Cellebiologi: Celle-junctions

Hvad er hovedpointen i sliden “from cells to tissue to organs”?

At celler ikke fungerer isoleret, men er koblet mekanisk og funktionelt til hinanden og til ECM.

Hvordan overføres mekanisk stress i epitelvæv?

Gennem cytoskeletfilamenter, som er forankret i celle-celle- og celle-matrix-kontakter.

Hvad er rollen for extracellular matrix, ECM i væv?

ECM bærer og fordeler mekaniske kræfter som træk og kompression.

Hvad er basallamina?

Et specialiseret ECM-lag under epitelet, som epitelceller forankres til.

Hvad er en tight junctions vigtigste funktion?

At forsegle mellemrummet mellem epitelceller.

Hvad er en adherens junctions vigtigste funktion?

At forbinde aktinfilamenter i én celle med aktin i nabocellen.

Hvad er en desmosomes vigtigste funktion?

At forbinde intermediære filamenter mellem naboceller og give mekanisk styrke.

Hvad er funktionen af gap junctions?

At tillade passage af små vandopløselige molekyler og ioner fra celle til celle.

Hvad gør en actin-linked cell-matrix junction?

Den forankrer aktinfilamenter til ECM, typisk via integriner.

Hvad gør et hemidesmosom?

Det forankrer intermediære filamenter i cellen til ECM/basallamina.

Hvad er de to vigtigste superfamilier af celleadhæsionsmolekyler i disse slides?

Cadheriner (Forbinder plasmamembran lateralt) og integriner (forankrer til basallamina).

Hvad er hovedfunktionen af cadheriner?

At mediere celle-celle-adhæsion lateralt mellem naboceller.

Hvad er hovedfunktionen af integriner?

At mediere celle-matrix-adhæsion og forankre cellen til ECM.

Hvilken type junction bruger klassiske cadheriner?

Adherens junctions.

Hvilken type junction bruger desmoglein/desmocollin, som er nonklassiske cadheriner?

Desmosomer

Hvilken cytoskelet-type kobles til adherens junctions?

Aktinfilamenter

Hvilken cytoskelet-type kobles til desmosomer og hemidesmosomer?

Intermediære filamenter.

Hvad er hovedpointen med tabellen over anchoring junctions?

At alle forankringskontakter bygger på transmembrane adhæsionsproteiner, ekstracellulære ligander og intracellulære adaptorproteiner koblet til cytoskelettet.

Hvorfor kaldes integriner her en “exception to the rule”?

Fordi de ikke kun bruges til celle-matrix-adhæsion, men også kan deltage i celle-celle-adhæsion.

Hvad er et vigtigt eksempel på integrin-medieret celle-celle-adhæsion?

Når hvide blodlegemer binder til endothel under ekstravasation.

Hvad binder leukocyt-integriner som LFA-1 ofte til?

Til ICAM-molekyler på endothelceller.

Hvad binder fx VLA-4 ofte til?

Til VCAM-1 og nogle gange også fibronectin.

Hvad er pointen med, at integriner kan skifte mellem lav og høj affinitet?

At deres binding kan reguleres hurtigt, så celler går fra svag kontakt til stærk adhæsion.

Hvad aktiverer ofte integriner på leukocytter?

Kemokiner og signalering via GPCRs.

Hvad gør selectiner?

De medierer svag, transient celle-celle-adhæsion i blodbanen.

Hvad er den vigtigste funktion af selectiner i immunforsvaret?

At få leukocytter til at tethere og rulle langs endothel.

Hvilke tre selectin-typer skal du kende?

L-selectin, P-selectin og E-selectin.

Er selectin-medieret adhæsion stærk eller svag?

Svag og kortvarig.

Hvorfor er selectin-medieret rolling vigtig?

Fordi den sænker leukocyttens hastighed, så integriner bagefter kan lave stærk binding.

Hvad sker der efter selectin-medieret rolling?

Tight adhesion via integriner og derefter emigration/ekstravasation ud i vævet.

Hvad karakteriserer adhæsionsmolekyler i immunoglobulin-superfamilien?

De har én eller flere Ig-lignende domæner og medierer ofte Ca²⁺-uafhængig celle-celle-adhæsion.

Hvilke vigtige Ig-superfamilie-medlemmer nævnes her?

ICAM, VCAM og NCAM.

Hvad betyder homofil binding?

At et adhæsionsmolekyle binder til samme type molekyle på en anden celle.

Hvad betyder heterofil binding?

At et adhæsionsmolekyle binder til et andet molekyle på nabocellen.

Er NCAM typisk homofil eller heterofil?

Ofte homofil, men kan også deltage i andre interaktioner.

Hvad er hovedfunktionen af Ig-superfamilie-adhæsionsmolekyler i udvikling?

At finjustere celle-celle-interaktioner, fx under udvikling og regeneration.

Hvad er hovedpointen med ICAM og VCAM i disse slides?

At de fungerer som ligander for integriner på fx leukocytter.

Hvad er cadheriner?

Ca²⁺-afhængige celleadhæsionsmolekyler, som medierer især celle-celle-adhæsion i flercellede dyr

Hvad er hovedinddelingen af cadherin-superfamilien?

Klassiske cadheriner og nonklassiske cadheriner.

Hvad er fælles for cadheriner?

De har ekstracellulære cadherin-domæner, som bruges til binding mellem celler.

Hvad kendetegner klassiske cadheriner?

De har typisk 5 ekstracellulære cadherin-domæner og er vigtige i adherens junctions.

Hvad kendetegner nonklassiske cadheriner?

De er mere strukturelt varierede og kan være forankret i membranen på forskellige måder.

Hvordan binder cadheriner typisk mellem naboceller?

Via homofil binding, hvor samme type cadherin binder til samme type på nabocellen.

Hvad betyder homofil binding?

At to identiske eller meget lignende adhæsionsmolekyler binder til hinanden.

Hvorfor er Ca²⁺ vigtigt for cadheriner?

Ca²⁺ stabiliserer de ekstracellulære domæner, så cadherinet holdes stift og funktionelt.

Hvad sker der med cadheriner, hvis Ca²⁺ fjernes?

De bliver mere fleksible, kollapser lettere og kan ikke binde effektivt til naboceller.

Er bindingen mellem ét enkelt cadherin-par stærk eller svag?

Relativt svag.

Hvordan opnås så stærk cadherin-medieret adhæsion?

Ved mange samtidige interaktioner og dannelse af clusters.

Hvad bestemmer afstanden mellem to cellemembraner i en cadherin-kontakt?

Hvilken type cadherin der deltager i kontakten.

Hvad er hovedpointen med, at cadheriner guider udviklende væv?

At de hjælper celler med at genkende og gruppere sig med bestemte andre celler.

Hvorfor er cadheriner vigtige i embryonal udvikling?

Fordi de styrer cellsortering, vævsdannelse og etablering af korrekte cellelag.

Hvad er cell sorting i denne sammenhæng?

At celler med forskellige cadheriner eller forskelligt niveau af cadherin sorterer sig i separate grupper.

Hvad sker der, hvis to cellepopulationer udtrykker forskellige cadheriner, fx E-cadherin og N-cadherin?

De har tendens til at sortere sig fra hinanden.

Hvad sker der, hvis celler udtrykker samme cadherin, men i forskellig mængde?

Celler med højere cadherin-niveau grupperer ofte mere tæt og kan ende mere centralt.

Hvorfor er det vigtigt, at specifikke cadheriner kan dukke op og forsvinde under udvikling?

Fordi det gør det muligt for celler at skifte kontakter og reorganisere sig til nye vævsstrukturer.

Hvad illustrerer eksemplet med neuralt rør?

At ændret udtryk af forskellige cadheriner hjælper med at forme og afgrænse nye vævsdomæner.

Hvad er hovedpointen med E-cadherin og N-cadherin i udvikling?

At forskelligt cadherin-udtryk hjælper celler med at finde de rigtige naboceller og opbygge korrekt vævsarkitektur.

Hvilken type junction er klassiske cadheriner især en del af?

Adherens junctions.

Hvad kobler cadheriner til intracellulært?

Til aktincytoskelettet via cateniner.

Hvad er hovedpointen med assembly of an adherens junction?

At små cadherin-kontakter kan vokse og blive stærkere ved kobling til aktin og rekruttering af flere proteiner.

Hvad gør α-catenin?

Det forbinder cadherin-komplekset med aktinfilamenter og fungerer også som mekanosensor.

Hvad betyder det, at α-catenin er en mekanosensor?

At den ændrer konformation, når der trækkes i junctionen, så flere proteiner kan bindes og junctionen forstærkes.

Hvad gør vinculin i adherens junctions?

Det binder til udstrakt α-catenin og hjælper med at styrke koblingen til aktin.

Hvordan reagerer en adherens junction på mekanisk tension?

Den bliver ofte stærkere, fordi koblingen til cytoskelettet forstærkes.

Hvad er mechanotransduction i denne sammenhæng?

At mekaniske kræfter omsættes til ændringer i proteinbinding, struktur og signalering i junctionen.

Hvad er hovedpointen med, at et epitelark kan foldes til et rør?

At aktin og adherens junctions kan trække udvalgte områder af epitelet sammen, så vævet invaginerer og danner et rør.

Hvilken junction-type er central for foldning af epitelark?

Adherens junctions, fordi de er koblet til aktinfilamenter.

Hvordan skabes invagination af et epitelark?

Ved koordineret kontraktion af aktinbælter tæt ved cellernes apikale side.

Hvad er et adhesion belt?

Et bælte af adherens junctions og associeret aktin nær den apikale del af epitelceller.

Hvad er hovedfunktionen af adherens junctions?

At forbinde aktincytoskelettet mellem naboceller og dermed koble cellernes form og mekanik sammen.

Hvordan påvirker cadherin-cadherin-interaktioner cellevækst?

De bidrager til kontaktafhængig hæmning af cellevækst, så tætpakkede celler deler sig mindre.

Hvad betyder contact-dependent inhibition of growth?

At celler stopper eller reducerer proliferation, når de har tæt kontakt med naboceller.

Hvorfor er adherens junctions vigtige for cellepolaritet?

Fordi de hjælper med at opretholde den organiserede apikal-lateral-basal struktur i epitel.

Hvordan kan adherens junctions påvirke signalering via β-catenin?

Ved at holde β-catenin bundet i junctionen og dermed mindske dets rolle som transkriptionsregulator i kernen.

Hvad er hovedpointen med den slide om additional functions of adherens junctions?

At adherens junctions ikke kun er mekaniske koblinger, men også regulerer vækst, polaritet og signalering.

Findes adherens junctions kun i epitel?

Nej, de findes også i fx neuroner, hjertemuskel og myelin-strukturer.

Adherens junctions bruges bredt til at koble celler sammen i mange væv

Hvad er den vigtigste funktion af desmosomer?

At give væv, især epitel, mekanisk styrke.

Hvilken cytoskelet-type kobler desmosomer til?

Intermediære filamenter, fx keratin.

Hvordan adskiller desmosomer sig fra adherens junctions?

Desmosomer kobler til intermediære filamenter, mens adherens junctions kobler til aktin.

Hvilke cadheriner bruger desmosomer?

De bruger nonklassiske cadheriner, især desmoglein og desmocollin.

Hvilket adaptorprotein er vigtigt i desmosomer for kobling til intermediære filamenter?

Desmoplakin

Hvorfor er desmosomer særligt vigtige i hud?

Fordi huden udsættes for stor mekanisk belastning og derfor kræver stærk celle-celle-forankring.

Hvad er hovedpointen med sygdomseksemplet på desmosom-sliden?

At svigt i desmosom-komponenter kan føre til tab af celle-celle-adhæsion og blæredannelse i epitel.

Hvad er den vigtigste funktion af tight junctions?

At forsegle rummet mellem naboceller.

Hvad betyder det, at tight junctions danner en seal?

At de begrænser paracellulær passage mellem celler.

Hvad betyder det, at tight junctions også danner en fence?

At de hindrer fri diffusion af membranproteiner mellem apikale og basolaterale membrandomæner.

Hvorfor er tight junctions vigtige i tarmepitel?

Fordi de hjælper med at sikre retningsbestemt transport, fx optag af glukose apikal og frigivelse basalt.

Hvad betyder paracellular transport is tissue specific?

At gennemtrængeligheden mellem celler varierer mellem forskellige epiteler afhængigt af deres funktion.

Hvad er hovedpointen med tight junctions i epitel?

At de både skaber barrierefunktion og opretholder membranpolaritet.

Hvad er det vigtigste transmembrane protein i tight junctions?

Claudiner

Hvad gør claudiner funktionelt?

De danner de selektive paracellulære porer/forseglingsstrenge i tight junctions.

Hvad er rollen for occludin?

Det er også et vigtigt tight junction-protein, især for regulering af junctionens permeabilitet.

Hvad gør ZO-proteiner?

De fungerer som scaffold/adaptor-proteiner, som organiserer tight junction-komplekset intracellulært.

Hvorfor er sammensætningen af claudiner vigtig?

Fordi forskellige claudiner giver forskellig selektivitet og tæthed i forskellige væv.

Hvad er den vigtigste funktion af gap junctions?

At skabe direkte kanaler mellem nabocellers cytoplasma.

Hvilke stoffer kan typisk passere gennem gap junctions?

Små vandopløselige molekyler og ioner, fx små signalmolekyler, nukleotider og ioner.

Hvilke stoffer kan typisk ikke passere gennem gap junctions?

Store proteiner og makromolekyler.

Hvorfor siger man, at gap junctions kobler celler både elektrisk og metabolisk?

Fordi de tillader passage af både ioner og små metabolitter/signalmolekyler.

Hvad hedder de kanalbyggende proteiner i vertebrater?

Connexiner

Hvad hedder de kanalbyggende proteiner i invertebrater?

Innexiner