny.
  • każda nić powstaje z rzędu białek transmembranowych osadzonych w obu błonach osocza, z domenami pozakomórkowymi łączącymi się bezpośrednio ze sobą.,

kluczowe terminy

  • bariera krew-mózg: struktura w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), która utrzymuje różne substancje znajdujące się w krwiobiegu z mózgu, jednocześnie pozwalając na substancje niezbędne do funkcji metabolicznych, np. tlen.
  • cząsteczka adhezji komórek: cząsteczki, które pomagają komórkom przyklejać się do siebie i do otoczenia. Białka znajdujące się na powierzchni komórki wiążą się z innymi komórkami lub z macierzą pozakomórkową (ECM).,
  • cytoszkielet: struktura komórkowa przypominająca szkielet, zawarta w cytoplazmie.
  • nabłonek: pokrycie wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni ciała, gdzie znajdują się szczelne połączenia.
  • zonula occludens: inna nazwa ciasnych skrzyżowań.

Ciasne Złącze: mikrograf elektronowy pokazujący ciasne złącze w tkance nerki szczura. Trzy ciemne linie gęstości odpowiadają ciasnemu połączeniu, a linie świetlne pomiędzy nimi odpowiadają przestrzeni parakomórkowej.,

wyobraź sobie w dużej mierze wodoodporny zamek błyskawiczny łączący boki dwóch różnych kurtek. Ten zamek jest jak ciasne złącze( TJ), zwane również złączem okludowym. TJ tworzy małą strefę, która zamyka przestrzeń pozakomórkową (przestrzeń między komórkami).

dlatego połączenia ciasne nazywane są również zonula occludens. Słowo zonula pochodzi od słów oznaczających małą strefę lub pas otaczający, podczas gdy occludens pochodzi od łacińskiego słowa occludere, co oznacza zamknąć.,

lokalizacja i funkcja

szczelne połączenia są praktycznie (ale również częściowo selektywnie) nieprzepuszczalnymi uszczelkami, które otaczają komórki i wiążą je ze sobą w szczelne arkusze. Innymi słowy, błony plazmowe sąsiednich komórek zasadniczo łączą się ze sobą szczelnie w celu ograniczenia wycieku różnych substancji między tymi dwoma komórkami.

to, co może i nie może przejść, zależy od wielkości substancji, ładunku, a także lokalizacji i precyzyjnego składu ciasnych połączeń w danej części ciała.

Ciasne węzły znajdują się w obrębie nabłonka naszego ciała., Epithelia to liczba mnoga epithelium. Nabłonek to słowo, które odnosi się do pokrycia wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni ciała. Dotyczy to narządów (takich jak skóra), naczyń krwionośnych i ubytków.

Okludina: Model struktury białka zwojowej domeny ludzkiej okludiny.

tak więc te ciasne węzły pełnią różne funkcje, w zależności od tego, jaki jest nabłonek. W skórze utrzymują nas nieco wodoszczelne i pomagają utrzymać alergeny z naszego ciała., W układzie trawiennym pomagają zapobiegać wyciekowi enzymów trawiennych do naszego krwiobiegu.

szczelne połączenia służą również jako mechanizm wsparcia strukturalnego, który pomaga utrzymać nabłonek razem.

skład

ciasne połączenie—rodzaj symetrycznego połączenia komórkowego—składa się z wielu ważnych białek, które są bezpośrednio zaangażowane w jego skład lub bezpośrednio zaangażowane w łączenie ciasnego połączenia z i między komórkami w taki czy inny sposób. Do białek tych należą:

  • Okludiny, które utrzymują barierę między sąsiednimi komórkami.,
  • Klaudyny, które tworzą kręgosłup ciasnych pasm łączących.
  • Junctional adhesion molecules (JAMs) to białka immunoglobulin (przeciwciał), które pomagają uszczelnić przestrzeń międzykomórkową między dwiema komórkami.
  • zonula occludens (ZO) są białkami, które pomagają połączyć szczelne połączenie z wewnętrznym szkieletem każdej komórki (cytoszkieletem).

okludyny i Klaudyny są głównymi składnikami ciasnych pasm połączeniowych. W pełni uformowane szczelne złącze nie jest jednym, długim, ciągłym uszczelnieniem. Zamiast tego wygląda jak seria lokalnych fok połączonych ze sobą w sposób labiryntowy.,

szczelne złącze: schemat szczelnych elementów złącza.

przyłącza Adherens

przyłącza Adherens zapewniają silne mechaniczne przyłącza między sąsiednimi komórkami poprzez połączenie cytoplazmatycznej twarzy z cytoszkieletem.

cel nauczania

opisz charakterystykę skrzyżowań adherens

kluczowe punkty odbioru

kluczowe punkty

  • skrzyżowania Adherens są zaangażowane w szereg krytycznych funkcji, w tym zapewnienie dodatkowego wsparcia strukturalnego., Na przykład, trzymają komórki mięśnia sercowego ściśle razem, gdy serce rozszerza się i kurczy.
  • połączenia Adheryn zbudowane są głównie z kadheryn, których segmenty zewnątrzkomórkowe wiążą się ze sobą, a segmenty wewnątrzkomórkowe z kateninami. Kateniny są połączone z włóknami aktynowymi.

kluczowe terminy

  • kadheryna: Dowolna z klasy białek transmembranowych ważnych w utrzymaniu struktury tkankowej.
  • węzły przylegające: kompleksy białkowe, które występują w węzłach komórka–komórka w tkankach nabłonkowych; są zwykle bardziej bazalne niż węzły ciasne.,
  • katenina: Dowolna z klas białek, które odgrywają rolę w adhezji komórek.

złącza Adherens są również określane jako zonula adherens, złącze pośrednie lub jako desmosomy pasowe. Zonula oznacza małą strefę lub pas, a adherens oznacza przyczepność(sklejanie się). W rezultacie zonula przylega często biegnie jak pas wokół całej komórki w sposób ciągły i działa jak pas adhezyjny.,

lokalizacja i funkcja

ten typ połączenia komórkowego znajduje się tuż pod ciasnymi połączeniami i zapewnia silne wiązanie między bokami sąsiednich błon komórkowych nabłonka. Podczas gdy inne złącza, jak ciasne złącza, zapewniają pewne wsparcie i fuzję sąsiednich komórek, ich odporność na naprężenia mechaniczne jest stosunkowo mała w porównaniu do znacznie silniejszych przyłączy przylegających.

struktura i skład

zonula adherens składa się z kilku różnych białek:

  • mikrofilamenty aktynowe cytoszkieletu (wewnętrznego szkieletu komórki).,
  • zakotwiczają białka znajdujące się wewnątrz każdej komórki. Są to alfa-katenina, beta-katenina, gamma-katenina (aka plakoglobina), winkulina i Alfa-aktynina. Łączą mikrofilamenty aktynowe z kadherynami.
  • Cadheryny, czyli e-cadheryny. Są to białka adhezyjne przezbłonowe, których główne części znajdują się w przestrzeni pozakomórkowej.

zewnątrzkomórkowa część kadheryny jednej komórki wiąże się z zewnątrzkomórkową częścią kadheryny sąsiedniej komórki w przestrzeni między dwiema komórkami., Każda cząsteczka kadheryny zawiera również ogon, który wstawia się wewnątrz odpowiedniej komórki.

Ten wewnątrzkomórkowy (wewnątrz komórki) ogon łączy się następnie z białkami kateniny, tworząc kompleks kadheryna–katenina. Kompleks ten wiąże się z winkuliną i Alfa-aktyniną; te dwa białka łączą kompleks kadheryna-katenina z wewnętrznym szkieletem komórki (mikrofilamenty aktyny).

pozakomórkowe części cząsteczek kadheryny sąsiadujących komórek są połączone ze sobą przez jony wapnia (lub inne białko w niektórych przypadkach)., Oznacza to, że zarówno funkcjonalna, jak i morfologiczna integralność węzłów przylegających jest zależna od wapnia. Jeśli usuniesz wapń z równania, ten rodzaj połączenia komórkowego rozpadnie się w wyniku.

białka strukturalne w złączu adherens: są to główne interakcje białek strukturalnych w złączu adherens na bazie kadheryny. Włókna aktyny są związane z łącznikami adherens oprócz kilku innych białek wiążących aktynę.,

węzły Szczelinowe

węzeł szczelinowy jest wyspecjalizowanym węzłem komórkowym, który bezpośrednio łączy cytoplazmę dwóch komórek.

cel nauki

opisz charakterystykę połączeń szczelinowych

kluczowe punkty

kluczowe punkty

  • połączenia Szczelinowe umożliwiają swobodne przechodzenie różnych cząsteczek i jonów między komórkami.
  • kanał łączący szczelinę składa się z dwóch koneksonów, znanych również jako hemichannele, które ustawiają się w przestrzeni międzykomórkowej.,
  • Większość hemichanneli łączących gap składa się z kompleksu sześciu białek koneksynowych, z których każdy charakteryzuje się czterema domenami transmembranowymi. Sześć podpunktów connexin zbiera się, aby utworzyć jeden connexon, lub hemichannel.
  • skład kanału wpływa na funkcję złącza szczelinowego.
  • złącza szczelinowe umożliwiają komunikację elektryczną między komórkami, a także umożliwiają przejście małych drugorzędnych przekaźników.,
  • połączenia międzykomórkowe są wyrażane praktycznie we wszystkich tkankach i komórkach, ale przede wszystkim w typach komórek, które biorą udział w bezpośredniej komunikacji elektrycznej, takich jak neurony i mięsień sercowy.

kluczowe terminy

  • cytoplazma: zawartość komórki z wyjątkiem jądra. Zawiera cytozol, organelle, pęcherzyki i cytoszkielet.
  • connexin
  • connexon
  • nexus: alternatywna nazwa węzła gap.

węzły Szczelinowe nazywane są również węzłami komunikacyjnymi, plamkami komunikacyjnymi lub łącznikami., Są to połączenia, które pozwalają na bezpośrednie przejście cząsteczek między dwoma komórkami.

połączenia Szczelinowe składają się z szeregu kanałów transmembranowych zwanych porami, które znajdują się w ściśle upakowanym układzie. Liczba połączeń szczelinowych dzielonych między dwoma komórkami może się również różnić.

struktura

każdy kanał łączący szczelinę składa się z dwóch kanałów półkanałowych (hemichanneli), po jednym w błonie każdej komórki. Te pół kanały łączą się ze sobą, most przestrzeni pozakomórkowej w procesie, i tworzą cały kanał, który obejmuje obie błony komórkowe.,

każdy z tych pół kanałów nazywa się connexonem. Każdy connexon składa się z sześciu symetrycznych integralnych jednostek białek błonowych zwanych connexins. Oznacza to, że każdy kanał składa się z 12 kołowo ułożonych jednostek białka.

funkcja

dysk Międzypaliczkowy w mięśniu sercowym zawiera połączenia międzypaliczkowe: dyski międzypaliczkowe składają się z trzech różnych typów połączeń międzypaliczkowych: włókien aktynowych zakotwiczających przyłącza, włókien pośrednich zakotwiczających desmosomy i połączeń międzypaliczkowych., Złącza szczelinowe są odpowiedzialne za sprzęganie elektrochemiczne i metaboliczne

cząsteczki, które mogą przekroczyć ten kanał, obejmują jony, białka regulacyjne i metabolity (produkty metabolizmu). Przykładem tego są jony wapnia i cAMP (cykliczny monofosforan adenozyny).

w zależności od rodzaju danego połączenia szczelinowego, cząsteczki mogą przejść równomiernie w obu kierunkach lub asymetrycznie, więc w niektórych węzłach szczelinowych cząsteczki będą poruszać się w jednym kierunku szybciej niż w drugim kierunku.

kanały w złączu szczelinowym nie zawsze są otwarte., Wahają się między otwarciem a zamknięciem. Zdolność kanału do otwierania lub zamykania jest możliwa częściowo dla jonów wapnia, które indukują odwracalną zmianę konformacyjną w cząsteczkach connexin, co prowadzi do zamknięcia kanału na jego pozakomórkowej powierzchni. Cytoplazmatyczny koniec każdego konnexonu może być również zamknięty, jeśli to konieczne.

lokalizacja

połączenia Szczelinowe znajdują się w wielu miejscach na całym ciele. Dotyczy to nabłonka, które są pokryciami powierzchni ciała, a także nerwów, mięśnia sercowego (serca) i mięśni gładkich (takich jak jelita).,

ich podstawową rolą jest koordynowanie aktywności sąsiednich komórek. Na przykład, gdy komórki serca muszą bić w jedności, złącza szczelinowe pozwalają na przesyłanie sygnałów elektrycznych między komórkami.

złącze szczeliny: główne składniki molekularne złącza szczeliny.