SOLUYHTEYDET: TYYPIT JA NIIDEN OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Soluliitos ovat kosketuksessa siltoja sytoplasmamembraanien vierekkäisten solujen välillä tai solun ja matriisin. Risteykset riippuvat tutkitusta kudostyypistä, korostaen epiteeli-, lihas- ja hermosolujen välisiä yhteyksiä.

Soluissa on molekyylejä, jotka liittyvät niiden väliseen adheesioon. Tarvitaan kuitenkin lisäelementtejä, jotka lisäävät sidoksen stabiilisuutta kudoksissa. Tämä saadaan aikaan soluyhteyksillä.

Kennon liittymien päätyypit.

Lähde: Boumphreyfr, Wikimedia Commonsista

Risteykset luokitellaan symmetrisiin risteyksiin (tiukkoja risteyksiä, hihnan desmosomeja ja rakoyhteyksiä) ja epäsymmetrisiin risteyksiin (hemidesmosomit).

Tiukka liitoskohdat, vyön desmosomit, piste desmosomit ja hemidesmosomit ovat risteyksiä, jotka mahdollistavat ankkuroinnin; samalla kun halkomaiset liitokset käyttäytyvät ristisiltoina naapurisolujen välillä, mahdollistaen liuenneiden aineiden vaihdon sytoplasmien välillä.

Liukoisten aineiden, veden ja ionien liikkeet tapahtuvat yksittäisten solukomponenttien läpi ja välillä. Siten on solunulkoinen reitti, jota ohjaa sarja kanavia ja kuljettajia. Päinvastoin kuin soluvälireitti, jota säätelevät solujen väliset kontaktit - ts. Soluyhteydet.

Kasveista löytyy soluyhteyksiä, jotka muistuttavat rakojen liitoskohtia, nimeltään plasmodesmatat. Vaikka ne eroavat rakenteeltaan, toiminta on sama.

Lääketieteellisestä näkökulmasta tietyt solujen liittymien puutteet johtavat epiteelisulun vaurioiden aiheuttamiin hankittuihin tai perittyihin sairauksiin.

ominaisuudet

Elävät organismit koostuvat erillisistä ja monimuotoisista rakenteista, joita kutsutaan soluiksi. Näitä rajaa plasmamembraani, joka pitää ne erillään solunulkoisesta ympäristöstä.

Vaikka ne ovatkin elävien esineiden komponentteja, ne eivät kuitenkaan muistuta tiiliä, koska niitä ei ole eristetty toisistaan.

Solut ovat elementtejä, jotka ovat yhteydessä toisiinsa ja solunulkoiseen ympäristöön. Siksi soluille on oltava tapa muodostaa kudoksia ja kommunikoida, kun taas kalvo pysyy ehjänä.

Tämä ongelma voidaan ratkaista epiteelissä olevien solujen liittymien avulla. Nämä liitokset muodostetaan kahden vierekkäisen solun väliin ja ne luokitellaan kunkin toiminnon mukaan symmetrisiin ja epäsymmetrisiin liittymiin.

Hemidesmosomit kuuluvat epäsymmetrisiin liittoihin, ja kapeat liitokset, vyön desmosomit, desmosomit ja rako-liitokset kuuluvat symmetrisiin liittoihin. Jäljempänä kuvaamme yksityiskohtaisesti kutakin liitosta.

Tyypit

- Tiukka risteys

Suoliston epiteelisolujen ja selektiivisten läpäisevyysreittien kaavio. Valkoinen valas, Wikimedia Commonsista

Tiukka liitoskohta, jota kirjallisuudessa tunnetaan myös okkluusioksi muodostuvana liitoksena, on naapurisolujen solukalvojen sektoreita, jotka ovat läheisesti yhteydessä toisiinsa - kuten nimestä "tiukka liitoskohta" viittaa.

Keskimääräisissä olosuhteissa solut erotetaan etäisyydellä 10-20 nm. Tiheissä liitoksissa tämä etäisyys kuitenkin pienenee merkittävästi ja molempien solujen kalvot johtavat koskettavaan tai jopa sulautuvaan.

Tyypillinen tiukka liitoskohta sijaitsee vierekkäisten kennojen sivuseinien välissä minimillä etäisyydellä niiden apikaalisista pinnoista.

Epiteelikudoksessa kaikki solut tekevät tällaisia ​​liittymiä pysyäkseen yhdessä. Tässä vuorovaikutuksessa solut sijaitsevat renkaasta muistuttavassa kuviossa. Nämä liitot kattavat koko kehän.

Proteiinit osallistuvat tiukoihin risteyksiin

Ocludina ja Claudina

Tiiviit kosketusalueet ympäröivät kennon koko pintaa. Nämä alueet muodostavat anastomoidut kosketusliuskat kalvonläpäisistä proteiineista, jotka tunnetaan okludiinina ja claudiinina. Termi anastomoosi viittaa tiettyjen anatomisten elementtien yhdistymiseen.

Nämä kaksi proteiinia kuuluvat tetraespaniinien ryhmään. Niille on tunnusomaista, että niissä on neljä kalvon läpäisevää domeenia, kaksi ulompaa silmukkaa ja kaksi suhteellisen lyhyttä sytoplasmisen häntää.

Occludiinin on osoitettu olevan vuorovaikutuksessa neljän muun proteiinimolekyylin kanssa, joita kutsutaan vyöhykkeen okkludiiniksi ja lyhennettynä ZO: ksi. Tämä viimeinen ryhmä sisältää proteiinit ZO1, ZO2, ZO3 ja afadiini.

Claudin on puolestaan ​​16 proteiinin ryhmä, joka muodostaa sarjan lineaarisia fibrillejä tiukoissa liitoksissa, mikä sallii tämän risteyksen ottaa "esteen" roolin paraseellulaarisessa reitissä.

Nektiinit ja JAM

Nektiinit ja liitosadheesiomolekyylit (lyhyet JAM: t) ilmestyvät myös tiukoissa risteyksissä. Nämä kaksi molekyyliä löytyy homodimeereinä solunsisäisessä tilassa.

Nektiinit on kytketty aktiinifilamentteihin afadiiniproteiinin kautta. Jälkimmäinen näyttää olevan elintärkeä, koska jyrsijöiden afadiinia koodaavan geenin deleetio johtaa alkion kuolemaan.

Tiukkojen risteysten ominaisuudet

Tämän tyyppinen solujen välinen liitos suorittaa kaksi olennaista toimintoa. Ensimmäinen on epiteelin solujen polaarisuuden määrittäminen, erottamalla apikaalinen domeeni basolateraalisesta domeenista ja estämällä lipidien, proteiinien ja muiden biomolekyylien kohtuuton diffuusio.

Kuten määritelmässä mainitsimme, epiteelin solut on ryhmitelty renkaaseen. Tämä rakenne erottaa solun apikaalisen pinnan lateraalisesta ja basaalipinnasta, mikä vahvistaa eriyttämisen domeenien välillä.

Tätä erotusta pidetään yhtenä tärkeimmistä käsitteistä epiteelin fysiologian tutkimuksessa.

Toiseksi tiukka liitoskohta estää aineiden vapaan kulkeutumisen epiteelisolukerroksen läpi, mikä johtaa esteen solun ulkopuolelle.

-Yhdistykset rakoon tai rakoon

Rakojen liittymien rakenne ja sijainti vierekkäisissä kennoissa. Kääntäjä Kalpo, perustuu Mariana Ruiz LadyofHatsin kuvaan., Wikimedia Commonsin kautta

Rako-liitokset löytyvät alueilta, joilla ei ole rajoittavia sytoplasmisia kalvoja naapurisolujen välillä. Loviyhteydessä solujen sytoplasmat yhdistyvät ja fyysinen yhteys luodaan, missä pienet molekyylit voivat kulkea.

Tätä liitosluokkaa on käytännössä kaikissa epiteelissä ja muun tyyppisissä kudoksissa, joissa ne palvelevat melko erilaisia ​​tarkoituksia.

Esimerkiksi erilaisissa kudoksissa rakojen liitoskohdat voivat avautua tai sulkea vasteena solunulkoisiin signaaleihin, kuten tapahtuu välittäjäaineen dopamiinin tapauksessa. Tämän molekyylin läsnäolo vähentää kommunikaatiota verkkokalvon neuronien luokan välillä vasteena valon voimakkuuden lisääntymiselle.

Proteiinit, jotka osallistuvat rakojen liittymiin

Rakojen liitokset koostuvat proteiineista, joita kutsutaan conneksiineiksi. Siten "konksoni" saadaan kuuden konsiinimonomeerin liitoksella. Tämä rakenne on ontto sylinteri, jonka havaitaan ylittävän sytoplasmisen kalvon.

Yhdistimet on järjestetty siten, että vierekkäisten solujen sytoplasmien väliin muodostuu putki. Lisäksi liitososat pyrkivät aggregoitumaan ja muodostamaan eräänlaisia ​​levyjä.

Rakojen liittymien toiminnot

Näiden liitosten muodostumisen ansiosta tiettyjen molekyylien liikkuminen naapurisolujen välillä voi tapahtua. Kuljetettavan molekyylin koko on ratkaiseva, optimaalinen halkaisija on 1,2, samoin kuin kalsiumionit ja syklinen adenosiinimonofosfaatti.

Erityisesti ne ovat epäorgaanisia ioneja ja vesiliukoisia molekyylejä, jotka voidaan siirtää yhdestä solusytoplasmasta vierekkäiseen sytoplasmaan.

Kalsiumpitoisuuksilla on ratkaiseva rooli tässä kanavassa. Kun kalsiumpitoisuus nousee, aksiaalikanavilla on taipumus sulkeutua.

Tällä tavalla rakojen liitokset osallistuvat aktiivisesti solujen väliseen sähköiseen ja kemialliseen kytkentäprosessiin, kuten tapahtuu sydämen lihassoluissa, jotka vastaavat sähköimpulssien välittämisestä.

- Kiinnitä tai kiinnitä liitokset

Tiheiden liitosten alapuolella on ankkurinivel. Yleensä nämä sijaitsevat epiteelin apikaalisen pinnan läheisyydessä. Tässä ryhmässä voimme erottaa kolme pääryhmää: vyöhykkeiden kiinnittymisvyöhykkeet tai vyön desmosomit, makulan kiinnittymiset tai täsmälliset desmosomit ja desmosomit.

Tämän tyyppisessä risteyksessä vierekkäiset solumembraanit, jotka on yhdistetty vyöhykkeillä ja tarttuvilla makuleilla, erotetaan suhteellisen suurella etäisyydellä soluista - verrattuna minimitilaan, joka on tiukkojen liitosten tapauksessa.

Solunvälisen tilan miehittävät proteiinit, jotka kuuluvat kadheriinien, desmogleiinien ja desmokoliinien perheeseen, jotka ovat kiinnittyneet sytoplasmisiin plakkeihin, joissa on muita proteiineja, nimeltään desmoplakin, plakoglobiini ja plakofiliini.

Ankkurinivelten luokittelu

Zonula tarttuu

Kuten tiukkojen liitosten tapauksessa, myös ankkuriliitännöissä noudatetaan renkaan tai hihnan muodossa olevaa järjestelykuviota. Tarttuva vyöhyke liittyy aktiinimikrofilmentteihin kahden proteiinin: kadheriinien ja kateniinien vuorovaikutuksen kautta.

Macula tarttuu

Joissakin tapauksissa tämä rakenne tunnetaan yksinkertaisesti desmosomina, se on pistokemuotoinen liitos, joka liittyy keratiinin muodostamiin väliketjuihin. Tässä yhteydessä näitä keratiinirakenteita kutsutaan "tonofilimanetos". Filamentit ulottuvat epiteelisoluissa pisteestä pisteeseen.

Piste desmosomeja

Ne tarjoavat epiteelisoluille lujuuden ja jäykkyyden. Siten sen pääfunktion uskotaan liittyvän vierekkäisten solujen vahvistamiseen ja stabilointiin.

Desmosomeja voidaan verrata jonkinlaiseen niittiin tai hitsaukseen, koska ne muistuttavat erillisiä pieniä pisteitä eivätkä jatkuvia nauhoja.

Löydämme tämän tyyppiset liitokset interlateroiduista levyistä, jotka yhdistyvät sydänlihaksen sydämeen, ja aivojen ja selkäytimen ulkopintaa viivoittaviin nivelkudoksiin.

-Hemidesmosomes

Miguelferig, Wikimedia Commonsista

Hemidesmosomit kuuluvat epäsymmetristen liittymien luokkaan. Näiden rakenteiden tehtävänä on ankkuroida epiteelisolun basaalidomeeni taustalla olevaan basaalikerrokseen.

Termiä hemidesmosomi käytetään, koska tämä rakenne näyttää kirjaimellisesti "puoli" desmosome. Biokemiallisen koostumuksen kannalta molemmat liitot ovat kuitenkin täysin erilaisia.

On tärkeätä selventää, että desmosomit ovat vastuussa vierekkäisten solujen kiinnittymisestä toiseen, kun taas hemidesmosomin tehtävänä on yhdistää solu peruslaminaattiin.

Toisin kuin macula adherens tai desmosome, hemidesmosomilla on erilainen rakenne, joka koostuu: välikiertoihin liittyvästä sytoplasmisesta kerroksesta ja ulkoisten membraanien levystä, joka vastaa hemidesmosomin liittämisestä peruslaminaatioon ankkurilanka.

Yksi hemidesmosomien tehtävistä on lisätä epiteelikudosten yleistä stabiilisuutta, koska läsnä on välimuotoisia sytoskeletaalisia filamentteja, jotka ovat kiinnittyneet peruslevyn komponentteihin.

Soluyhteydet kasveissa

Kasvivaltakunnasta puuttuu suurin osa yllä kuvatuista soluyhteyksistä, lukuun ottamatta lohkoliitoksia muistuttavaa toiminnallista vastinetta.

Kasveissa vierekkäisten solujen sytoplasmat yhdistetään polkuilla tai kanavilla, joita kutsutaan plasmodesmuteiksi.

Tämä rakenne luo jatkumon kasvisoluista toisiin. Vaikka ne eroavat rakenteellisesti ristin liitoksista, niillä on hyvin samanlaiset roolit, mikä sallii pienten ionien ja molekyylien läpikulun.

Lääketieteellinen näkökulma

Sairaan liittymät ovat lääketieteellisestä kannalta merkityksellinen aihe. Yhdisteisiin liittyviä proteiineja koodaavien geenien mutaatioiden on havaittu muuntuvan kliinisiin patologioihin.

Esimerkiksi, jos geenissä on tietty mutaatio, joka koodaa tietyn tyyppistä claudiinia (yksi proteiineista, joka välittää vuorovaikutusta tiukoissa risteyksissä), se aiheuttaa harvinaisen sairauden ihmisillä.

Tämä on munuaisten magnesiumin menetyksen oireyhtymä, ja oireita ovat alhainen magnesium ja kouristukset.

Lisäksi nektiini 1 -proteiinia koodaavan geenin mutaation on todettu olevan vastuussa kitalaen oireyhtymästä. Tätä tilaa pidetään yhtenä yleisimmistä epämuodostumista vastasyntyneillä.

Nektiini 1 -geenin mutaatioihin on liitetty myös toinen tila, nimeltään ektodermaalinen dysplasia, joka vaikuttaa ihmisen ihoon, hiuksiin, kynsiin ja hampaisiin.

Pemphigus foliaceus on rakkuloitunut ihosairaus, jonka määrittävät auto-vasta-aineet desmogleiini 1: tä vastaan, joka on avaintekijä, joka vastaa orvaskeden koheesion ylläpidosta.

Viitteet

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ja Walter, P. (2015). Oleellinen solubiologia. Garland Science.
2. Cooper, GM, ja Hausman, RE (2000). Solu: Molekyylinen lähestymistapa. Sinauer Associates.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., ja Anderson, M. (2004). Eläinten fysiologia. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Solu- ja molekyylibiologia: käsitteet ja kokeet. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, A., ja Tres, L. (2016). Histologia ja solubiologia: johdanto patologiaan. Elsevier Brasilia.
7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Molekyylisolubiologia. Macmillan.
8. Voet, D., ja Voet, JG (2006). Biokemia. Panamerican Medical Ed.