МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Строение септированных контактов клеток

• Септированные контакты обнаружены только у беспозвоночных и по свойствам близки к плотным контактам между клетками позвоночных

• Септированные контакты выглядят в виде серии прямых или изогнутых стенок (септ), расположенных между плазматическими мембранами примыкающих друг к другу клеток эпителия

• Септированные контакты, главным образом, функционируют как барьеры на пути межклеточной диффузии

• Септированные контакты выполняют две функции, не свойственные плотным контактам: в течение развития клеток они контролируют их рост и форму. Эти функции осуществляются с участием специальных белков, присутствующих только в септированных контактах

Септированные контакты обнаружены только у беспозвоночных и рассматриваются как функциональные аналоги плотных контактов позвоночных. Однако у некоторых видов беспозвоночных найдены как септированные, так и плотные контакты. Септированные контакты представляют собой часть белковых комплексов, расположенных на латеральной мембране клеток эпителия, и, так же как и плотные контакты, они участвуют в межклеточном транспорте через слои эпителиальных клеток.

В электронном микроскопе они выглядят в виде стопки параллельно расположенных стенок (или септ, отсюда и название), соединяющих промежуток шириной 15-20 нм, существующий между плазматическими мембранами клеток. Как показано на рисунке ниже, контакт может выглядеть или в виде относительно прямой линии, т. н. гладкий септированный контакт, или носит складчатый характер.

Септированные и плотные контакты отличаются друг от друга, по крайней мере, в трех отношениях. Во-первых, септированные контакты содержат белки, которые отсутствуют в плотных контактах. Во-вторых, септированные контакты располагаются на базальном крае латеральной мембраны, в то время как плотные находятся на ее апикальном крае, «выше» опоясывающих зональных контактов (zonula adherens).

Септированный контакт
Гладкий септированный контакт выглядит в виде прямых септ, находящихся между соседними клетками.
Складчатый септированный контакт (врезка) имеет вид складчатых септ.

В-третьих, септированные контакты выполняют две функции, не свойственные плотным контактам.

У некоторых клеток плотные и септированные контакты входят в один и тот же комплекс, что позволяет предполагать существование у них различных функций. Когда в клетках присутствуют плотные и складчатые септированные контакты, то плотные контакты играют роль первичного барьера на пути межклеточной диффузии.

К этому выводу пришли на основании исследований межклеточного транспорта небольших молекул с помощью электронного микроскопа, используя обработку препаратов электронно-плотными красителями. Так же как адгезивные, септированные контакты могут служить местами прикрепления актиновых филаментов. Какова же функция септированных контактов?

Подобно плотным контактам, они выполняют функции «ворот» и «изгороди», характерные для контактных комплексов. Ограничивая транспорт частиц между клетками, они действуют как «ворота», а ограничивая поток фосфолипидов и мембранных белков между апикальным и базальным мембранными доменами, играют роль «изгороди».

Однако, в отличие от плотных, септированные контакты выполняют, по крайней мере, еще две функции. Одна из них заключается в контроле клеточного роста. Например, у организмов Drosophila и С. elegans, экспрессирующих мутантные белки, входящие в комплекс септированного контакта, часто развиваются опухоли эпителия. Другая функция состоит в контроле формы клеток: мутации в различных белках контактной зоны приводят к развитию необычно широких каналов у Drosophila.

Каким образом септированные каналы выполняют эти функции? Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть белки, входящие в зону септированного канала. Как следует из рисунка ниже, у Drosophila идентифицировано несколько таких белков.

Белки септированного контакта
Функции белков септированного контакта у Drosophila.

Ген scribble кодирует Scrib, один из наиболее важных белков зоны данного контакта. В отличие от эмбрионов, развивающихся у мух дикого типа, для которых характерна гладкая кутикула, потомство гомозигот по мутантной форме этого гена отличается морщинистой кутикулой. Оболочка эмбрионов выглядит как бы исцарапанной. Это объясняется невозможностью возникновения септированных контактов между клетками в кутикуле.

Составляющие ее эпителиальные клетки не могут сформировать правильные структуры и образуют беспорядочные скопления. В Scrib мутантах также клетки других эпителиальных органов обладают гораздо большими размерами и значительно разупорядоченной структурой.

Наряду с функционированием в септированных контактах, белки Scrib взаимодействуют еще по меньшей мере с двумя другими белками контактного комплекса, Dig (англ. Disks large) и lgl (англ. lethal giants larvae). Эти белки ответственны за инициацию полярности эпителиальных клеток. Мутантные формы этих белков вызывают утрату септированных межклеточных контактов. Более того, при этом плотные контакты могут возникнуть в неожиданных местах (например, с базальной стороны латеральной мембраны), и не происходит правильной сортировки белков апикальной мембраны.

В результате клетки не поляризуются, и нарушается целостность эпителиального слоя. Интересно, что по сравнению с нормальными клетками эти мутантные клетки также делятся чаще, и это обеспечивает появление аномально крупных кластеров эпителиальных клеток.

Второй тип генов кодирует, по меньшей мере, восемь различных белков септированных контактов. Эти белки включают неурексин, контролирующий форму клеток, при образовании эпителиальных трубочек трахеальной системы у Drosophila Мутации в этих белках приводят к появлению эпителиальных клеток с увеличенными апикальными поверхностями. В дальнейшем такие клетки образуют трубочки, отличающиеся крайне большим диаметром. Интересно, что рост этих клеток не нарушается, и септированные контакты в мутантных клетках сохраняют барьерные функции, свойственные плотным контактам.

Это свидетельствует о том, что эти функции являются совершенно самостоятельными. Согласно двум предложенным моделям, перегородчатые контакты контролируют форму клеток или посредством белков, формирующих домены апикальной мембраны, или способствуя образованию внеклеточного матрикса с апикальной стороны этих клеток.

Характер взаимосвязи между формированием септированных контактов, контролем над делением и формой клеток остается неизученным. Исследования в этом направлении помогли бы пролить свет на механизм роста эпителиальных клеток во многих тканях, в том числе при таких патологических состояниях у человека, как рак и болезни почек (такие исследования иллюстрируют, каким образом эксперименты с дрозофилой помогают бороться с болезнями человека).

Еще одна интересная особенность Scrib заключается в том, что он принадлежит к семейству белков, содержащих PDZ-домен. Этот домен присутствует во многих белках контактной зоны и, подобно другим доменам, характерным для сигнальных белков, вероятно, участвует в связывании между трансмембранными и цитозольными белками. В настоящее время исследователи пытаются понять молекулярный механизм функционирования таких белков септированных контактов, как Scrib, в различных и важных аспектах жизнедеятельности эпителиальных клеток.

Ген scribble и септированный контакт
Сравнение фенотипа эмбрионов Drosophila дикого типа (WT) и мутантов scribble (справа).
Верхний ряд: эмбрионы в фазово-контрастном микроскопе.
Средний ряд: образцы эпителия, полученные от 14-дневных эмбрионов в сканирующем электронном микроскопе.
Нижний ряд: распределение спектрина в эпидермисе эмбриона на 15 стадии развития.
Спектрин является маркером эпителиальных клеток.
Иммунофлуоресцентный метод окраски.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Вернуться в содержание раздела "генетика" на нашем сайте

Оглавление темы "Внеклеточный матрикс и межклеточные контакты":
  1. Строение и функции протеогликанов
  2. Строение и функции гиалуронана (гиалуроновой кислоты, ГК)
  3. Строение и функции гепарансульфат-протеогликанов (ГСПГ)
  4. Строение и функции базальной ламины (мембраны)
  5. Виды и функции протеаз внеклеточного матрикса
  6. Строение и функции интегринов
  7. Механизм передачи сигнала от интегринового рецептора
  8. Значение интегринов и других компонентов внеклеточного матрикса
  9. Строение и свойства плотных контактов клеток
  10. Строение септированных контактов клеток
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.