Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 366
Текст из файла (страница 366)
рис. 19.21). В!)( необходим для построения нормальных синапсов; однако, как мы увидим, наряду с другими родственными белками скзффолда, он играет существенную роль практически во всех процессах пресинаптическое идрит ой кая прес м а) к, стыкующий купы ресинаптической браной нейрекси нейропигин потенциал-зависимый кальциевый канал пресинаптическа мембрана кадгерин иммуноглобулины рецептор нейротрансмиттера постсинаптическа мембрана ионный канал якорный белок в) Рис. 19.22.
Строение синапса. а) Электронная микрофотография и 6) зарисовка поперечного среза через два нервных окончания, образующих синапс с дендритом в мозге млекопитающего. Обратите внимание, что синаптические пузырьки и электронно-плотный материал ассоциированы соответственно с пре-и постсинаптической мембранами. в) Схема, иллюстрирующая расположение некоторых компонентов такого соединения.
Молекулы клеточной адгез ни, етом числе кадгерины, ней религии ы и ней ре ясин ы, смыкают друг с другом пре- и постсинаптическую мембраны. Белки скэффолда формируют подложку (которой соответствует электронно-плотный материал на рисунке (а)), связывающую внутриклеточные домены молекул адгезии с компонентами синаптического механизма передачи сигнала, такими как ионные каналы и рецепторы нейротрансмиттеров. Подробная структура этого большою и сложного комплекса, состоящего из множества белков, окончательно не разрешена. кроме того, здесь находятся сайты связывания для сотен дополнительных компонентов, включая молекулы цитоскелета, а также различные регуляторные киназы и фосфатазы (не показано].
(Микрофотография любезно предоставлена Седпс йа(пе ) 1766 Часть 5. Клетки в контексте их совокупности организации эпителия. Помимо прочего, он формирует запирающие соединения между клетками, управляет полярностью клеток и даже отчасти контролирует их пролиферацию. Во всех этих процессах участвуют одни и те же механизмы как у плодовых мушек, так и у позвоночных. Заключение В эпителии, так же как в некоторьп других тканях, клетки напрямую связаны друг с другом посредством прочньп межклеточньп контактов, в которых принимают участие трансмембранные белки, связанные внутри клетки с цитоскелетом. В адгезионных соединениях они связаны с актиновыми филаментами; в десмосомах — с промежуточными филаментами.
В обоих этих случаях, а также во многих не столь распространенньп типах межклеточных контактов, трансмембранные белки адгезии принадлежат суперсемейству кадгеринов. Как правило, кадгерины связываются друг с другом го.чофильно: голова одной молекулы связывается с головой такой же или сходной молекулы кадгерина, находящейся на поверхности другой клетки. Такая селективность позволяет клеткам в смешанной популяции обьединяться в группы в соответствии с тем, какой кадгерин они вырабатывают. Это помогает управлять перемещениями клеток в процессе онтогенеза, поскольку клетки на разных стадиях развития могут вырабатывать различные кадгерины. Изменение экспрессии кадгеринов может заставлять клетки переходить из сцепленного эпителиального состояния в разобщен>юе мезентимальное, и наоборот, — это явление важно как в процессах индивидуального развития, так при развитии раковьп заболеваний.
«Классические кадгерины» связаны с актиновь>м цитоскелетом с помощью внутриклеточных белков, называемых катенинами. Последние образуют заякоривающий комплекс на внутриклеточном хвосте молекулы кадгерина и участвуют не только в физическом прикреплении, но также и в генерации внутриклеточных сигналов. И наоборо>п, внутриклеточные сигналы могут регулировать формирование контактов с участием кадгеринов. р-катенин, к примеру, является также компонентом сигнального И>п1-пути. Кроме кадгеринов, по крайней мере три других класса трансмембранньп молекул также являются важными элементами межклеточной адгезии: это представители суперсемейств селектинов и иммуноглобулинов (1д1, а также интегрины. Селектины вырабатываются лейкоцитами, тромбоцитами и эндотелиальными клетками, они гетерофильно связываются с углеводными группами на поверхноппях клеток.
Они помогают захватывать в местах воспаления циркулирующие в кровотоке лейкоциты. Белки-представители суперсемейства иммуногчобулинов также играют свою роль в зточ процессе, так же как и в других случаях формирования контактов; некоторые из них связываются гомофильно, некоторые — гетерофильно. Интегрины, по большей части служащие для прикрепления клеток к внеклеточному матриксу, могут также участвовать в образовании межклеточных контактов, связываясь с белками иммуноглобулинового суперсемейства. Множество различных предспшвителей 1д-суперсемейства, а также кадгерины и другие белки клеточной адгезии управляют формированием нервньп соединений и удерживают рядом мембраны нейронов в синапсе.
В этих сложньп структурах, так же как в межклеточных контактах иных типов, внутриклеточные белки скзффолда, содержащие многократно повторенные белок-связывающие РОХ-домены, 19.2. Плотные контакты и организация эпителия 1767 играют важную роль в удержании многих молекул, участвующих в передаче сигнала и отвечающих за .чежклеточные соединения, в их правильном положении. 19.2. Плотные контакты и организация эпителия Эпителиальный пласт, в котором клетки соединены бок о бок и покоятся на базальной мембране, может показаться высокоспециализированной структурой, однако именно на нем держится устройство любого многоклеточного организма. Действительно, более бО типов клеток в теле позвоночного являются эпителиальными.
Так же как клеточная мембрана окружает и изолирует внутренность эукариотической клетки, эпителий окружает и изолирует от внешней среды тело животного, выстилает все его поверхности и полости и образует внутренние компартменты, в которых происходят специализированные процессы. Не исключено, что эпителиальный пласт — одно из изобретений, с которых началась эволюция животных. Впоследствии появилось огромное множество вариантов этой структуры (как мы увидим в главе 23), сохраняющих, однако, общий принцип организации, основанный на консервативных молекулярных механизмах, присущих практически всем эпителиальным тканям.
По существу, все эпителии с одной (базальной) стороны связаны с соседней тканью и свободны с другой стороны, апикальной. Базальная мембрана лежит на границе с подстилающей тканью, опосредуя прикрепление к ней, в то время как апикальная поверхность эпителия, как правило, омывается внеклеточной жидкостью (иногда, правда, эта поверхность покрыта материалом, секретируемым апикальными частями клегок).
Таким обра:юм, все эпителии структурно поляризованы. То же можно сказать и про отдельные эпителиальные клетки: их базальная часть, прикрепленная снизу к базальной мембране, отличается от апикальной части, доступной внешней среде. Соответственно, все эпителии имеют как минимум одну общую функцию: они работают как селективные барьеры проницаемости, отделяющие жидкость, проникающую в ткань с базальной стороны, от жидкости иного химического состава, омывающей ткань с другой стороны.
Эта барьерная функция требует, чтобы соседние клетки были спаяны вместе посредством запирающих контактов так, чтобы молекулы не могли свободно течь через пласт клеток. В этой главе мы рассмотрим, как формируются запирающие контакты и как поддерживается структурная поляризация эпителия. Эти два аспекта строения эпителия тесно связаны друг с другом: контакты играют ключевую роль в возникновении и поддержании поляризованного состояния клеток в эпителиальном пласте. 19.2.1. Плотные контакты образуют затвор между клетками и ограждение между областями мембраны Запирающие соединения, обнаруженные в эпителии позвоночных, получили название плотных контактов.
Их структура и функция показаны на примере эпителия тонкого кишечника (см. рис. 19.3). Этот эпителий называется однослойным призматическим эпителием и состоит из одного слоя высоких клеток (призматической формы). В нем есть клетки нескольких дифференцированных типов, однако среди них преобладают абсорбирующие клетки, специализированные для захвата питательных веществ из внутренней полости, или просвета, кишечника. Абсорбирующим клеткам необходимо избирательно перекачивать питательные вещества сквозь эпителий из полости кишечника в межклеточную жидкость, пропитывающую соединительную ткань на другой стороне эпителиального пласта.
Отсюда эти питательные вещества диффундируют в кровеносные сосуды, которые ) гб6 Чайть 5. Клетки'В контексте их совокупности обеспечивают ими организм. В таком трансэгтителпальпом переносе участвуют две группы транспортных белков в плазматической мембране абсорбирующей клетки.
Одна группа расположена на апикальной поверхности (обращенной в просвет ки шечника) и активно переносит избранные молекулы из просвета в эпителиальные клетки; другая группа расположена на базолатсральных (базальных и латеральных) поверхностях клеток и позволяет тем же молекулам выходить из клеток, облегчая диффузию во внеклеточную жидкость по другую сторону эпителия.
Для поддержания такого направленного транспорта щели между эпителиальными клетками должны быть закупорены так, чтобы транспортируемые молекулы не могли по этим щелям диффундировать обратно в полость кишечника (рнс. ) э.23). Помимо того, Ив'-зввисимый симпортер глюкозы гшотное Гоединенне смегкные плазматическне мембраны мехипеточное пространство пассивный белок-переносчик глюкозы базолатервпьнвя поверхность базапьная мембрана ВНЕКЛЕТОЧНАЯ ЖИДКОСТЬГ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ НИЗКАЯ КРОВЬ Рис. 1923. Роль плотных контактов в трансзпителиальиом переносе веществ. В клетках эпителия тонкого кишечника белки могут перемещаться лишь в пределах своей ограниченной области плазматической мембраны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
