De glykokalyx eller glucocalyx Det er et celletrekk som hovedsakelig består av karbohydrater som beskytter og dekker plasmamembranen til visse protozoer, noen endotelceller og mange arter av bakterier..
Dette ytre laget, veldig utsatt for hydrering, består i hovedsak av polysakkaridene som utgjør karbohydratdelene av de integrerte membranglykoproteiner, glykolipider og proteoglykaner assosiert med det ytre laget av plasmamembranen og / eller celleveggen..
Den nøyaktige sammensetningen av glucocalyx, så vel som dens struktur, avhenger av den spesifikke celletypen som vurderes, samt de fysisk-kjemiske og mekaniske forhold som cellen utsettes for på det tidspunktet den analyseres..
Glycocalyx oppfyller forskjellige funksjoner på mobilnivå, inkludert fiksering på forskjellige overflater, beskyttelse mot skadelige stoffer og forebygging mot uttørking (i bakterier), regulering av vaskulær permeabilitet og overføring av fysiske krefter til cytoskjelettet (i eukaryoter).
Artikkelindeks
Mange celler i naturen presenterer glykocalyx, men blant dem skiller prokaryoter som bakterier og eukaryoter ut som vaskulære endotelceller hos dyr med sirkulasjonssystem..
De mest relevante eksemplene blant kjente vesener er presentert nedenfor:
Prokaryoter er representert av bakterier og archaea. Begge typer encellede organismer har vanligvis komplekse konvolutter, som utfører svært viktige funksjoner når det gjelder å bevare deres integritet..
Glykokalyksen av bakterier har kanskje vært den mest studerte av prokaryoter, så det er kjent at disse cellene, avhengig av forholdene for vekst og ernæring, kan modifisere ikke bare sammensetningen, men også utseendet og / eller teksturen til glykokalyks.
Mange er artene av archaea og bakterier som presenterer glycocalyx, blant hvilke varierte funksjoner er:
- Miljøvernbarriere
- Cellestabilitet
- Mobilitet
- Overholdelse av biotiske eller abiotiske overflater
- Biofilmdannelse eller biofilmer
- Kommunikasjon med omgivelsene og med andre celler rundt
- Etablering av infeksjoner
- Unndragelse av immunforsvaret fra organismer de smitter
- Blant andre
For visse arter av bakterier er det vanlig å observere etableringen av store samfunn der glykokalyks utskilt av individuelle celler tillater dannelse av veldefinerte "lag" eller "filmer", det vil si en slags "kontinuum" av bakterier ..
Disse filmene tillater bakteriesamfunn å feste seg til faste overflater, samtidig som de beskytter cellene deri mot mange eksterne midler..
I biofilmer celler i et samfunn kan lettere kommunisere med hverandre gjennom en prosess som kalles kvorum sensing, som involverer produksjon og frigjøring av signalmolekyler til det ekstracellulære mediet som, når de når en viss konsentrasjon, kan indusere endringer i den genetiske ekspresjonen til mange celler samtidig.
Denne intercellulære kommunikasjonskapasiteten, i tillegg til evnen til å utveksle genetisk materiale, tillater utvikling av antibiotikaresistens, slik at etableringen av disse filmene kan være en stor fordel for patogene mikrober..
Et stort antall eukaryote celler skiller ut en glykocalyx rundt seg, og for mange flercellede organismer er tilstedeværelsen av dette viktig for intercellulær kommunikasjon og vedheft.
For eksempel hos mennesker og andre pattedyr spiller glykokalyks viktige roller i fordøyelsessystemet og vaskulære systemer.
Endotelceller, det vil si de som strekker den indre delen av "rørene" som danner det vaskulære systemet, opplever stadig forskjellige krefter og typer stress, som de tåler takket være produksjonen av glykokalyks, som demper de forskjellige kreftene og trykket.
På grunn av glykokalysen, som i likhet med bakterier, danner et tykt gelatinøst lag rundt plasmamembranen i endotelceller, er disse cellene i stand til å binde seg til andre som transporteres i blodet, for eksempel leukocytter. Og trombocytter, veldig viktig for koagulasjon.
Microvilli som strekker den indre delen av tynntarmen, de som er ansvarlige for absorpsjonen av næringsstoffer under fordøyelsen, skiller ut en glykokalyx rundt dem som gjør at de kan beskytte seg mot det stresset de hele tiden utsettes for i tarmmiljøet, spesielt når det gjelder tilstedeværelse av stoffer med ekstremt lav pH (syrer).
Samtidig er det bestemt at noen av enzymene som er nødvendige for nedbrytning og absorpsjon av næringsstoffer fra mat, er tilstede i glykokalyx, derav dens betydning..
Mange andre eukaryote celler skiller ut en glykocalyx rundt dem, som danner, som i bakterier, et amorf gelignende lag. Noen tilleggsfunksjoner som dette laget kan utføre inkluderer:
- Cellesignalering (ved gjenkjenning av glykosyleringsmønstre på celleoverflaten)
- Utvikling av vekstfaktor frigjøring
- Cellular beskyttelse mot eksogene stoffer eller fysiske trykk
- Tilrettelegging for cellebevegelse og forskyvning
- Celleadhesjon
- Overføring av mekaniske krefter som utøves på en celle til det indre cytoskelettet
Glycocalyx, som allerede nevnt, består av et fibernett eller nettverk som består av "tråder" av sukker og proteiner som binder seg sammen, noe som resulterer i et tykt og klebrig lag som er i stand til å hydrere i vandige omgivelser..
Derfor er de mer eller mindre generiske komponentene i dette ekstracellulære dekket hovedsakelig glykoproteiner, glykolipider og proteoglykaner, deres sammensetning når det gjelder sukker varierer betydelig mellom forskjellige celler..
Så mye at cellegjenkjenning hos mange dyr avhenger av identifiseringen av spesifikke glykosyleringsmønstre på overflaten av celler, ikke bare deres egne, men også fremmede og potensielt farlige.
I endotelceller varierer for eksempel sammensetningen av endotelceller konstant, så vel som deres tykkelse, siden den er i dynamisk likevekt med komponentene som strømmer i blodet..
Proteoglykaner er en viktig del av glykokalyksen, mange forfattere peker på dem som det viktigste "skjelettet" i dette laget.
Disse molekylene består av en proteinkjerne av variabel størrelse som variabelt antall kjeder av glykosaminoglykaner er knyttet til, sammensatt i sin tur av forskjellige typer sukker..
Proteinkjernen tillater forbindelse mellom molekylet og cellemembranen, enten ved hydrofobe transmembransegmenter eller ved tilstedeværelse av et glykosylfosfatidylinositolanker (GPI, i eukaryoter).
Blant glykosaminoglykankjedene som kan være tilstede i proteoglykaner er heparansulfat, kondroitinsulfat, dermatansulfat, keratansulfat og hyaluronsyre; alle disse inneholder en uronsyre og et heksosamin.
Glykoproteiner er også veldig rikelig molekyler i glykokalyx. De består også av proteiner "dekorert" med enkle eller forgrenede kjeder av sukker i forskjellige lengder. Noen av disse proteinene har cytoplasmatiske haler, mens andre bare har transmembrane segmenter..
Avhengig av hvilken type organisme, kan glykokalsyxen i noen celler berikes med løselige faktorer som også er tilstede i det cellulære miljøet. I vaskulært endotel kan glykocalyx for eksempel inneholde albumin, mucoider og andre oppløselige proteiner, så vel som ioner og andre små molekyler..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.