Atlas över växt-och djurhistologi

celler av pluricellulära organsims är organiserade i vävnader och organ. Hos djur beror denna organisation i stor utsträckning på cellernas förmåga att hålla sig till den extracellulära matrisen eller mellan varandra. Celladhesion är beroende av transmembranproteiner, kända som vidhäftningsproteiner, som finns i plasmamembranet. Dessa proteiner möjliggjorde framväxten av djur under evolutionen, alla pluricellulära organismer. Faktum är att vidhäftningsproteiner är mycket lika när man jämför de olika djurgrupperna, inklusive Marina svampar. Vidhäftning är inte bara för förankring och placering av celler för att bilda tredimensionella strukturer, men också för kommunikation mellan varandra. Med andra ord, typen av vidhäftning och vad en cell följs är en mycket användbar information för cellerna.

celler rör sig genom vävnader genom vidhäftning. Celler simmar inte, men kryper. För att resa måste celler först fästas på något element i miljön, en cell eller molekyler i den extracellulära matrisen och dra sedan kärnan och resten av cytoplasman i rörelseriktningen. Under embryonutveckling kan celler röra sig som samordnade grupper. I detta fall reser celler tillsammans genom cellcelladhesion.

adhesionsmolekyler finns i plasmamembranet. De diffunderar i sidled men blir fixerade när de blir förankrade i en extracellulär molekyl. En vidhäftningsmolekyl gör inte en stark bindning, men celladhesion utförs av många vidhäftningsmolekyler som helt och hållet gör en stark koppling, som om de var en molekylär kardborreband. Vissa vidhäftningsmolekyler kan interagera i sidled mellan varandra och bilda molekylära komplex som ökar vidhäftningsstyrkan i vissa lokala punkter på cellytan. Dessa är strukturer som kallas fokala vidhäftningar och vidhäftningskorsningar. Celler kan reglera vidhäftningsintensiteten och vilken molekyl de fäster vid genom olika mekanismer. Till exempel kan celler ändra typen och mängden vidhäftningsmolekyler i plasmamembranet genom syntes, nedbrytning eller dölja dem tillfälligt i inre fack genom endocytos och exocytos. En annan mekanism för att kontrollera vidhäftningens styrka och specificitet är genom att aktivera och inaktivera vidhäftningsmolekylerna i plasmamembranet.

det finns adhesionsmolekyler som är involverade i bindningen av celler till den extracellulära matrisen och andra för att länka en cell till en annan.

cell-extracellulär matrisadhesion

integriner är förmodligen de viktigaste proteinerna som är involverade i vidhäftningen mellan celler och extracellulär matris och omfattar en stor familj av transmembranproteiner som finns i alla djur. De består av två underenheter (alfa och beta) (Figur 1). I däggdjur bildas integrinsfamiljen av 18 alfa-enheter och 3 beta-enheter. Genom kombination kan de bilda upp till 24 olika integriner, vilka differentiellt uttrycks beroende på vävnaden och cellens fysiologiska tillstånd. Integriner har 3 molekylära domäner. En intracellulär domän som interagerar med aktinfilament i cytoskelettet (ibland med mellanliggande filament), en extracellulär domän som kan binda kollagen, fibronektiner och lamininer och en intramembrandomän innehållande hydrofoba aminosyrasekvenser införda bland lipidfettsyrakedjor. Integrins förmåga att ansluta extracellulär matris och cytoskelett gör det möjligt för en strukturell kontinuitet mellan cellens inre och yttre sidor. Vidare kan integriner ändra cellens beteende enligt den extracellulära matrisens molekylära sammansättning (de beter sig som receptorer). Detta är möjligt eftersom vidhäftningstillståndet för integrin överförs till dess intracellulära domän genom konformationsförändring, vilket utlöser molekylära interaktionskaskader i cytosolen, som så småningom kan förändra genuttryck. Celler kan i sin tur reglera vidhäftningsstyrkan genom att öka eller minska antalet integriner, genom att syntetisera olika integrinsubenhetsundertyper eller genom att ändra vidhäftningsaffiniteten efter modulering av den intracellulära domänen, vilket i sin tur kommer att modifiera vidhäftningsförmågan hos den extracellulära domänen. I allmänhet är vidhäftningsstyrkan hos integriner svagare än för andra vidhäftningsmolekyler.

ibland samlas integriner i grupper för att bilda makromolekylära komplex som kallas fokala vidhäftningar och i vissa celler, som epitelceller, bildar de större komplex som kallas hemidesmosomer. I hemidesmosomer är den cytosoliska domänen för integriner anslutna till mellanliggande filament, inte till aktinfilament. Styrkan av vidhäftningen av en cell med den extracellulära matrisen beror på antalet, det aktiva tillståndet och typen av integriner som uttrycks i plasmamembranet.

cell-cell vidhäftning.

vissa transmembranmolekyler gör direkta vidhäftningskontakter mellan celler. Det finns fyra typer: cadheriner, immunoglobuliner, selektiner och vissa typer av integriner (Figur 2). Cadheriner finns i de flesta djurceller och gör homotypiska kontakter, dvs de känner igen och binf andra cadheriner som finns i angränsande celler. Cadheriner kan gå i sidled mellan varandra för att bilda grupper för en större vidhäftningsstyrka vid vissa punkter på cellytan. Det finns mer än 100 typer av cadheriner uppdelade i klassiska och desmosomala cadheriner. Namnet cadherin står för kalcium och vidhäftning, eftersom de behöver kalcium för att få vidhäftningskontakten. Cadheriner är en stor familj av proteiner, med vissa medlemmar specifikt uttryckta i vissa vävnader. Till exempel finns N-cadheriner i nervvävnaden och E-cadherin i epitelvävnad. Det är därför de spelar en viktig roll under segregering av cellpopulationer i vävnader under utveckling, men också hos vuxna. Cadheriner är särskilt relevanta under embryonal utveckling. Cadheriner finns också som strukturella delar av desmosomer (macula adherens) och vidhäftande korsningar (zonula adherens).

vissa vidhäftningsproteiner tillhör immunoglobulinfamiljen och gör homofila kontakter med andra immunoglobuliner belägna i angränsande celler, även om de också kan göra heterofila kontakter. De är också en stor och mångfaldig familj av proteiner med selektiv vävnadsfördelning. Till exempel uttrycks N-CAM (neuronal celladhesionsmolekyl) i nervsystemet. Bindningsstyrkan hos immunoglobulinproteiner är svagare än cadheriner, och det anses vara lämpligt att finjustera segregeringen av celler i grupper i vävnader.

Selektiner är en annan typ av vidhäftningsmolekyler som är involverade i cell-celladhesion genom heterofila kontakter. De binder kolhydrater (sialinsyra och fukos) belägna vid ytan av angränsande celler. Till exempel behövs de under utgången av leukocyter från blodkärl mot den extracellulära matrisen hos omgivande vävnader. Integriner, som huvudsakligen deltar i cell-extracellulär matrisadhesion, är också involverade i cell-celladhesion. Till exempel kan vissa integriner göra heterofila kontakter med vissa typer av immunoglobuliner i angränsande celler.

Ocludiner och claudiner är cell-cell adhesion moluccules främst i täta korsningar av epitelceller, även om de också finns i andra vävnader.

Bilbliografi

Hynes RO. 1999. Celladhesion: gamla och nya frågor. Trender inom neurovetenskap. 9 (12): M33-M37.

Luo BH, Carman CV, Springer TA. 2007. Strukturell grund för integrinreglering och signalering. Årlig översyn av immunologi. 24: 619-647.