5. 12. 2007r.
Receptory powierzchniowe i ich domeny funkcjonalne
Połączenia międzykomórkowe- wykład
Typy połączeń międzykomórkowych:
1. Zamykające (ścisłe) ZA- połączenia leżce tuz przy szczytowej części komórki. Bardzo szczelne, nieprzepuszczlne, co zapobiega przemieszczaniu się nawet małych cząsteczek, np. jonów, z jednej komórki do drugiej.
W komórkach nabłonka jelitowego są bardzo ważne, gdyż ukierunkowują transport substancji obecnych w świetle jelita do komórki i z komórki do macierzy lub błony podstawnej.
Oddzielają białka błonowe części szczytowej od białek błonowych części bocznych komórek.
2. Zwierające (przylegania) Z- łącza komórki między sobą oraz część podstawną komórki z macierzą. Bardziej ścisłe niż zamykające, ponieważ biorą w nim udział również elementy cytoszkieletu. Występują w nabłonkach ulegających silnemu rozciąganiu, np. w ścianie jelita.
(Macierz- ECM- kompleks sekrecyjny złożony z włókien białkowych, kolagenu i substancji galaretowatej, która zawiera glikoproteiny i proteoglikany. Utrzymuje komórki razem, uczestniczy przy wzajemnym przekazywaniu sygnałów, współdziałaniu komórek)
Dzielą się na trzy rodzaje:
połączenia przylegające-> leżą po stronie bocznej komórki. W połączeniach przylegania uczestniczą katcheryny, kateniny i filamenty aktynowe w cytoplazmie. Filamenty przytwierdzone są do "pasów" adhezyjnych czyli zespołów białkowych. Zespoły te obejmują białka: kateninę, alfa-aktyninę, inkulinę (?).
Współdziałanie komórek jest zależne od białek adhezyjnych, zależnych od wapnia, zwanych katcherynami. Katcheryny to białka transbłonowe i pośredniczą we współdziałaniu cytoszkieletu aktynowego komórek. Nie łączą się bezpośrednio z filamentami cytoszkieletu, ale za pomocą białek- katenin. W miejscu gdzie są katcheryny występuje rownież zagęszczenie cytoplazmy opasujące całkowicie komórki, tworząc tym samym obwódkę zwierającą. Obwódki sąsiednich komórek łączą się ze sobą na zasadzie zamka- zakończenia katcheryn obu komórek wystają poza ich błony cytoplazmatyczne i zazębiają się.
desmosomy-> (plamki przylegania) składaja się z dwóch symetrycznych części w postaci płytek znajdujących się po obu stronach komórki. Płytka desmosomalna leży pod błoną cytoplazmatyczną od strony cytoplazmy. Zbudowana jest z trzech białek. Łączy się z błoną komórkową za pomocą białek transbłonowych- katcheryn, które również łączą się z katcherynami sąsiedniej komórki, tworząc plamkę przylegania. Połączenia te nie są zależne od wapnia. W cytoplazmie płytka desmosomalna połączona jest z filamentami pośrednimi
hemidesmosomy-> łączą błonę podstawną komórek nabłonkowych z blaszką podstawną i macierzą komórkową. Zamiast katcheryn, znajdują się białka zwane integrynami. Integryny to białka transbłonowe, obejmujace rodzinę ok. 20 receptorów o różnej swoistości.
Integryna zbudowana jest z dwóch podjednostek: alfa i beta, które łączą się ze sobą dzięki obecności kationów wapnia. Białka te łączą się z lamininą błony podstawnej.
3. Komunikacyjne (jonowo-metaboliczne)- umożliwiają przechodzenia małych czasteczek i sygnałów elektrycznych, pomiędzy sąsiadującymi komórkami. Sa to połączenia typu nexus- najliczniejsze połączenia w komórkach, u wszystkich gatunków zwierzat. Połączenie to jest oddzielone małą szczeliną o szerokości 2-4 nm (połączenie synaptyczne), składającą się z białek tworzących kanał, który pozwala na selektywny transport małych cząsteczek wielkości ok. 1000 daltonów. Pośredniczą również w połączeniach elektrycznych. Połączenie typu nexus zbudowane jest z identycznych podjednostek, zw. koneksynami. (koneksyna zbudowana jest z 6 koneksonów)
.................................................................................................................................................
Endocytoza
Polega ona na pęcherzykowym wychwytywaniu płynów, cząsteczek i dostarczaniu ich do komórki.
Typy endocytoz:
niezależna od klatryny
zależna od klatryny (za pośrednictwem receptorów)
fagocytoza
Klatryna- białko, heksamer złożony z 3 dużych polipeptydów i 3 mniejszych. Tworzy podobne do klatki struktury, łącząc 5 lub 6 innych klatrynowanych jednostek.
Obszar błony komórkowej, która ulega endocytozie, grubieje na skutek gromadzenia się klatryny i wpukla się do "klatki" tworząc wgłębienie błonowe. Składanie klatryny kończy się zaciśnieciem błony komórkowej i wytworzeniem całkowicie okrytego pęcherzyka. Kiedy błona zaciśnie się, klatrynowy koszyczek ulega szybko rozpadowi. W procesie tym uczestniczy ATP oraz jony wapnia. Podczas fagocytozy nie tworzą się koszyczki klatrynowe ale kępki.
Endocytoza niezależna od klatryny- pinocytoza-> wymaga ciągłego, dynamicznego tworzenia się pęcherzyków na powierzchni komórki. Pecherzyki leżące pod błona cytoplazmatyczną zlewają się z pęcherzykami lezącymi pod powierzchnią tworząc endosomy. Pecherzyki te mają zdolność zlewania się również z błoną cytoplazmatyczną, na skutek czego na powierzchni komórki powstają pęcherzyki, które przenosza materiał do wnętrza komórki.
Pinocytoza może być rozległa.
W niektórych komórkach 100% błony komórkowej w ciągu godziny ulega internalizacji czyli "wciągnięciu" pęcherzyków do wnętrza i recyclingowi czyli odtwarzaniu błony.
Endosomy łączą się wewnątrz komórki z lizosomami i dochodzi do strawienia cząsteczek przenoszonych przez endosomy, co odżywia komórkę.
Endocytoza zależna od klatryny-> za pośrednictwem receptorów. Jest to endocytoza, za którą odpowiadają swoiste receptory na powierzchni komórek, okreslane jako RNE. Nadaje to endocytozie pewną specyficzność, ponieważ nie wszystkie receptory na komórkach są identyczne. Pozwala to selektywnie włączać cząsteczki z roztworów zewnatrzkomórkowych do wnętrza komórki.
Mechanizm tej endocytozy zasadniczo różni się od pinocytozy.
Ligand- sygnał pochodzacy z zewnątrz (np. związek chemiczny), który łączy się z receptorem na błonie komórkowej.
Ligand dąży do receptora, akumuluje się w obszarach nazywanych wgłębieniami okrytymi (koszyki klatrynowe), maja one gesty materiał- klatrynę, która tkwi poniżej błony komórkowej po stronie cytozolowej. Liczba czasteczek, które wnikają do tego wgłębienia jest duża i obejmuje równiez transport ciałek dostarczających do komórki substancje odżywcze.
Do białek wchodzacych do komórki za pośrednictwem RNE zaliczamy również czynniki wzrostu oraz cytokiny- białka wydzielane przez komórki, odgrywające rolę przy porozumiewaniu się komórek.
Również niektóre wirusy i toksyny moga wykorzystywać szlak RNE do wnikania do komórek.
Jezeli receptor nie zwiąże się z ligandem, nie następuje przesuwanie go do wgłebień okrytych, pozostaje on na powierzchni komórki.
receptor+ ligand-> wnikanie do błony-> wytworzenie wgłębienia okrytego-> pęcherzyk okryty-> rozkład klatryny-> endosom->wniknięcie do wnętrza komórki->
1. receptor powraca, ligand ulega degradacji
2. receptor i ligand powracają [ np. transferyna, cząsteczki MHC (czynniki decydujące o tym, że czasteczka jest rozpoznawana jako własna): klasy I- na wszystkich komórkach danego organizmu, klasy II- na makrofagach]
3. receptor i ligand ulegaja degradacji- w przypadku tworzenia kompleksów immunologicznych- antygen+ przeciwciało;
4. receptor i ligand są transportowane- przeciwciała matczyne przenikają do organizmu dziecka przez błonę śluzową przewodu pokarmowego.
Fagocytoza- wciąganie przez komórkę dużych czasteczek, ok 0,5 mikrometra. Proces ten jest zalezny od aktyny. Wymaga polimeryzacji aktyny. Proces fagocytozy wymaga wzajemnego oddziaływania cząsteczek pobieranych z powierzchniowych receptorów komórkowych. Jest ona niezbędnym mechanizmem w obronie przeciwko mikoorganizmom i usuwaniu martwych lub starzejących się komórek, potrzebna w przebudowie tkanek. Jest też powszechnie wykorzystywana przez mikoorganmizmy w celu unikania bezpośredniego zniszczenia przez przeciwciała i białka komplementu.
U ssaków proces ten występuje w trzech typach komórek- neutrofilach, monocytach i makrofagach.
Przeciwciała i białka komplementu obecne w osoczu okrywają powierzchnię mikroorganizmu, który wniknął do ciała gospodarza i czynią go widocznym i dostępnym dla receptora powierzchniowego- opsonizacja.