Epiteliy polarligi - Epithelial polarity

Hujayra qutbliligi ko'plab turlarning asosiy xususiyatidir hujayralar. Epiteliya hujayralari qutblangan hujayra turining o'ziga xos "apikal", "lateral" va "bazal" xususiyatlariga ega plazma membranasi domenlar. Epiteliya hujayralari o'zlarining lateral membranalari orqali bir-biriga bog'lanib, hosil bo'ladi epiteliya choyshablari hayvonlar tanasida bo'shliqlar va sirtlarni birlashtirgan. Har bir plazma membranasi sohasi alohida oqsil tarkibiga ega bo'lib, ularga o'ziga xos xususiyatlarni beradi va molekulalarni epiteliya qatlami bo'ylab yo'naltiruvchi tashish imkoniyatini beradi. Epiteliya hujayralari qanday qilib qutblanishni hosil qilishi va saqlab turishi noma'lum bo'lib qolmoqda, ammo ba'zi molekulalar asosiy rol o'ynashi aniqlandi.

Apikal membranada turli xil molekulalar joylashgan, ammo faqat bir nechta asosiy molekulalar apikal membrananing o'ziga xosligini va shu tariqa epiteliy polaritesini saqlab qolish uchun zarur bo'lgan determinant vazifasini bajaradi. Ushbu molekulalar oqsillardir CD42, atipik oqsil kinazasi S (aPKC), Par6, Par3 / Bazuka / ASIP.[1] Qattiq birikmalardagi maydalangan toshlar, "Stardust" va oqsillar (PATJ). Ushbu molekulalar ikkita alohida kompleks hosil qiladigandek ko'rinadi: aPKC-Par3-Par6 "aPKC" (yoki "Par") kompleksi, u ham Cdc42 bilan o'zaro ta'sir qiladi; va Crumbs-Stardust-PATJ "Crumbs" majmuasi. Ushbu ikkita kompleksdan aPKC kompleksi epiteliy polarligi uchun eng muhim hisoblanadi, hatto Kırıntılar kompleksi bo'lmagan taqdirda ham talab qilinadi. Kırıntılar bu ro'yxatdagi yagona transmembran oqsili bo'lib, Crumbs kompleksi uyali shaklning murakkab o'zgarishi paytida aPKC kompleksini apikal ushlab turish uchun apikal ko'rsatma bo'lib xizmat qiladi.[iqtibos kerak ]

Bazolateral membranalar

Kontekstida buyrak tubulasi fiziologiya, atama bazolateral membrana yoki seroz membrana ga ishora qiladi hujayra membranasi qaysi yo'naltirilgan uzoqda dan lümen tubuladan, bu muddat luminal membrana yoki apikal membrana ga ishora qiladi hujayra membranasi qaysi yo'naltirilgan tomonga lümen. Ushbu bazolateral membrananing asosiy vazifasi shundan iborat metabolik chiqindi mahsulotlar epiteliya hujayrasi tanadan tashqariga chiqariladigan lümen ichiga tashlash uchun siydik. Bazolateral membrananing ikkinchi darajali roli, masalan, kerakli substratlarni qayta ishlashga imkon berishdir glyukoza, ichiga chiqarilishi kerak bo'lgan tubuladan chiqarilib hujayralararo suyuqliklar.[2]

Bazal va lateral membranalar umumiy determinantlarni, ya'ni oqsillarni bo'lishadi LLGL1, DLG1 va SCRIB. Ushbu uchta oqsil bazolateral domenga joylashadi va bazolateral identifikatsiya va epiteliy polarligi uchun juda muhimdir.

Polarlik mexanizmlari

Epiteliya hujayralari qanday qutblanishini hali ham to'liq anglab etilmagan. Polarlikni saqlab qolish uchun ba'zi bir asosiy printsiplar taklif qilingan, ammo ushbu printsiplar mexanizmlarini topish kerak.

Birinchi tamoyil ijobiy fikr. Kompyuter modellarida membrana bilan bog'langan yoki sitoplazmatik bo'lishi mumkin bo'lgan molekula membrana bilan birikishi ijobiy teskari aloqada bo'lganda qutblanishi mumkin: bu membranani lokalizatsiyasi molekula allaqachon eng yuqori darajada to'plangan joyda sodir bo'ladi. Shu kabi modellarda tadqiqotchilar epiteliya hujayralari o'zlarini mustahkam biologik shakllarning boy to'plamiga to'planishi mumkinligini ko'rsatdilar.[3] Xamirturushda saccharomyces cerevisiae, Cdc42 ning ushbu turdagi ijobiy teskari ta'siriga duchor bo'lganligi va tashqi ko'rsatma bo'lmagan taqdirda ham o'z-o'zidan qutblanishi mumkinligi to'g'risida genetik dalillar mavjud. Meva chivinida Drosophila melanogaster, Cdc42 aPKC kompleksi tomonidan ishga tushiriladi va keyinchalik ijobiy teskari aloqada aPKC kompleksining apikal lokalizatsiyasiga yordam beradi. Shunday qilib, Cdc42 yoki aPKC kompleksi bo'lmaganda apikal determinantlarni apikal membranada saqlab bo'lmaydi va natijada apikal identifikatsiya va qutblanish yo'qoladi.

Ikkinchi printsip - kutupluluk determinantlarini ajratish. Apikal va baso-lateral domenlarning keskin farqlanishi aralashishning oldini oluvchi faol mexanizm yordamida saqlanib qoladi. Ushbu mexanizmning tabiati noma'lum, ammo u aniq kutupluluk determinantlariga bog'liq. APKC kompleksi bo'lmagan taqdirda, bazo-lateral determinantlar oldingi apikal sohaga tarqaldi. Aksincha, Lgl, Dlg yoki Scribning birortasi bo'lmaganda apikal determinantlar avvalgi baso-lateral domenga tarqaldi. Shunday qilib, ikkita determinant o'zlarini xuddi o'zaro jirkanchlik qilgandek tutishadi.

Uchinchi tamoyil yo'naltirilgan ekzotsitoz. Apikal membrana oqsillari Golgi-dan apikalga o'tkaziladi, aksincha bazo-lateral, membrana, chunki apikal determinantlar to'g'ri manzilni aniqlashga xizmat qiladi. pufakcha etkazib berish. Baza-lateral membranalar uchun tegishli mexanizm ishlaydi.

To'rtinchi printsip - lipid modifikatsiyasi. Lipit ikki qatlamining tarkibiy qismi, fosfatidil inositol fosfat (PIP) fosforillanib PIP hosil qilishi mumkin2 va PIP3. Ba'zi epiteliy hujayralarida PIP2 PIP paytida lokalizatsiya qilingan3 bazolateral ravishda mahalliylashtirilgan. Hech bo'lmaganda bitta o'stirilgan hujayra chizig'ida, MDCK hujayrasida, bu tizim epiteliya polarligi uchun talab qilinadi. Ushbu tizim va hayvon to'qimalarida qutblanishni belgilaydigan omillarning o'zaro aloqasi aniq emas.

Bazal va lateral

Bazal va lateral membranalar bir xil determinantlarga ega bo'lganligi sababli, boshqa mexanizm ikkita domen o'rtasidagi farqni yaratishi kerak. Hujayra shakli va kontaktlari ehtimol mexanizmni ta'minlaydi. Yanal membranalar epiteliya hujayralari orasidagi aloqa joyidir, bazal membranalar esa epiteliya hujayralarini bazal membrana, epiteliyning bazal yuzasi bo'ylab yotadigan hujayradan tashqari matritsa qatlami. Kabi ba'zi bir molekulalar Integrins, bazal membranaga maxsus joylashtiring va hujayradan tashqari matritsa bilan birikmalar hosil qiling.

Epiteliy hujayralarining shakli

Epiteliya hujayralari turli xil bo'ladi shakllar ularning rivojlanish yoki fiziologiyadagi funktsiyalari bilan bog'liq. Epiteliya hujayralari qanday qilib o'ziga xos shakllarni qabul qilishi haqida juda yaxshi tushunilmagan, ammo bu fazoviy nazoratni o'z ichiga olishi kerak aktin sitoskeletasi, barcha o'simlik hujayralarida hujayra shakli uchun markaziy hisoblanadi.

Epiteliya kaderini

Barcha epiteliya hujayralari transmembranani ifodalaydi yopishish molekulasi Elektron kaderin, a kaderin apikal va lateral membranalar orasidagi bog'lanish joyida eng aniq joylashadi. Qo'shni hujayralardagi E-kaderin molekulalarining hujayradan tashqari domenlari bir-biriga homotip ta'sir o'tkazish orqali bog'lanadi. E-kaderin molekulalarining hujayra ichidagi domenlari aktin sitoskeletasi adapter oqsillari orqali alfa-katenin va beta-katenin.[4] Shunday qilib, E-kaderin hosil bo'ladi birikmalarga yopishadi qo'shni hujayralarning aktin sitoskeletlarini birlashtirgan. Adherens birikmalari epiteliya hujayralari orasidagi asosiy kuch o'tkazuvchi birikmalar bo'lib, epiteliya hujayralari shaklini saqlab turish va to'qima rivojlanishi jarayonida shaklning dinamik o'zgarishi uchun juda muhimdir. E-kaderinning apikal va lateral membranalar orasidagi chegarani qanday lokalizatsiya qilishi noma'lum, ammo qutblangan membranalar aderens birikmalarida E-kaderinni saqlash uchun juda muhimdir.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

Bryus Alberts; Aleksandr Jonson; Julian Lyuis; Martin Raff; Keyt Roberts; Piter Uolter, nashr. (2002). Hujayraning molekulyar biologiyasi (4-nashr). Garland fani. ISBN  978-0-8153-3218-3.

  1. ^ Izumi Y, Xirose T, Tamai Y, Xirai S, Nagashima Y, Fujimoto T, Tabuse Y, Kemphues KJ, Ohno S (1998). "Atipik PKC to'g'ridan-to'g'ri epiteliya zich birikmasida ASIP, sutemizuvchilar homologi bilan bog'lanadi va rangsizlanadi. Caenorhabditis elegans Polarlik oqsillari PAR-3 ". J hujayra biol. 143 (1): 95–106. doi:10.1083 / jcb.143.1.95. PMC  2132825. PMID  9763423.
  2. ^ Sekine T, Miyazaki H, Endou H (2006 yil fevral). "Buyrak organik anion tashuvchilarining molekulyar fiziologiyasi". Am. J. Fiziol. Buyrak fizioli. 290 (2): F251-61. doi:10.1152 / ajprenal.00439.2004. PMID  16403838.
  3. ^ Nissen, Silas Boye; Ronxild, Stiven; Trusina, Ala; Sneppen, Kim (27.11.2018). "Kuchli morfologiyalarni rivojlantirish bilan hujayra qutblanishlarini ko'paytirishning nazariy vositasi". eLife. 7: e38407. doi:10.7554 / eLife.38407. Olingan 20 iyun 2019.
  4. ^ Knudsen KA, Soler AP, Jonson KR, Wheelock MJ (1995 yil iyul). "Alfa-aktininning alfa-katenin orqali kaderin / katenin hujayralari hujayralari yopishqoqligi kompleksi bilan o'zaro ta'siri". J. Hujayra Biol. 130 (1): 67–77. doi:10.1083 / jcb.130.1.67. PMC  2120515. PMID  7790378.