Том 3 (1129748), страница 13
Текст из файла (страница 13)
19.16).19.1.9. Десмосомы придают эпителию механическую прочностьДесмосомы похожи по структуре на адгезионные контакты, но связаны с промежуточными, а не с актиновыми филаментами. Их основная функция состоитв обеспечении механической прочности. Десмосомы играют большую роль у позвоночных, однако не обнаружены, например, у дрозофилы. Они присутствуют19.1. Кадгерины и межклеточные адгезионные контакты 1757Рис.
19.16. Образование эпителиальной трубки путем сворачивания эпителиального пласта. Согласованное сокращение актиновых филаментов, идущих вдоль пояска сцепления, заставляет клетки сужатьсяв апикальной части и помогает эпителиальному пласту свернуться в трубку. В качестве примера можнопривести формирование нервной трубки в раннем развитии позвоночных (см.
рис. 19.12 и главу 22).Считают, что перераспределение клеток внутри эпителиального слоя также играет важную роль в этомпроцессе (не показано).в большинстве зрелых эпителиев позвоночного, но особенно их много в эпидермисе,то есть эпителии, формирующем внешний слой кожи; излюбленным объектом биохимических исследований является эпидермис носа быка. Прочность этой тканиособенно важна, ведь каждый раз, когда животное пасется, ей приходится противостоять повреждениям.На рис. 19.17, а показано общее строение десмосомы, а на рис. 19.17, б представлены некоторые формирующие ее белки. Как правило, десмосомы выглядяткак заклепки, скрепляющие клетки друг с другом (рис. 19.17, в).
Внутри клеткипучки напоминающих канат промежуточных филаментов, прикрепленных к десмосоме, образуют очень прочный структурный каркас (рис. 19.17, г), связанныйс аналогичными пучками соседней клетки и создающий охватывающую всю тканьсеть (рис. 19.18). Конкретный тип промежуточных филаментов, прикрепленныхк десмосоме, зависит от типа клетки: это могут быть, например, кератиновые филаменты, как в большинстве эпителиальных клеток, либо десминовые филаменты,как в клетках сердечной мышцы.Важность десмосом показывают некоторые формы пузырчатки, смертельноопасного кожного заболевания. При этом заболевании организм вырабатывает антитела к одному из своих собственных десмосомальных кадгеринов. Эти антителасвязываются с десмосомой, прикрепляющей друг к другу эпидермальные клетки(кераноциты), и разрушают ее.
В результате на коже образуются волдыри, а жидкости организма просачиваются в ослабленный эпителий.1758Часть 5. Клетки в контексте их совокупностиРис. 19.17. Десмосомы. а) Структурные компоненты десмосомы. На цитоплазматической поверхностикаждой из взаимодействующих плазматических мембран находится электронно-плотная пластинка, в состав которой входят различные внутриклеточные якорные белки.
К поверхности каждой такой пластинкикрепится пучок кератиновых промежуточных филаментов. Трансмембранные белки адгезии из семействакадгеринов также связываются с пластинками; их внеклеточные домены взаимодействуют друг с другом,соединяя смежные мембраны при участии Са2+-зависимого механизма. б) Некоторые молекулярныекомпоненты десмосомы. Десмоглеин и десмоколлин — представители кадгеринового семейства белковадгезии. Их цитоплазматические концы связываются с плакоглобином (γ-катенином) и плакофилином(дальний родственник p120-катенина), который, в свою очередь, связан с десмоплакином.
Последнийсвязывается с боковыми поверхностями промежуточных филаментов, тем самым закрепляя их на десмосоме. в) Электронная микрофотография десмосомного контакта между эпидермальными клеткамикожи мышонка. г) Участок той же ткани при большем увеличении: видна отдельная десмосома, а такжесвязанные с ней промежуточные филаменты. (в и г — из W. He, P. Cowin and D. L. Stokes, Science 302:109–113, 2003. С разрешения издательства AAAS.)19.1.10. Межклеточные контакты посылают сигналы внутрь клеткиУстановление и разрыв контактов являются важными событиями в жизни клеткии вызывают большие изменения в ее внутренних процессах. И наоборот, изменение19.1. Кадгерины и межклеточные адгезионные контакты 1759Рис.
19.18. Десмосомы, полудесмосомы и сеть промежуточных филаментов. Сети кератиновых промежуточных филаментов смежных клеток (в данном случае — клеток эпителиятонкого кишечника) связаны друг с другом через десмосомы,а с базальной мембраной — через полудесмосомы.внутреннего состояния клетки, скорее всего, можетстимулировать образование или разрыв контактов.Таким образом, существует сложная перекрестнаясвязь между механизмами прикрепления и путями передачи химических сигналов.
Например,как мы уже знаем, изменения уровня выработкиp120-катенина могут регулировать образование адгезионных контактов; мы также упоминали, чтонекоторые внутриклеточные сигнальные пути могутуправлять образованием контактов, фосфорилируяразличные белки, участвующие в их установлении(в том числе p120-катенин).
Ниже мы обсудим,как сигнал об образовании или разрыве контактовможет проходить внутрь клетки; в этом участвуютбелки скэффолда, находящиеся на внутриклеточной стороне контакта.Еще одним основным участником двустороннего взаимодействия между адгезией и передачей сигнала считается β-катенин. В настоящей главе мы рассматриваемего как важнейший внутриклеточный якорный белок адгезионного соединения,связывающий кадгерины с актиновыми филаментами. В главе 15 он предстал переднами в другой роли, а именно как участник межклеточного сигнального Wnt-пути:там он перемещается из цитоплазмы к ядру, активируя транскрипцию необходимыхгенов. За адгезивную и генно-регуляторную функции отвечают разные части молекулы, но тем не менее одна и та же молекула не может выполнять обе функцииодновременно.
В результате распада адгезионного соединения молекулы β-катенинасвободно перемещаются от поверхности клетки к ее ядру, выступая в качествесигнальных молекул, и наоборот, активность компонентов сигнального Wnt-пути(регулирующих фосфорилирование и деградацию β-катенина) может контролироватьдоступность β-катенина при образовании адгезионного соединения.Некоторые неклассические кадгерины могут по-другому передавать сигналывнутрь клетки. Например, у белков подсемейства Flamingo есть трансмембранныйдомен, семикратно пронизывающий мембрану, что позволяет предположить, чтоони могут функционировать как рецепторы, сопряженные с G-белками .
В качестведругого примера можно привести кадгерин эндотелия сосудов (vascular endothelialcadherin, VE-cadherin). Этот белок не только участвует в установлении контатовмежду эндотелиальными клетками, но также необходим для их выживания. Хотя у техэндотелиальных клеток, которые не вырабатывают VE-кадгерин, тем не менее естьвозможность связаться друг с другом через N-кадгерин, они в конце концов погибают,поскольку не способны адекватно реагировать на внеклеточный белок, называемыйфактором роста эпителия сосудов (vascular endothelial growth factor, vegf), которыйслужит сигналом выживания. VEGF связывается с рецепторной тирозинкиназой (см.главу 15), для которой VE-кадгерин необходим в качестве ко-рецептора.1760Часть 5.
Клетки в контексте их совокупности19.1.11. Селектины опосредуют временные межклеточныеконтакты в кровяном потокеСуперсемейство кадгеринов играет главную роль в межклеточной адгезииу животных, однако в образовании этих контактов участвуют еще как минимумтри суперсемейства белков межклеточной адгезии: интегрины, селектины и адгезионные иммуноглобулины (Ig). Далее мы обсудим интегрины более подробно:их основная функция заключается в участии в контактах клетки и матрикса, нонекоторые из них в особых обстоятельствах опосредуют межклеточную адгезию.Кальциевая зависимость подсказывает нам простой способ экспериментально различить эти классы белков.
Селектины, так же как кадгерины и интегрины, дляосуществления своей адгезивной функции требуют присутствия ионов Ca2+; белкиIg-суперсемейства — нет.Селектины являются поверхностными углевод-связывающими белками (лектинами), участвующими в установлении различных временных межклеточныхадгезионных взаимодействий в кровотоке. Их основная роль (по крайней мереу позвоночных) состоит в участии в воспалительной реакции и в управлениидвижением лейкоцитов. Эти клетки ведут кочевой образ жизни, блуждая междукровяным руслом и тканями, что определяет их особенности при установленииконтактов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
