SEJTCSOMÓPONTOK: TÍPUSOK ÉS JELLEMZŐIK - BIOLÓGIA - 2025

A sejtcsatlakozások érintkező hidak a szomszédos sejtek vagy a sejt és a mátrix közötti citoplazmatikus membránok között. A csomópontok a vizsgált szövet típusától függenek, kiemelve az epiteliális, izom- és idegsejtek közötti kapcsolatot.

A sejtekben vannak molekulák, amelyek kapcsolatban vannak egymással. További elemekre van szükség, amelyek növelik a kötés stabilitását a szövetekben. Ezt cellacsomópontokkal érjük el.

A cellacsomópontok fő típusai.

Forrás: Boumphreyfr, a Wikimedia Commonsból

A csomópontokat szimmetrikus csomópontokba (szoros csomópontok, öv desmoszómák és hasított csomópontok) és aszimmetrikus csomópontokba (hemidesmoszómák) soroljuk be.

A szoros csomópontok, az öv desmoszómái, a point desmosomák és a hemidesmosomák olyan csomópontok, amelyek lehetővé teszik a rögzítést; míg a hasadási csomópontok összekötő hidakként viselkednek a szomszédos sejtek között, lehetővé téve az oldott anyag cseréjét a citoplazma között.

Az oldott anyagok, a víz és az ionok mozgása az egyes celluláris alkotóelemeken keresztül és között történik. Így létezik egy transzcelluláris út, amelyet egy csatorna és transzporter sorozat vezérl. Ellentétben a paracelluláris úttal, amelyet a sejtek közötti érintkezés szabályoz, azaz a sejtcsomópontok.

A növényekben olyan plazmodesmatáknak nevezett sejtcsomópontokat találunk, amelyek hasonlítanak a hasadási metszetekre. Bár szerkezetükben különböznek, a funkció ugyanaz.

Orvosi szempontból a sejtek csomópontjainak bizonyos hiányosságai szerzett vagy öröklött betegségekké válnak, amelyeket az epiteliális gát károsítása okoz.

jellemzők

Az élő organizmusok diszkrét és változatos struktúrákból állnak, amelyeket sejteknek hívnak. Ezeket egy plazmamembrán határolja, amely elválasztja őket az extracelluláris környezettől.

Bár ezek az élőlények alkotóelemei, nem hasonlítanak a téglákhoz, mivel nem vannak egymástól elszigetelten.

A sejtek olyan elemek, amelyek kommunikálnak egymással és az extracelluláris környezettel. Ezért lehetővé kell tenni a sejtek számára szövetek kialakítását és kommunikációját, miközben a membrán ép marad.

Ez a probléma megoldható az epitéliában létező sejtcsomók jelenlétének köszönhetően. Ezek a csomópontok két szomszédos cella között vannak kialakítva, és mindegyikük funkciója szerint szimmetrikus és aszimmetrikus csomópontokba vannak besorolva.

A hememmoszomák az aszimmetrikus uniókhoz tartoznak, a szűk egyesületek, az öv desmoszómák, a desmoszómák és a hasadások a szimmetrikus uniókhoz. Az alábbiakban részletesen leírjuk az egyes illesztéseket.

típusai

- Szűk kereszteződések

A bélhámsejtek és a szelektív permeabilitás útjai. Fehér bálna, a Wikimedia Commonsból

A szoros csomópontok, amelyeket az irodalomban okklúziós csomópontnak is neveznek, a szomszédos sejtek membránjainak szorosan összekapcsolt szektorai - amint azt a "szoros csomópont" is sugallja.

Átlagos körülmények között a sejteket 10-20 nm távolság választja el egymástól. Szűk keresztmetszetek esetén azonban ez a távolság jelentősen csökken, és mindkét sejt membránjai megérintéshez vagy akár összeolvadáshoz vezetnek.

Egy tipikusan szoros csomópont a szomszédos cellák oldalfalai között helyezkedik el, minimális távolságra az apikális felületektől.

A hámszövetben minden sejt ilyen összekapcsolásokat hajt végre, hogy együtt maradjanak. Ebben az interakcióban a sejtek egy gyűrűt emlékeztető mintában helyezkednek el. Ezek a szakszervezetek az egész kerületet lefedik.

A szoros kereszteződésekben résztvevő fehérjék

Ocludina és Claudina

A szoros érintkezési régiók a cella teljes felületét körülveszik. Ezek a régiók az okludin és claudin néven ismert transzmembrán fehérjék anastomosált kontaktcsíkokat képeznek. Az anastomosis kifejezés egyes anatómiai elemek egyesülésére utal.

Ez a két fehérje a tetraepaninok csoportjába tartozik. Jellemzőik négy transzmembrán domén, két külső hurok és két viszonylag rövid citoplazmatikus farok.

Kimutatták, hogy az Occludin kölcsönhatásba lép négy másik fehérjemolekulával, az úgynevezett zonule occludin-nal és ZO-val rövidítve. Ez az utolsó csoport a ZO 1, ZO 2, ZO 3 és afadin fehérjéket tartalmazza.

A Claudin a maga részéről 16 proteinből áll, amelyek szoros csomópontokban lineáris rostok sorozatát képezik, amely lehetővé teszi, hogy ez a csomópont „gát” szerepet vállaljon a paracelluláris úton.

Nektinek és JAM

A nektinek és a csomópont-adhéziós molekulák (röviden JAM-k) szintén megjelennek a szűk keresztmetszetekben. Ez a két molekula homodimerekként található meg az intracelluláris térben.

A nektinek az aktin filamentumokhoz kapcsolódnak az afadin fehérjén keresztül. Ez utóbbi létfontosságúnak tűnik, mivel rágcsálókban az afadint kódoló gén deléciói az embrió halálához vezetnek.

A szoros kereszteződések jellemzői

A cellák közötti ilyen típusú csatlakozás két alapvető funkciót hajt végre. Az első az, hogy meghatározzuk a hám sejtjeinek polaritását, elválasztva az apikális domént a bazolaterális doméntől, és megakadályozva a lipidek, fehérjék és más biomolekulák indokolatlan diffúzióját.

Ahogyan a meghatározásban megemlítettük, a hámsejtek gyűrűben vannak csoportosítva. Ez a szerkezet elválasztja a sejt apikális felületét az oldalsótól és az alaptól, ami megteremti a domének közötti különbséget.

Ezt az elválasztást az epithelia fiziológiájának vizsgálatában az egyik legfontosabb fogalomnak tekintik.

Másodszor, a szoros csomópontok megakadályozzák az anyagok szabad áramlását az epiteliális sejtrétegen, akadályt képezve a paracelluláris útvonal kialakulásához.

-A csatlakozások hasadékban vagy résben

A réscsomópontok szerkezete és elhelyezkedése a szomszédos cellákban. Kalpo fordította, Mariana Ruiz LadyofHats képe alapján., a Wikimedia Commonson keresztül

A réscsomópontok olyan régiókban találhatók, ahol nincs korlátozva a szomszédos sejtek közötti citoplazmatikus membrán. A hasadási csomópontban a sejtek citoplazmái kapcsolódnak és fizikai kapcsolat jön létre, ahol kis molekulák áthaladhatnak.

Ez a csatlakozási osztály gyakorlatilag minden hámban és más típusú szövetekben megtalálható, ahol nagyon sokféle célra szolgálnak.

Például különféle szövetekben a hasadási csomópontok kinyílhatnak vagy bezáródhatnak az extracelluláris jelekre adott válaszként, mint például a dopamin neurotranszmitter esetében. Ennek a molekulának a jelenléte csökkenti a kommunikációt a retina idegsejtjei között, a fokozott fényintenzitás hatására.

A hasadásokban résztvevő fehérjék

A hasadási csatlakozásokat proteinek alkotják, úgynevezett connexinek. Így egy „összekötőt” hat összekötő monomer összekapcsolásával kapunk. Ez a szerkezet egy üreges henger, amelyet a citoplazmatikus membránon keresztezve találnak meg.

A csatlakozók úgy vannak elrendezve, hogy vezeték jön létre a szomszédos sejtek citoplazmái között. Ugyanakkor a csatlakozók hajlamosak aggregálódni és egyfajta lemezt képezni.

A réscsomópontok funkciói

Ezen csomópontok kialakulásának köszönhetően bizonyos molekulák mozoghatnak a szomszédos sejtek között. A szállítandó molekula mérete döntő, az optimális átmérő 1,2, csakúgy, mint a kalciumionok és a ciklikus adenozin-monofoszfát.

Pontosabban, ezek szervetlen ionok és vízben oldódó molekulák, amelyek átvihetők az egyik sejt citoplazmából a szomszédos citoplazmába.

A kalcium-koncentráció döntő szerepet játszik ebben a csatornában. Amikor a kalcium koncentrációja növekszik, az axiális csatornák hajlamosak bezáródni.

Ilyen módon a hasadási csatlakozások aktívan részt vesznek a sejtek közötti elektromos és kémiai kapcsolási folyamatban, amint a szív izomsejtjeiben fordul elő, amelyek felelősek az elektromos impulzusok továbbításáért.

- Csatlakozók rögzítése vagy rögzítése

A szoros illesztések alatt találjuk a rögzítőelemeket. Általában ezek a hám apikális felülete közelében helyezkednek el. Ebben a csoportban három fő csoportot különböztethetünk meg: a zónás tapadás vagy az öv desmoszóma, a makula tapadás vagy a pontos desmoszóma és a desmoszóma.

Az ilyen típusú csomópontokban a szomszédos sejtmembránokat, melyeket zónák és tapadó makkák kapcsolnak össze, viszonylag nagy sejt távolság választja el egymástól - összehasonlítva a szűk keresztmetszetek esetén fennálló minimális térrel.

Az intercelluláris teret olyan fehérjék foglalják el, amelyek olyan kadherinek, desmogleinek és desmocholinek családjába tartoznak, amelyek citoplazmatikus plakkokhoz kapcsolódnak, amelyek más fehérjéket, úgynevezett desmoplakin, plakoglobin és placophilin tartalmaznak.

A rögzítőelemek osztályozása

Zonula adherens

A szoros csatlakozásokhoz hasonlóan a rögzítőcsatlakozásokban gyűrű vagy öv alakú elrendezési mintát is megfigyeljük. A zonula adherens az aktin mikrofiltumokhoz kapcsolódik, két fehérje kölcsönhatása révén: a cadherinek és a cateninek.

Macula adherens

Bizonyos esetekben ezt a szerkezetet egyszerűen desmoszómának nevezik. Ez egy punktiv alakú egység, amely a keratinből képződött közbenső filamentumokhoz kapcsolódik. Ebben az összefüggésben ezeket a keratin-struktúrákat "tonofilimanetóknak" nevezzük. A szálak pontonként terjednek az epiteliális sejtekben.

Pont desmosomes

Ezek szilárdságot és merevséget biztosítanak a hámsejtekhez. Tehát fő funkciója feltételezhetően a szomszédos sejtek megerősítésével és stabilizálásával kapcsolatos.

A desmoszómák hasonlíthatók valamilyen szegecsre vagy hegesztésre, mivel különálló apró pontokra emlékeztetnek, és nem folytonos szalagokra.

Ezt a fajta illesztést találjuk az interkalált korongokban, amelyek összekapcsolódnak a szívizom kardiocitáival, valamint az agy és a gerincvelő külső felületét összekötő végtagokban.

-Hemidesmosomes

Miguelferig, a Wikimedia Commonsból

A hememoszómák az aszimmetrikus csomópontok kategóriájába tartoznak. Ezeknek a szerkezeteknek az a szerepe, hogy az epiteliális sejtek bazális doménjét rögzítsék a mögöttes bazális laminával.

A hemidesmoszóma kifejezést azért használjuk, mert ez a szerkezet szó szerint "fele" desmoszómának tűnik. Biokémiai összetételük szempontjából azonban mindkét szakszervezet teljesen különbözik egymástól.

Fontos tisztázni, hogy a desmoszómák felelősek az egyik szomszédos sejtnek a másikhoz történő tapadásáért, míg a hemidesmoszóma feladata a sejt egyesítése az alapréteggel.

A macula adherens-től vagy a desmoszómától eltérően, a hemidesmoszómák szerkezete eltérő: - a közbenső filamentumokhoz kapcsolódó citoplazmatikus rétegből és a külső membránokból álló lemezből, amely a hemidesmoszóma és az alapréteg összekapcsolásáért felelős egy horgonyszál.

A hemidesmoszómák egyik funkciója az epiteliális szövetek általános stabilitásának fokozása, a közbenső citoszkeletális szálak jelenlétének köszönhetően, amelyek az alapréteg komponenseihez kapcsolódnak.

Sejtek csomópontjai növényekben

A növényi királyságból hiányzik a fent leírt sejtcsomópontok többsége, kivéve a hasadási csatlakozásokat emlékeztető funkcionális párját.

A növényekben a szomszédos sejtek citoplazmái útvonalakkal vagy csatornákkal kapcsolódnak, amelyeket plazmodesmatának neveznek.

Ez a szerkezet folytonosságot hoz létre az egyik növénysejtből a másikba. Noha szerkezetileg különböznek a hasadási csatlakozásoktól, nagyon hasonló szerepet játszanak, lehetővé téve a kis ionok és molekulák átjutását.

Orvosi szempontból

Orvosi szempontból a sejtcsomópontok releváns téma. Megállapítottuk, hogy a csomópontokban részt vevő fehérjéket kódoló gének mutációi klinikai patológiákká alakulnak.

Például, ha van egy bizonyos mutáció a génben, amely egy bizonyos típusú claudint kódol (az egyik protein, amely szoros kereszteződésekben közvetíti az interakciót), akkor ritka betegséget okoz az emberekben.

Ez a vese magnézium veszteség szindróma, és a tünetek között szerepel az alacsony magnéziumszint és a rohamok.

Ezenkívül azt találták, hogy a nektin 1 fehérjét kódoló gén mutációja felelős a szájpadlási szindrómaért. Ez az állapot az újszülöttek egyik leggyakoribb rendellenessége.

A nektin 1 gén mutációi összekapcsolódtak egy másik, ektodermális diszplázia néven ismert állapotkal is, amely az emberi bőrt, a hajat, a körmöket és a fogakat érinti.

A Pemphigus foliaceus hólyagosodó bőrbetegség, amelyet a dezmoglein 1 elleni autoantitestek határoznak meg, amely kulcsfontosságú elem az epidermisz koherenciájának fenntartásáért.

Irodalom

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… és Walter, P. (2015). Alapvető sejtbiológia. Garland Science.
2. Cooper, GM és Hausman, RE (2000). A cella: Molekuláris megközelítés. Sinauer Associates.
3. Curtis, H. és Barnes, NS (1994). Meghívás a biológiára. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., és Anderson, M. (2004). Állatok fiziológiája. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Sejt- és molekuláris biológia: fogalmak és kísérletek. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, A., és Tres, L. (2016). Szövettan és sejtbiológia: bevezetés a patológiába. Elsevier Brazília.
7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… és Matsudaira, P. (2008). Molekuláris sejtbiológia. Macmillan.
8. Voet, D. és Voet, JG (2006). Biokémia. Panamerican Medical Ed.