Tight korsning -Tight junction

Smal korsning
Cellular tight junction-en.svg
Diagram över Tight junction
Detaljer
Identifierare
latin junctio occludens
Maska D019108
TH H1.00.01.1.02007
FMA 67397
Anatomisk terminologi

Tight junctions , även känd som occluding junctions eller zonulae occludentes (singular, zonula occludens ), är multiproteinövergångskomplex vars kanoniska funktion är att förhindra läckage av lösta ämnen och vatten och tätar mellan epitelcellerna . Täta förbindelser kan också fungera som läckande vägar genom att bilda selektiva kanaler för små katjoner, anjoner eller vatten. Snäva korsningar finns mestadels hos ryggradsdjur (med undantag för tunikater ). Motsvarande korsningar som förekommer hos ryggradslösa djur är septerade korsningar .

Strukturera

Täta förbindelser består av ett förgrenat nätverk av tätningssträngar, där varje sträng verkar oberoende av de andra. Därför ökar effektiviteten hos övergången för att förhindra jonpassage exponentiellt med antalet strängar. Varje sträng är bildad av en rad transmembranproteiner inbäddade i båda plasmamembranen, med extracellulära domäner som direkt förenar varandra. Det finns minst 40 olika proteiner som utgör tight junctions. Dessa proteiner består av både transmembrana och cytoplasmatiska proteiner. De tre huvudsakliga transmembranproteinerna är occludin , claudins och JAM- proteiner (junction adhesion molecule). Dessa associeras med olika perifera membranproteiner såsom ZO-1 belägna på den intracellulära sidan av plasmamembranet, som förankrar strängarna till aktinkomponenten i cytoskelettet . Sålunda sammanfogar tight junctions cytoskeletten hos intilliggande celler.

Skildring av transmembranproteinerna som utgör täta förbindelser: occludin-, claudins- och JAM-proteiner.

Transmembranproteiner:

  • Occludin var det första integrala membranproteinet som identifierades. Den har en molekylvikt på ~60kDa. Den består av fyra transmembrandomäner och både N-terminalen och C-terminalen av proteinet är intracellulära. Den bildar två extracellulära loopar och en intracellulär loop. Dessa slingor hjälper till att reglera paracellulär permeabilitet. Occludin spelar också en nyckelroll i cellulär struktur och barriärfunktion.
  • Claudins upptäcktes efter occludin och är en familj med över 27 olika medlemmar i däggdjur. De har en molekylvikt på ~20kDa. De har en struktur som liknar den för occludin genom att de har fyra transmembrandomäner och liknande loopstruktur. De anses vara ryggraden i tight junctions och spelar en betydande roll i tight junctions förmåga att täta det paracellulära utrymmet.
  • Junctional Adhesion Molecules ( JAM ) är en del av immunglobulinsuperfamiljen. De har en molekylvikt på ~40kDa. Deras struktur skiljer sig från den hos de andra integrerade membranproteinerna genom att de bara har en transmembrandomän istället för fyra. Det hjälper till att reglera den paracellulära vägfunktionen för tight junctions och är också involverad i att hjälpa till att upprätthålla cellpolariteten.
  • Anguliner upptäcktes 2011 genom visuell screening av proteiner som lokaliseras vid tricellulära tight junctions. Det finns tre medlemmar av anguliner, Angulin-1/LSR, Angulin-2/ILDR1 och Angulin-3/ILDR2. I likhet med JAM är anguliner enkeltransmembranproteiner. Alla anguliner har en immunglobulinliknande domän i den extracellulära regionen och ett PDZ-bindande motiv vid karboxiterminalen. De ansvarar för upprättandet av tricellulära täta korsningar och reglerar den paracellulära barriärfunktionen.

Funktioner

De utför viktiga funktioner:

  • Tight junctions förser endotel- och epitelceller med barriärfunktion, som ytterligare kan delas in i skyddsbarriärer och funktionella barriärer som tjänar syften som materialtransport och upprätthållande av osmotisk balans:
    • Täta förbindelser förhindrar passage av molekyler och joner genom utrymmet mellan plasmamembranen i intilliggande celler, så material måste faktiskt komma in i cellerna (genom diffusion eller aktiv transport ) för att passera genom vävnaden. Undersökning med frys-frakturmetoder i elektronmikroskopi är idealisk för att avslöja den laterala utsträckningen av tight junctions i cellmembran och har varit användbar för att visa hur tight junctions bildas. Den begränsade intracellulära vägen som krävs av tight junction barriärsystemet tillåter exakt kontroll över vilka substanser som kan passera genom en viss vävnad. (Tight junctions spelar denna roll för att upprätthålla blod-hjärnbarriären .) För närvarande är det fortfarande oklart om kontrollen är aktiv eller passiv och hur dessa vägar bildas. I en studie för paracellulär transport över den täta korsningen i njurens proximala tubuli, föreslås en modell med dubbla vägar: stora slitsbrott bildade av sällsynta diskontinuiteter i TJ-komplexet och många små cirkulära porer.
  • Tight junctions hjälper till att upprätthålla den apikobasala polariteten hos celler genom att förhindra lateral diffusion av integrerade membranproteiner mellan de apikala och laterala/basala ytorna, vilket möjliggör de specialiserade funktionerna för varje yta (till exempel receptormedierad endocytos vid apikala ytan och exocytos vid basolateral yta) som ska bevaras. Detta möjliggör polariserad transcellulär transport och specialiserade funktioner hos apikala och basolaterala membran.

Klassificering

Epitel klassificeras som "täta" eller "läckande", beroende på förmågan hos de täta korsningarna att förhindra vatten och lösta ämnen :

  • Täta epitel har täta förbindelser som förhindrar de flesta rörelser mellan celler. Exempel på täta epitel inkluderar den distala hoprullade tubuli , samlingskanalen för nefronet i njuren och gallgångarna som förgrenar sig genom levervävnad . Andra exempel är blod-hjärnbarriären och cerebrospinalvätskebarriären
  • Läckande epitel har inte dessa tight junctions, eller har mindre komplexa tight junctions. Till exempel har den täta föreningspunkten i njurens proximala tubuli, ett mycket läckande epitel, endast två till tre förbindelsesträngar, och dessa strängar uppvisar sällsynta stora slitsavbrott.

Se även

TEM av negativt färgad proximal hopvikt tubuli av råttnjurvävnad vid en förstoring av ~55 000x och 80 kV med Tight junction. Observera att de tre mörka täthetslinjerna motsvarar densiteten hos proteinkomplexet, och de ljusa linjerna däremellan motsvarar det paracellulära utrymmet.

Referenser

externa länkar