Hücre-Hücre Hücre-Matriks İlişkileri Prof.Dr. Alp Can (A.Ü. Tıp Fakültesi Histoloji-Embriyoloji ABD)
Hücreler arasındaki bağlantı ve yapışma birimlerinin i i i yapı ve işlevleri l i Hücrenin çevresindeki matriks ile ilişkisinde rol oynayan yapılar
Epitel Dokusu Bağ Dokusu Hücrelerarası Matriks
Yapışmalar Bağlantılar-Tutunmalar İletişim birimleri Yapışmalar Hücreleri bir arada tutan faktör(ler) nedir? Aynı tür hücreler nasıl olup birbirini i i tanıyor ve birarada yerleşme kararı alıyorlar?
Hücre-Hücre / Hücre-Matriks İlişkileri Bağlantı Birimleri Yapışma Molekülleri Hücre-Hücre Bağlantı Birimleri mikrofilamanlar ara filamanlar Hücre-Hücre Yapışma Molekülleri Hücre-Matriks Bağlantı Birimleri Hemidesmozom Fokal adezyon (integrinler) (integrin) Hücre-Matriks Yapışma Molekülleri
Hücreler Arası Bağlantı ğ Birimleri Tıkayıcı Birimler Tıkayıcı Bağlantı Birimleri i i küçük ük moleküllerin ve hatta suyun bile geçişine izin vermez Sıkı Bağlantı (zonula occludens) Tutundurucu Birimler Hücrelerin birbirine ve matrikse sıkıca tutunmasını sağlar Ara bağlantı (zonula adherens) Desmozom (makula adherens) Hemidesmozom İletişim Birimleri Hücrenin etrafındaki hücrelerle alış-veriş yapmasını sağlar Oluklu bağlantı (nekzus=gap junction)
Tıkayıcı Bağlantı Birimleri Sıkı Bağlantı (Zonula Occludens) Sıkı bağlantı Epitel hücreleri arasında bulunur Seçici geçirgen engeller yaratır, böylece iki kompartman arasında kimyasal gradient oluşur
Sıkı bağlantılar taşıyıcı proteinlerin birbirine karışmasını engeller. Hücre Boyunca Taşınım (Transselüler taşınım) sitoplazma üzerinden taşınma bazolateral yolla taşınım Hücreler Arasından Taşınım (Paraselüler taşınım) Sıkı bağlantılar bazen küçük moleküllere geçirgen olabilir. Örn; zengin bir yemekten sonra bağırsaktaki amino asitler ve şekerler sıkı bağlantılar üzerinden kana geçerler.
Tutundurucu Bağlantı Birimleri Bir hücrenin iskeletini komşu hücrenin iskeletine zar üzerinden bağlayarak hücrenin yerini sağlamlaştırırlar. Hücrelerin birbirine tutunmasının çok önemli olduğu dokularda (kalp, kas, epitel) çok belirgindir.
Tutundurucu Bağlantı ğ Birimleri Ara bağlantı (zonula adherens) Desmozom (macula adherens) Tutundurucu Birimlerin Yapısı Hemidesmozom Hücre içindeki tutunma t proteinleri i (aktin, catenin, vinculin, α-actinin) Zar boyunca yer alan yapışma proteinleri i (cadherin ler)
Ara Bağlantı (zonula adherens) Kuşak biçiminde tutunma yüzeyleri Mikrofilamanlarla (F-aktin) hücre içinden destek Hücrelerarası aralıkta cadherin ailesinin üyeleri olan desmocollin ve desmoglein proteinleri bulunur. Ca 2+ bağımlıdırlar. Zar üzerinde desmoplakin ve plakoglobin proteinlerinin olduğu plaklar bulunur.
Desmozom (macula adherens) Hücreleri birbirine tutunduran düğme şeklindeki bağlantı birimleri Hücre içinde ara filamanlara (tonofilamanlar) tutunurlar Hücrelerarası aralıkta cadherin ailesinin üyeleri olan desmocollin ve desmoglein proteinleri bulunur. Ca 2+ bağımlıdırlar. Hücrelerarası mesafedeki yapışma ş proteinleri (plakoglobin, desmoplakin) Pemphigus: Desmozomlardaki cadherin ailesi proteinlerine karşı antikor oluşumuna bağlı ölümcül deri hastalığı
Hemidesmozom o Epitel hücrelerini altındaki bazal laminaya tutundurur. Bileşenleri; Ara filamanlarla bağlı olan sitoplazmik plaka Zarı bazal laminaya bağlayan laminin 5 yapısındaki plaka
İletişim Birimleri (Oluklu bağlantı= Nekzus= Gap junction) Bir hücrenin diğeriyle madde alış-verişini sağlarlar 2-4 nm lik pasajlardır. 1000 dalton moleküllerin geçişi için kullanılır. İnorganik iyonlar (Ca, Na), şekerler, aa, nükleotidler, vitaminler, hücre içi düzenleyiciler (camp) geçiş yapar. Geçirimleri dinamiktir. Hücrelerden birisi zarar görürse oluklu bağlantılarını kapatarak diğer hücrenin zarar görmesini i engeller.
Oluklu Bağlantı=Nekzus
isim Sıkı bağlantı Ara bağlantı Desmozom Oluklu bağlantı Hemidesmozom işlev Epitel hücrelerini birbirine yapıştırarak aradan sızmayı önler Bir hücrenin aktin filamanlarını diğer hücreninkilere bağlar Bir hücrenin ara filamanlarını diğer hücreninkilere bağlar Küçük moleküllerin bir hücreden diğerine geçişini sağlar Hücredeki ara filamanları hücrenin altında yer alan bazal laminaya bağlar
Yapışma nın Önemi Embriyolojik Göç Farklılaşma Birlikte davranma ve hareket etme
Hücrelerin birbirine ve matrikse yapışmasını sağlayan moleküller (hücre yapışma (adezyon) molekülleri) Ca 2+ bağımlı olanlar Cadherin (diğer hücre ile bağlantı) Selektin Ca 2+ bağımlı olmayanlar İntegrin (ekstraselüler ortamla bağlantı) N-CAM (nöral-cell adhesion molecule) I-CAM-1 ve I-CAM-2 (intercellular CAM) Ig süper ailesi V-CAM
E-cadherin (epitel) Cadherin Süper Ailesi (Ca 2+ bağımlı) (yaklaşık 40 tip) N-cadherin (MSS, lens, iskelet ve kalp kası) P-cadherin (trofoblastlar) tl Cadherinlerin ve/veya Cateninlerin ortadan kalkması metastaza neden olur. Örn: β-catenin-kolorektal karsinogenez
Selektin Ailesi (Ca 2+ bağımlı) Kan hücreleriyle endotel hücreleri arasındaki yapışmaları sağlayan KH bağlayan proteinlerdir. İntegrinlerle g ve ICAM ile birlikte özellikle lenfositlerin endotel hücreleri üzerinden kandan dokulara a geçişinde ş (ekstravazasyon) a asyo rol oynarlar (inflamasyon) L- selektin (lökositlerde) P-selektin (kan plaketlerinde ve endotel hc) E-selektin (endotel hücrelerinde)
Selektin Üç Ekstraselüler Bölge 1. KH tanıyıcı 2. EGF-benzeri 3. Kısa tekrarlar
İntegrin lerg Transmembran matriks reseptörleridir. Ca 2+ bağımlı olmayan an yapışma molekülleridir. İki alt üniteden (heterodimer) oluşurlar Hücre içindeki aktin iskeletini hücrelerarası matrikse bağlarlar. Hücre dışındaki ligandları fibronektin ve laminin dir. i Embriyogenez de hücrelerin hedeflerine ulaşmasında önemli α ve β alt ünitelerinin farkı (8 çeşit β, 19 çeşit α) sonucunda memelilerde 24 çeşit integrin molekülü saptanmıştır.
İntegrin tipi Ligand Dağılım α 5 β 1 fibronektin her hücrede α 6 β 1 laminin her hücrede α 7 β 1 laminin kas hücreleri 7β 1 α L β 1 Ig süperailesi lökositler α 2 β 3 fibrinojen kan plaketleri α 6 β 4 laminin hemidesmozomlar
Disintegrin ler İntegrin ler g üzerinden (β 1 ve β 3 ) olan ECM bağlantısını bozan küçük proteinler Yılan zehirinde bulunur MMP (matriks metalloproteaz) bölgeleri var Albolabrin, Applagin, Barbourin, Batroxostatin,Bitistatin, Echistatin, Elegantin, Eristicophin, Flavoridin, Halysin, Kistrin, Tergeminin, Triflavin.
Ig süper ailesi üyeleri (Ca 2+ bağımlı ğ olmayan yapışma molekülleri) NCAM (nöral hücre adezyon molekülü) ICAM-1, ICAM-2 (interselüler hücre adezyon molekülü) Lökositlerin yerleşiminde (homing) ve inflamasyonda VCAM-1 (vasküler hücre adezyon molekülü) Lökositlerin yerleşiminde (homing) ve inflamasyonunda
Aile Ligandları Kalıcı hücre bağlatısığ Cadherinler Homofilik bağlantılar Bağlantı birimleri ve desmozomlar Selektinler Karbonhidratlar Yok İntegrinler ECM Fokal yapışma ve hemidesmozom Ig süperailesi üyeleri Yok Ig süperailesi İntegrinler Yok Homofilik bağlantılar Yok