13: מטריצה חוץ -תאית והידבקות תאים
- Page ID
- 208600
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
אינטראקציות בין תא לסביבתו או עם תאים אחרים נשלטות על ידי חלבונים משטח התא. פרק זה בוחן קבוצת משנה של אינטראקציות אלה: מגע ישיר של תאים עם תאים אחרים או מטריצה חוץ -תאית (ECM). מטריצה חוץ -תאית היא מונח כללי לחלבונים ולפוליסכרידים הגדולים במיוחד המופרשים על ידי חלק מהתאים באורגניזם רב תאי, ואשר פועל כחומר חיבור להחזקת תאים במרחב מוגדר. צפיפות התאים יכולה להשתנות מאוד בין רקמות שונות של בעל חיים, מתאי שריר ארוזים היטב עם הרבה מגעים ישירים בין תא לתא ועד לרקמת הכבד, שבה חלק מהתאים מאורגנים רק באופן רופף, תלויים ברשת של מטריצה חוץ -תאית.
- 13.1: מבוא למטריצה חוץ-תאית והידבקות תאים
- המטריצה החוץ -תאית היא מונח כללי המקיף תערובות של פוליסכרידים וחלבונים, כולל קולגנים, ברונקטינים, למינינים ופרוטאוגליקנים, כולם מופרשים על ידי התא. הפרופורציות של רכיבים אלה יכולים להשתנות במידה רבה בהתאם לסוג הרקמה. שתי דוגמאות שונות למדי למטריצות חוץ-תאיות הן קרום המרתף העומד בבסיס האפידרמיס של העור.
- 13.2: קולגן
- הגדולים והבולטים מבין חלבוני המטריצה החוץ תאית, המהווים רבע מהמסה היבשה של גוף האדם, הם בני משפחת הקולגן. קולגן הם פולימרים שניתן לסווג לסוגים סיביים ולא פיברילריים. הקולגנים הפיברילריים מורכבים ממונומרים סליליים משולשים של יחידות משנה זהות (הומוטרימר) או שונות (הטרוטרימר).
- 13.3: פרוטאוגליקנים
- מרכיב החלבון של פרוטאוגליקנים אינו גדול כמו קולגנים סיביים באופן כללי, אך לעתים קרובות הם בעלי נפח עצום בגלל גליקוזילציה כבדה. הסוכרים, שרבים מהם סולפטים או קרבוקסילטים, הם היגרוסקופיים מלכתחילה, אך כשהם טעונים שלילית, מושכים יונים חיוביים, אשר בתורם מכניסים יותר מים. סוכרים המחוברים לחלבוני הליבה הם בדרך כלל יחידות דו -סוכר חוזרות כמו כונדרואיטין, כונדרואיטין סולפט, הפרין, הפרן סולפט, קרטן סולפט או
- 13.4: פיברונקטינים
- פיברונקטין ולמינין קטנים משמעותית מקולגנים או פרוטאוגליקנים, וממלאים תפקידים שונים במטריצה החוץ תאית. פיברונקטין נוצר על ידי חיבור של שתי יחידות משנה פוליפפטידיות דומות באמצעות זוג קשרי דיסולפיד ליד מסוף C של כל אחת מהן (איור 5). כל יחידת משנה מסודרת כרצף ליניארי של 30 תחומים פונקציונליים (משתנה מעט לפי מינים). בתוך כל יחידת משנה, כל תחום פועל כיחידה עצמאית למחצה ביחס למבנה משני ואפילו שלישוני
- 13.5: למינינים
- למרות שיש עוד הרבה חלבונים פחות בשפע במטריצה החוץ -תאית, למינין היא מולקולת ה- ECM הסופית עליה נדון בפרק זה. למינינים הם משפחה של גליקופרוטאינים המופרשים הנמצאים בתצורות ECM רבות, וכמו פיברונקטין, נקשרים לתאים באמצעות קולטני אינטגרין. חלבון הלמינין מורכב משלוש יחידות משנה (α, β, γ) המסודרות בצורת צלב. ישנם איזופורמים מרובים של כל יחידת משנה המניבים את המגוון (15) של חלבוני למינין המקוטלגים עד כה.
- 13.6: אינטגרינים
- האינטגרינים הוכנסו עד כה כקולטנים לפיברונקטין ולמינין, אך מדובר במשפחה גדולה עם מגוון רחב של מצעים. לדוגמה, ההידבקות המוקדית (איור 8) מראה קולטן אינטגרין הקשור לקולגן. הידבקויות מוקדיות הן בדרך כלל חולפות, ונתפסות כנקודות מגע כאשר פיברובלסטים או תאים נודדים אחרים זוחלים על צלחת תרבות או שקופית מצופה בחלבוני ECM.
- 13.7: המידסמוזומים
- המידסמוזומים, במיוחד אלה המחברים תאי אפיתל לקרום המרתף שלהם, הם אינטראקציות ההדבקה ההדוקות ביותר בגוף של בעלי חיים. מגע קרוב זה, והמבנה המחוזק של מגעים אלה, חיוניים לחוסן המגן של שכבות האפיתל. זוכר את האינטגרין α6β4? זה יהיה זה שמקשר עם חוטי ביניים במקום f-actin. חוטי ביניים, כפי שכבר ציינו, אינם דינמיים, אך יציבים בערך כמו שרכיב סלולרי יכול
- 13.8: קומפלקס דיסטרופין גליקופרוטאין
- סוג נוסף של חיבור תא-ECM הוא קומפלקס דיסטרופין גליקופרוטאין (DGC) של תאי שריר השלד. קומפלקסים דומים נמצאים בשריר חלק ובחלק מהרקמות שאינן שרירים. תאי שריר, כמובן נתונים ללחץ מכני תכוף, וקישוריות ל- ECM חשובה בתמיכה בשלמות התא. ה- DGC משתמש בגליקופרוטאין הטרנסממברני הגדול, דיסטרוגליקן, כשותף הקישור העיקרי שלו למינין הלמינה הבסיסית
- 13.9: דסמוזומים
- דוגמה לאינטראקציה בין תא לתא עם קווי דמיון רבים לאינטראקציה של תא-ECM, אך באמצעות מולקולות הדבקה שונות, היא הדסמוזום. בדומה למקבילו המחובר לבסית-למינה, ההמידסמוזום, הדסמוזום נמצא ביריעות אפיתל, ומטרתו לקשר תאים יחד כך שהלחץ יתפשט על פני תאים רבים ולא יתרכז באחד או בכמה. דסמוזומים נחוצים לשלמות המבנית של שכבות אפיתל, והם הג'ונקטיו התא התא הנפוץ ביותר
- 13.11: צמתים הדוקים
- לפעמים, החזקת תאים יחד, אפילו עם כוח רב, זה לא מספיק. במיוחד באפיתליה, שכבת תאים עשויה להזדקק לא רק להחזיק יחד אלא ליצור חותם שלם כדי להפריד בין כל מה שנמצא במגע עם הצד האפיקי לבין כל מה שנמצא במגע עם הצד הבסיסי. זו תהיה עבודה לצומת הצמוד! ובכן, ליתר דיוק, עבור צמתים הדוקים רבים במערך ליד המשטח האפיקי. אולי הדוגמה הטובה ביותר לתועלת של צמתים הדוקים היא בדרכי העיכול.
- 13.12: מצלמות משפחת העל של איג
- מולקולות הידבקות צומת (JAMs) נמצאו לאחרונה בצמתים הדוקים. מולקולות אלו הן חברות במשפחת-על ענקית של מולקולות הידבקות תאים המכונה משפחת העל Ig (תחום האימונוגלובולין) מכיוון שכל החלבונים הללו מכילים תחום לולאת אימונוגלובולין הממלא חלק חשוב במנגנון ההדבקה. מטרת האימונוגלובולינים (נוגדנים) היא לזהות ולדבוק במולקולות אחרות.
- 13.13: סלקטינים
- משפחת מולקולות הידבקות התאים העיקרית האחרונה לדון בה היא הסלקטינים. סלקטינים נקשרים הטרופילית לחלקי אוליגוסכרידים על גליקופרוטאינים. למעשה שם המשפחה מבוסס על לקטין, מונח כללי לחלבונים הקושרים סוכרים. הסלקטינים, כמו קדרינים ומולקולות iGSF הם גליקופרוטאינים מודולריים העוברים דרך הממברנה פעם אחת.
- 13.14: צומת פערים
- בניגוד לסוגים אחרים של הידבקות תא-תא, צומת הפער (המכונה לפעמים נקסוס) מחבר לא רק את החלק החיצוני של שני תאים, הוא מחבר גם את הציטופלזמה שלהם. לכל תא יש קונקסון (aka hemichannel) העשוי משישה חלבוני קונקסין. הקונקסינים עשויים להיות כולם מאותו סוג, או שילובים של שונים, מהם 20 ידועים בבני אדם ועכברים. הקונקסון מקיים אינטראקציה עם קונקסון בתא סמוך כדי לחבר את הציטופלזמה של שני התאים בצומת פערים.
תמונה ממוזערת: איור המתאר מטריצה חוץ -תאית (קרום בסיס ומטריצה ביניים) ביחס לאפיתל, אנדותל ורקמת חיבור. (נחלת הכלל; Twooars דרך ויקיפדיה).