Tiukka risteys -Tight junction

Tiukka risteys
Cellular tight junction-en.svg
Kaavio tiiviistä risteyksestä
Yksityiskohdat
Tunnisteet
latinan kieli junctio occludens
MeSH D019108
TH H1.00.01.1.02007
FMA 67397
Anatominen terminologia

Tiukat liitokset , jotka tunnetaan myös nimellä tukkivat liitokset tai zonulae occludentes (singular, zonula occludens ), ovat moniproteiiniliitoskomplekseja , joiden kanoninen tehtävä on estää liuenneiden aineiden ja veden vuotamista ja tiivisteitä epiteelisolujen välillä . Tiukat liitokset voivat toimia myös vuotoreittinä muodostamalla selektiivisiä kanavia pienille kationeille, anioneille tai vedelle. Tiukat risteykset ovat enimmäkseen selkärankaisilla (lukuun ottamatta vaippaeläimiä ). Vastaavat selkärangattomilla esiintyvät risteykset ovat väliseinäliitoksia .

Rakenne

Tiukat liitokset koostuvat haarautuneesta tiivistyssäikeiden verkostosta, joista jokainen toimii itsenäisesti. Siksi liitoksen tehokkuus ionien läpikulun estämisessä kasvaa eksponentiaalisesti juosteiden lukumäärän myötä. Jokainen juoste muodostuu rivistä kalvon läpäiseviä proteiineja, jotka on upotettu molempiin plasmakalvoihin, ja solunulkoiset domeenit liittyvät suoraan toisiinsa. Tiiviit liitokset muodostavat vähintään 40 erilaista proteiinia. Nämä proteiinit koostuvat sekä transmembraanisista että sytoplasmisista proteiineista. Kolme tärkeintä transmembraanista proteiinia ovat okludiini- , claudiini- ja JAM - proteiinit. Nämä liittyvät erilaisiin perifeerisiin kalvoproteiineihin, kuten ZO-1:een, joka sijaitsee plasmakalvon intrasellulaarisella puolella, ja jotka ankkuroivat säikeet sytoskeleton aktiinikomponenttiin . Siten tiukat liitokset yhdistävät vierekkäisten solujen sytoskeletonit.

Kuvaus transmembraanisista proteiineista, jotka muodostavat tiukat liitokset: okludiini, claudiinit ja JAM-proteiinit.

Transmembraaniproteiinit:

  • Occludin oli ensimmäinen integraalinen kalvoproteiini, joka tunnistettiin. Sen molekyylipaino on ~60 kDa. Se koostuu neljästä transmembraanisesta domeenista ja sekä proteiinin N- että C-pää ovat solunsisäisiä. Se muodostaa kaksi solunulkoista silmukkaa ja yhden solunsisäisen silmukan. Nämä silmukat auttavat säätelemään solujen välistä läpäisevyyttä. Occludinilla on myös keskeinen rooli solujen rakenteessa ja estetoiminnassa.
  • Claudiinit löydettiin okludiinin jälkeen, ja ne ovat yli 27 eri jäsenen perhe nisäkkäissä. Niiden molekyylipaino on ~20 kDa. Niiden rakenne on samanlainen kuin okludiinilla siinä mielessä, että niillä on neljä transmembraanidomeenia ja samanlainen silmukkarakenne. Niiden katsotaan olevan tiukkojen liitoskohtien selkäranka ja niillä on merkittävä rooli tiiviin liitoksen kyvyssä tiivistää solunulkoista tilaa.
  • Junctional Adhesion Molecules ( JAM ) ovat osa immunoglobuliinien superperhettä. Niiden molekyylipaino on ~ 40 kDa. Niiden rakenne eroaa muiden integraalisten kalvoproteiinien rakenteesta siinä, että niissä on vain yksi transmembraanidomeeni neljän sijasta. Se auttaa säätelemään tiukkojen liitoskohtien parasellulaaristen reittien toimintaa ja osallistuu myös solujen polariteetin ylläpitämiseen.
  • Anguliinit löydettiin vuonna 2011 visuaalisella seulonnalla proteiineista, jotka lokalisoituvat kolmisoluisten tiukoissa liitoksissa. Anguliinissa on kolme jäsentä, Angulin-1/LSR, Angulin-2/ILDR1 ja Angulin-3/ILDR2. Samoin kuin JAM:t, anguliinit ovat yhden transmembraaniproteiineja. Kaikilla anguliineilla on yksi immunoglobuliinin kaltainen domeeni ekstrasellulaarisella alueella ja yksi PDZ:tä sitova motiivi karboksipäässä. Ne ovat vastuussa kolmisoluisten tiiviiden liitoskohtien muodostamisesta ja säätelevät solujen välistä estetoimintoa.

Toiminnot

He suorittavat tärkeitä toimintoja:

  • Tiukat liitokset tarjoavat endoteelisoluille ja epiteelisoluille estetoiminnon, joka voidaan edelleen jakaa suojaaviin ja toiminnallisiin esteisiin, jotka palvelevat esimerkiksi materiaalin kuljetusta ja osmoottisen tasapainon ylläpitämistä:
    • Tiukat liitokset estävät molekyylien ja ionien kulkeutumisen vierekkäisten solujen plasmakalvojen välisen tilan läpi, joten materiaalien on todella päästävä soluihin ( diffuusiolla tai aktiivisella kuljetuksella ) kulkeakseen kudoksen läpi. Elektronimikroskopian jäädytysmurtumamenetelmiä käyttävä tutkimus on ihanteellinen solukalvojen tiiviiden liitoskohtien lateraalisen laajuuden paljastamiseen ja siitä on ollut hyötyä osoittamaan, kuinka tiiviitä liitoksia muodostuu. Tiukan liitosestejärjestelmän vaatima rajoitettu solunsisäinen reitti mahdollistaa tarkan hallinnan sille, mitkä aineet voivat kulkea tietyn kudoksen läpi. (Tiukkailla liitoksilla on tämä rooli veri-aivoesteen ylläpitämisessä .) Tällä hetkellä on vielä epäselvää, onko kontrolli aktiivinen vai passiivinen ja miten nämä reitit muodostuvat. Yhdessä tutkimuksessa, joka koski solunulkoista kuljetusta munuaisen proksimaalisen tubuluksen tiukan liitoksen poikki, ehdotetaan kaksoisreittimallia: suuria rakoja, jotka muodostuvat TJ-kompleksin harvoin esiintyvistä epäjatkuvuuksista ja lukuisista pienistä pyöreistä huokosista.
  • Tiukat liitokset auttavat ylläpitämään solujen apikobasaalista polaarisuutta estämällä integraalisten kalvoproteiinien lateraalista diffuusiota apikaalisten ja lateraalisten/tyvipintojen välillä, mikä mahdollistaa kunkin pinnan erikoistoiminnot (esimerkiksi reseptorivälitteisen endosytoosin apikaalisella pinnalla ja eksosytoosin basolateraalinen pinta) säilytettävä. Tämä mahdollistaa polarisoidun transsellulaarisen kuljetuksen ja apikaalisten ja basolateraalisten kalvojen erikoistoiminnot.

Luokitus

Epiteelit luokitellaan "tiiviiksi" tai "vuotaviksi" riippuen tiiviiden liitoskohtien kyvystä estää veden ja liuenneen aineen liikkumista:

  • Tiukissa epiteelissä on tiukat liitokset, jotka estävät suurimman osan liikkeestä solujen välillä. Esimerkkejä tiukoista epiteelistä ovat distaalinen kiertynyt tubulus , munuaisen nefronin keräyskanava ja maksakudoksen läpi haarautuvat sappitiehyet . Muita esimerkkejä ovat veri-aivoeste ja veri-serebrospinaalinesteeste
  • Vuotavissa epiteelissä ei ole näitä tiukkoja liitoksia tai niissä on vähemmän monimutkaisia ​​tiukkoja liitoksia. Esimerkiksi munuaisen proksimaalitiehyessä, hyvin vuotavassa epiteelissä, tiiviissä liitoksessa on vain kahdesta kolmeen liitosjuostetta, ja näissä säikeissä esiintyy harvoin suuria rakoja.

Katso myös

Rotan munuaiskudoksen negatiivisesti värjäytyneen proksimaalisen kierteisen tubuluksen TEM suurennuksella ~ 55 000x ja 80 kV tiiviillä liitoksella. Huomaa, että kolme tummaa tiheysviivaa vastaavat proteiinikompleksin tiheyttä ja vaaleat viivat niiden välissä vastaavat solunulkoista tilaa.

Viitteet

Ulkoiset linkit