Лекция 6 Взаимодействие клеток

Клеточная стенка эукариот, включая грибы, водоросли и высшие растения, в основном образована полисахаридами.

Основной полисахарид грибов – хитин, полимер N–ацетилглюкозаминовых остатков. Хитин также формирует экзоскелет у многих членистоногих, - панцирь у крабов и тараканов, в том числе.

Стенка у водорослей и высших растений образована в основном целлюлозой, которая является самым распространенным полимером на Земле.

Целлюлоза – полимер глюкозы, и может содержать более 10 000 остатков глюкозы. Остатки глюкозы соединяются бетта-связью, что позволяет формировать им длинную цепочку. Отдельные цепочки образуют микрофибриллы, которые могут иметь длину десятки микрометров.

В клеточной стенке микрофибриллы целлюлозы погружены в матрикс, состоящий из белков и двух других типов полисахаридов – гемицеллюлозы и пектина.

Гемицеллюлоза – сильноветвистые молекулы, соединенные с целлюлозой водородными связями.

Пектины – тоже разветвленные молекулы, содержащие большое количество отрицательно заряженных остатков галактуроновой кислоты. Благодаря этим остаткам, пектины связывают положительно заряженные ионы, в том числе – Са и задерживают молекулы воды, в итоге – гель. Гелеобразующие свойства пектинов хорошо известны – мармелад, желе. Пектины используют для очистки организма от тяжелых металлов – специальный мармелад.

Кроме полисахаридов, в клеточной стенке содержатся разные белки.

Первичная клеточная стенка – у растущих растений, она более мягкая. Вторичная – более жесткая, у сформировавшихся растений.

Первичная стенка содержит примерно поровну основные компоненты – целлюлозу, гемицеллюлозу и пектин. Вторичная стенка содержит 50-80% целлюлозы и почти лишена пектина. Вторичная стенка часто содержит полимер лигнин, еще более усиливающий ее прочность.

Микрофибриллы целлюлозы в первичной стенке расположены хаотично, а во вторичной – слоями.

Итак, с плазматической мембраной клеток связаны такие структуры, как гликокаликс, внеклеточный матрикс, и клеточная стенка.

Лекция 6 Взаимодействие клеток

Адгезия, или прилипание, слипание клеток, - селективный процесс, протекающий только между определенными типами клеток и обусловленный межмолекулярными взаимодействиями. Эта селективность впервые была показана в классических опытах по изучению взаимодействия эмбриональных клеток. Клетки зародышевой печени слипались друг с другом, а не с клетками других органов. «Прилипание» Т-лимфоцитов к клеткам-мишеням, выход лейкоцитов из сосудов, – тоже адгезия. Адгезия может приводить не только к временному соединению клеток, но и к формированию организованных клеточных ансамблей – гистологических структур.

В процессе клеточной адгезии формируются примембранные (во внеклеточном матриксе) структуры, образованные молекулами адгезии (рецепторы адгезии), которые взаимодействуют с прилежащими к плазмалемме белками цитоплазмы и цитоскелета. Молекулы клеточной адгезии являются трансмембранными гликопротеинами, которые экспонированы на внешней поверхности клеток, они определяют специфичность узнавания в процессах межклеточной адгезии и адгезии с субстратом.

Молекулы клеточной адгезии в основном представлены членами следующих белковых суперсемейств:

- иммуноглобулины

- интегрины

- лектины (в том числе - селектины)

- протеогликаны

- кадгерины.

Число молекул межклеточной адгезии очень велико. Выделяют также кальций-зависимые и кальций-независимые молекулы.

Кальций–независимая клеточная адгезия

В основном обеспечивается белками суперсемейства иммуноглобулинов, белки которого содержат домены, характерные для иммуноглобулинов (антител). Иммуноглобулиноподобные молекулы клеточной адгезии главным образом участвуют в регуляции адгезивных взаимодействий, тогда как функция «удержания» клеток принадлежит другим белкам.

Примеры:

Са++ независимые молекулы клеточной адгезии нервных клеток.

Внутриклеточные молекулы адгезии эндотелиальных клеток (взаимодействие с интегринами лейкоцитов).

Лектины - белки, быстро, избирательно и обратимо связывающиеся с сахарами. Раньше считали, что лектины присутствуют лишь у растений, но оказалось, что они распространены в природе повсеместно. Лектины локализуются на клеточной поверхности, где они предназначены для взаимодействия с углеводами соседних клеток. Лектины имеют высокую специфичность, они различают не только разные моносахариды, но и разные олигосахариды. Поверхностные лектины претерпевают изменения, соответствующие физиологическим и патологическим состояниям клетки, участвуют в развитии метастазов. .

Селектины (семейство лектинов) – белки клеточной поверхности, связывающие углеводы и обеспечивающие различные взаимодействия в кровяном русле.

Селектины - рецепторные молекулы, представляющие собой высоко асимметричные сложные белки необычного мозаичного строения. Каждая состоит из трех функциональных доменов: один из них - кальций-зависимый лектин-связывающий домен, служит якорем, удерживающим белок в клеточной мембране. Второй (рецепторный домен EGF и район цистеин-богатых гомологичных LEC тандемных повторов (от одного до семи), образует основную часть молекулы, а третий, концевой, домен, расположенный вне клетки, по структуре напоминает лектины животных, активные лишь в присутствии ионов кальция. Связывание углеводных лигандов с этим доменом имеет ключевое значение для выполнения селектинами своей функции в межклеточном взаимодействии. L-селектин, гликопротеин клеточной мембраны лимфоцитов, опосредует адгезию лимфоцитов на клетках эндотелия. E-

Дата добавления: 2014-04-24; просмотров: 413; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!