LĄSTELIŲ JUNGTYS: TIPAI IR JŲ CHARAKTERISTIKOS - BIOLOGIJA - 2025

Kad ląstelių mazgai yra kontaktiniai tiltai tarp citoplazmos membranos tarp gretimų ląstelių arba tarp ląstelės ir matricos. Jungtys priklauso nuo tiriamo audinio tipo, pabrėžiant esamus ryšius tarp epitelio, raumenų ir nervų ląstelių.

Ląstelėse yra molekulės, susijusios su sukibimu tarp jų. Tačiau reikalingi papildomi elementai, kurie padidina jungties stabilumą audiniuose. Tai atliekama naudojant ląstelių jungtis.

Pagrindiniai elementų jungčių tipai.
Šaltinis: Boumphreyfr, iš „Wikimedia Commons“

Jungtys skirstomos į simetriškas sankryžas (sandarias sankryžas, diržų desmosomas ir plyšines sankryžas) ir asimetrines sankryžas (hemidesmosomas).

Įtemptos sankryžos, diržo desmosomos, taškinės desmosomos ir hemidesmosomos yra sankryžos, kurios leidžia tvirtinti; o plyšinės jungtys elgiasi kaip jungiamieji tiltai tarp kaimyninių ląstelių, sudarydamos sąlygas apsikeisti tirpiomis medžiagomis tarp citoplazmų.

Tirpių medžiagų, vandens ir jonų judėjimas vyksta per atskirus ląstelių komponentus ir tarp jų. Taigi yra tarpląstelinis kelias, kurį kontroliuoja kanalų ir nešiklių serija. Priešingai nei tarpląstelinis kelias, kurį reguliuoja kontaktai tarp ląstelių - tai yra ląstelių jungtys.

Augaluose randame ląstelių jungtis, primenančias plyšines jungtis, vadinamas plazmodesmata. Nors jie skiriasi savo struktūra, funkcija yra ta pati.

Medicininiu požiūriu tam tikri ląstelių jungčių trūkumai virsta įgytomis ar paveldimomis ligomis, kurias sukelia epitelio barjero pažeidimas.

charakteristikos

Gyvieji organizmai sudaryti iš atskirų ir įvairių struktūrų, vadinamų ląstelėmis. Juos riboja plazminė membrana, laikanti juos atskirtus nuo tarpląstelinės aplinkos.

Tačiau, nors jie ir yra gyvų daiktų komponentai, jie neprimena plytų, nes nėra atskirti vienas nuo kito.

Ląstelės yra elementai, kurie liečiasi tarpusavyje ir su tarpląsteline aplinka. Todėl ląstelėms turi būti būdas suformuoti audinius ir susisiekti, kol membrana lieka nepažeista.

Ši problema gali būti išspręsta dėl epitelyje esančių ląstelių jungčių. Šios sankryžos yra suformuotos tarp dviejų gretimų langelių ir yra klasifikuojamos pagal simetrines ir asimetrines sankryžas pagal kiekvienos jų funkciją.

Hemidesmosomos priklauso asimetrinėms sąjungoms, o siauros jungtys, juostų desmosomos, desmosomos ir plyšinės jungtys - simetriškoms sąjungoms. Žemiau mes išsamiai apibūdinsime kiekvieną jungtį.

Tipai

-Tvirtos sankryžos

Žarnyno epitelio ląstelių schema ir selektyviojo pralaidumo keliai. Baltasis banginis, iš „Wikimedia Commons“

Įtemptos jungtys, literatūroje dar žinomos kaip okliuzinės jungtys, yra gretimų ląstelių ląstelių membranose, kurios yra glaudžiai susijusios - kaip rodo pavadinimas „įtempta sankryža“.

Vidutinėmis sąlygomis ląstelės yra atskirtos 10-20 nm atstumu. Tačiau tankiose sankryžose šis atstumas žymiai sumažėja, o abiejų ląstelių membranos gali liesti ar net susilieti.

Tipiška sandari sankryža yra tarp gretimų ląstelių šoninių sienelių minimaliu atstumu nuo jų viršūninių paviršių.

Epiteliniame audinyje visos ląstelės sudaro tokias jungtis, kad liktų kartu. Šioje sąveikoje ląstelės yra išdėstytos modeliu, primenančiu žiedą. Šios sąjungos apima visą perimetrą.

Baltymai, įsitraukę į sandarias sankryžas

Ocludina ir Claudina

Sandarūs kontaktiniai plotai supa visą ląstelės paviršių. Šie regionai sudaro transmembraninių baltymų, žinomų kaip okludinas ir claudinas, kontaktines juostas. Terminas anastomozė reiškia tam tikrų anatominių elementų sąjungą.

Šie du baltymai priklauso tetraespaninų grupei. Jie pasižymi keturiais transmembraniniais domenais, dviem išorinėmis kilpomis ir dviem santykinai trumpais citoplazminiais uodegomis.

Įrodyta, kad okludinas sąveikauja su kitomis keturiomis baltymo molekulėmis, vadinamomis okliudino zona ir sutrumpintai vadinamas ZO. Ši paskutinė grupė apima baltymus ZO 1, ZO 2, ZO 3 ir afadiną.

Savo ruožtu Claudinas yra 16 baltymų, sudarančių linijinių pluoštų eilę tam tikrose sankryžose, šeima, leidžianti šiai sankryžai įgyti „barjero“ vaidmenį tarpląsteliniame kelyje.

Nektinai ir JAM

Nektinai ir jungčių adhezijos molekulės (trumpai - JAM) taip pat atsiranda siaurose sankryžose. Šios dvi molekulės randamos kaip homodimerai tarpląstelinėje erdvėje.

Nektinai yra sujungti su aktino gijomis per baltymą afadiną. Pastaroji atrodo gyvybiškai svarbi, nes graužikams panaikinus afadiną koduojantį geną, embrionas miršta.

Sandarių sankryžų ypatybės

Šio tipo jungimasis tarp ląstelių atlieka dvi pagrindines funkcijas. Pirmiausia reikia nustatyti epitelio ląstelių poliškumą, atskiriant viršūninį domeną nuo bazolateralinio domeno ir užkertant kelią nepagrįstai lipidų, baltymų ir kitų biomolekulių difuzijai.

Kaip minėjome apibrėžime, epitelio ląstelės yra sugrupuotos žiede. Ši struktūra atskiria viršūninį ląstelės paviršių nuo šoninio ir bazinio, tai nustato domenų diferenciaciją.

Šis atskyrimas laikomas viena iš svarbiausių sąvokų tiriant epitelio fiziologiją.

Antra, tankios sankryžos neleidžia laisvai praeiti medžiagoms per epitelio ląstelių sluoksnį, todėl susidaro kliūtis paraceululiniam keliui.

-Jungtys plyšiu ar tarpu

Tarpų jungčių struktūra ir vieta gretimose ląstelėse. Išvertė „Kalpo“, remdamasi Mariana Ruiz „LadyofHats“ atvaizdu. , per „Wikimedia Commons“

Tarpų jungtys yra regionuose, kuriuose nėra ribojamos citoplazminės membranos tarp kaimyninių ląstelių. Plyšinėje sankryžoje ląstelių citoplazmos susijungia ir sukuriamas fizinis ryšys ten, kur gali praeiti mažos molekulės.

Šios klasės jungtys yra beveik visuose epiteliuose ir kitų tipų audiniuose, kur jie naudojami gana įvairiais tikslais.

Pavyzdžiui, įvairiuose audiniuose plyšio jungtys gali atsidaryti ar užsidaryti reaguojant į tarpląstelinius signalus, kaip tai daroma neurotransmiterio dopamino atveju. Šios molekulės buvimas sumažina ryšį tarp tinklainės neuronų klasės, reaguojant į padidėjusį šviesos intensyvumą.

Baltymai, esantys plyšio sankryžose

Plyšinės jungtys yra sudarytos iš baltymų, vadinamų junginais. Taigi, jungtis gaunama sujungus šešis junginio monomerus. Ši struktūra yra tuščiaviduris cilindras, kuris randamas kertant citoplazminę membraną.

Jungonai yra išdėstyti taip, kad tarp gretimų ląstelių citoplazmų susidarytų kanalas. Taip pat junginiai linkę kauptis ir sudaryti savotiškas plokšteles.

Tarpų sankryžų funkcijos

Dėl šių sankryžų susidarymo gali įvykti tam tikrų molekulių judėjimas tarp kaimyninių ląstelių. Vežamos molekulės dydis yra lemiamas, optimalus skersmuo yra 1,2, kaip ir kalcio jonai bei ciklinis adenozino monofosfatas.

Tiksliau, tai yra neorganiniai jonai ir vandenyje tirpios molekulės, kurios gali būti perneštos iš vienos ląstelės citoplazmos į gretimą citoplazmą.

Kalcio koncentracija vaidina lemiamą vaidmenį šiame kanale. Kai padidėja kalcio koncentracija, ašiniai ortakiai linkę užsidaryti.

Tokiu būdu plyšinės jungtys aktyviai dalyvauja elektrinio ir cheminio jungimosi tarp ląstelių procese, kaip vyksta širdies raumeninėse ląstelėse, atsakingose ​​už elektrinių impulsų perdavimą.

-Tvirtinimo arba rišamosios jungtys

Žemiau sandarių jungčių randame inkarines jungtis. Paprastai jie yra šalia epitelio viršūninio paviršiaus. Šioje grupėje galime išskirti tris pagrindines grupes: zonos adrenas arba juostos desmosomas, makulos adrenas arba punktualus desmosomas ir desmosomas.

Tokio tipo sankryžoje gretimos ląstelių membranos, sujungtos zonulėmis ir prilipusiomis makulėmis, yra atskirtos santykinai dideliu atstumu tarp ląstelių - palyginus su minimalia erdve, esančia sandarių sankryžų atveju.

Tarpląstelinę erdvę užima baltymai, priklausantys kadherinų, desmogleinų ir desmocholinų, prisijungusių prie citoplazminių plokštelių, turinčių kitus baltymus, vadinamus desmoplakinais, plakoglobinu ir placophilinu, šeimai.

Inkaro jungčių klasifikacija

Zonula adrens

Kaip ir tvirtų jungčių atveju, tvirtinimo jungtyse taip pat stebime žiedo ar diržo pavidalo išdėstymą. Zonosula adrenai yra siejami su aktino mikrofilmentais per dviejų baltymų sąveiką: kadherinus ir kateninus.

Macula adrens

Kai kuriais atvejais ši struktūra vadinama tiesiog desmosoma, tai yra punkcinė forma, susijusi su keratino suformuotomis tarpinėmis gijomis. Šiame kontekste šios keratino struktūros vadinamos „tonofilimanetomis“. Gijų siūlai eina epitelio ląstelėse iš vieno taško į kitą.

Taškiniai desmosomai

Tai suteikia epitelio ląstelėms tvirtumo ir tvirtumo. Taigi manoma, kad pagrindinė jo funkcija yra susijusi su gretimų ląstelių stiprinimu ir stabilizavimu.

Desmosomas galima prilyginti tam tikram kniedės ar suvirinimo būdui, nes jie primena atskirus mažus taškelius, o ne ištisines juostas.

Tokio tipo sankryžas randame tarpstabiliuose diskuose, sujungiančiuose širdies raumenį su širdies kardiitais, ir smegenyse, jungiančiuose išorinį smegenų ir nugaros smegenų paviršių.

-Hemidesmosomos

„Miguelferig“, iš „Wikimedia Commons“

Hemidesmosomos patenka į asimetrinių sankryžų kategoriją. Šios struktūros funkcija yra inkrustuoti epitelio ląstelės bazinį domeną su apatine bazine sritimi.

Terminas hemidesmosome naudojamas todėl, kad ši struktūra pažodžiui atrodo pusiau desmosominė. Tačiau biocheminės sudėties požiūriu abi sąjungos yra visiškai skirtingos.

Svarbu paaiškinti, kad desmosomos yra atsakingos už vienos kaimyninės ląstelės prilipimą prie kitos, tuo tarpu hemidesmosomos funkcija yra sujungti ląstelę su pagrindine lamina.

Skirtingai nuo geltonosios dėmės ar demosomos, hemidesmosomos yra kitokios struktūros, susidedančios iš: citoplazminio sluoksnio, sujungto su tarpiniais siūlais, ir išorinių membranų plokštelės, atsakingos už hemidesmosomos sujungimą su pagrindine plėvele, naudojant inkaro siūlas.

Viena iš hemidesmosomų funkcijų yra padidinti bendrą epitelio audinių stabilumą, nes yra tarpinių citoskeleto siūlų, pritvirtintų prie pagrindinio sluoksnio komponentų.

Ląstelių jungtys augaluose

Augalų karalystėje trūksta daugumos aukščiau aprašytų ląstelių sankryžų, išskyrus funkcinę priešpriešą, primenančią plyšines jungtis.

Augaluose gretimų ląstelių citoplazmos yra sujungtos keliais arba kanalais, vadinamais plazmodesmitais.

Ši struktūra sukuria kontinuumą iš vienos augalų ląstelės į kitą. Nors jie struktūriškai skiriasi nuo plyšinių jungčių, jie vaidina labai panašius vaidmenis, leidžiančius praeiti mažus jonus ir molekules.

Medicininė perspektyva

Medicininiu požiūriu ląstelių jungtys yra aktuali tema. Nustatyta, kad genų, koduojančių baltymus, dalyvaujančius sankryžose, mutacijos virsta klinikinėmis patologijomis.

Pvz., Jei gene yra tam tikra mutacija, koduojanti specifinį klaudino tipą (vieną iš baltymų, kuris tarpininkauja sąveikoje tam tikrose sankryžose), tai sukelia retą žmonių ligą.

Tai yra inkstų magnio nuostolių sindromas, kurio simptomai yra mažai magnio ir traukuliai.

Be to, nustatyta, kad geno, koduojančio nektino 1 baltymą, mutacija yra atsakinga už gomurio sindromą. Ši būklė laikoma viena iš labiausiai paplitusių apsigimimų naujagimiams.

Nektino 1 geno mutacijos taip pat buvo susijusios su kita liga, vadinama ektodermine displazija, pažeidžiančia žmogaus odą, plaukus, nagus ir dantis.

Pemphigus foliaceus yra pūslinė odos liga, kurią lemia autoantikūnai prieš desmogleiną 1 - pagrindinį elementą, atsakingą už epidermio darnumo palaikymą.

Nuorodos

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ir Walter, P. (2015). Esminė ląstelių biologija. Girlianda mokslas.
2. Cooperis, GM ir Hausmanas, RE (2000). Ląstelė: molekulinis požiūris. „Sinauer Associates“.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kvietimas į biologiją. Macmillanas.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., and Anderson, M. (2004). Gyvūnų fiziologija. „Sinauer Associates“.
5. Karp, G. (2009). Ląstelių ir molekulių biologija: sąvokos ir eksperimentai. Johnas Wiley ir sūnūs.
6. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2016). Histologija ir ląstelių biologija: įvadas į patologiją. Elsevier Brazilija.
7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… ir Matsudaira, P. (2008). Molekulinių ląstelių biologija. Macmillanas.
8. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochemija. Panamerican Medical Ed.