Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Adheziny

Proč buňky drží pohromadě
 |  5. 3. 1996
 |  Vesmír 75, 133, 1996/3

Celistvost mnohobuněčných organizmů umožňují mezibuněčné kontakty, které vlastně drží buňky pohromadě. Důležité jsou zejména adhezivní kontakty typu zonula adherensmacula adherens (desmozomy). Vnitřní uspořádání těchto spojů je dobře známo z transmisní elektronové mikroskopie. V poslední době byly definovány jednotlivé proteiny, které se účastní formování mezibuněčných spojů. Hlavními bílkovinami zodpovědnými za mezibuněčnou přilnavost (adhezi) jsou cadheriny. Lawrence Shapiro z Kolumbovy univerzity v New Yorku jako první sestavil trojrozměrný model N-cadherinu NCD1, z nějž lze odvodit principy molekulární stavby mezibuněčných kontaktů.

N-cadherin (neurální) je transmembránový glykoprotein, který přispívá k přilnavosti buněk v neurální trubici. Cytoplazmatická oblast (doména) N-cadherinu se napojuje na vlákna (filamenta) cytoskeletu, zatímco mimobuněčná oblast zprostředkovává mezibuněčný kontakt. Postranní úsek koncové části mimobuněčného úseku, která vyčnívá z buněčného povrchu, tvoří dimer s odpovídajícím koncovým úsekem shodného mimobuněčného segmentu (protomeru) protilehlé buňky.

Toto spojení funguje podobně jako zip. Buněčný povrch, z nějž vyčnívají protomery, lze přirovnat k jedné řadě zubů v zipu. Když dvě sousední buňky k sobě přilnou, koncové části protilehlých protomerů se spojí podobně jako zuby v zipu. Každý protomer utvoří s odpovídajícím protějškem dimer (sloučeninu ze dvou molekul téže látky) a zároveň se sousední dimery navzájem spojí v postranních úsecích koncové oblasti obou protomerů. Takto jsou jednotlivé dimery seskupeny do lineární multimerické superstruktury, která zajišťuje silnou přilnavost mezi buňkami, ačkoli vlastní vazebné síly poutající samostatné protomery jsou nepatrné. Vazba Ca2+ způsobuje optimální změnu prostorového uspořádání uvnitř proteinů a stabilizuje dimerizaci mimobuněčných oblastí natolik, že zvyšuje jejich odolnost proti destruktivnímu účinku proteáz.

Shapirův model vazeb mezi cadheriny ozřejmuje i ultrastrukturu přilnavých kontaktů. V desmozomech (spojkách epitelových buněk), kde je koncentrace cadherinů vyšší, je pod elektronovým mikroskopem v mezibuněčné štěrbině buněčného kontaktu vidět centrální denzní ploténku. Ta odpovídá maximálnímu nakupení proteinů ve středu mezibuněčného prostoru v oblasti vzájemného dotyku koncových úseků zúčastněných protomerů. Vzdálenost mezi sousedními buněčnými membránami v tomto modelu je 290 angströmů. Odlišná sekvence aminokyselin extracelulárních domén cadherinů vysvětluje, proč buňky mnohobuněčných organizmů adherují pouze k buňkám stejného původu. Tato vlastnost je nutná pro udržení integrity všech tkání. (Nature 374, 327- 337, 1995)

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie

O autorovi

Jaroslav Mokrý

Doc. MUDr. Jaroslav Mokrý, Ph.D., (1964) přednosta Ústavu histologie a embryologie, Univerzity Karlovy v Praze, Lékařské fakulty v Hradci Králové se zabývá studiem kmenových buněk a neurobiologií.

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné