Basalmembranegenskaper, struktur og funksjoner

1093
Jonah Lester
Basalmembranegenskaper, struktur og funksjoner

De kjellermembran det er en ekstracellulær struktur som dekker vevet til nesten alle flercellede organismer. Den består hovedsakelig av kollageniske og ikke-kollageniske glykoproteiner.

Denne strukturen er ansvarlig for å skille epitel av et stromavæv fra et annet. Det finnes vanligvis i den basolaterale regionen av epitelvev, i endotel, i perifere regionen av axoner, i fettceller og også i muskelceller..

Bilde som illustrerer kjellermembranen i dekket av munnen
(Kilde: Wiki-minor [CC BY-SA 3.0
(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia
Commons)

Kjellermembranen består av store uoppløselige molekyler som binder seg sammen for å danne en arklignende ultrastruktur gjennom en prosess kjent som "selvmontering". Denne prosessen er drevet av forankring av forskjellige celleoverflatereseptorer..

De fleste av kroppens celler er i stand til å produsere det nødvendige materialet for strukturering av kjellermembranen, avhengig av vevet de tilhører..

Sykdommer som Alport syndrom og Knobloch syndrom er assosiert med mutasjoner i genene som koder for kollagenkjedene i kjellermembranen, og det er derfor studien av deres struktur og egenskaper har blitt populær gjennom årene..

Kompleksiteten til kjellermembranen kan ikke forstås ved elektronmikroskopi, siden denne teknikken ikke tillater skillet mellom de forskjellige kjellermembranene. For studien er det imidlertid nødvendig med mer presise karakteriseringsteknikker, for eksempel skannemikroskopi..

Artikkelindeks

  • 1 Funksjoner
  • 2 Struktur
  • 3 Montering
  • 4 funksjoner
  • 5 Referanser

Kjennetegn

Kjellermembranen er en tett, amorf struktur, som ligner et blad. Den er 50 til 100 nm tykk, bestemt ved overføringselektronmikroskopi. Studien av strukturen avgjør at den har egenskaper som ligner cellematrisen, men er forskjellig når det gjelder dens tetthet og cellulære assosiasjoner..

Avhengig av organ og vev, observeres forskjeller i sammensetningen og strukturen til kjellermembranen, og det er derfor det antas at det er et spesifikt mikromiljø avgrenset av det i hvert vev.

Spesifisiteten til hver kjellermembran kan skyldes molekylær sammensetning, og det antas at biokjemisk og molekylær variasjon gir hvert eneste vev en unik identitet..

Epitel-, endotelceller og mange mesenkymceller produserer kjellermembraner. Mye av plastisiteten til disse cellene er gitt av denne strukturen. I tillegg ser det ut til å tjene som en støtte for cellene som deltar i foringen av organene..

Struktur

En av de mest interessante egenskapene til kjellermembranen er dens evne til å montere seg selv fra komponentene som utgjør den, og etablere en lignende struktur i form av et ark..

Ulike typer kollagen, lamininproteiner, proteoglykaner, kalsiumbindende proteiner og andre strukturelle proteiner er de vanligste komponentene i kjellermembraner. Perlecan og nidogen / entactin er andre inngående proteiner i kjellermembranen..

Blant de viktigste arkitektoniske egenskapene til kjellermembraner er tilstedeværelsen av to uavhengige nettverk, ett dannet av kollagen og det andre av noen laminin-isoformer..

Kollagenettverket er sterkt tverrbundet og er komponenten som opprettholder den mekaniske stabiliteten til kjellermembranen. Kollagenet til disse membranene er unikt for dem og er kjent som type IV kollagen..

Lamininnettverkene er ikke kovalent bundet og i noen membraner blir de mer dynamiske enn kollagen IV-nettverket.

Begge nettverk er koblet sammen av nidogen / entactin-proteiner som er svært fleksible og tillater å binde, i tillegg til de to nettverkene, andre komponenter som ankerene til reseptorproteinene på celleoverflaten.

montering

Selvmontering stimuleres av koblingen mellom type IV kollagen og laminin. Disse proteinene inneholder i sin sekvens den informasjonen som er nødvendig for primærbinding, som gjør det mulig for dem å starte intermolekylær selvmontering og danne en basal struktur i form av et ark..

Celleoverflateproteiner som integriner (spesielt β1-integriner) og dystroglykaner letter initial avsetning av lamininpolymerer gjennom stedsspesifikke interaksjoner.

Type IV kollagenpolymerer assosieres med lamininpolymerer på celleoverflaten gjennom nidogen / entactin-broen. Dette stillaset gir deretter spesifikke interaksjonssteder for andre bestanddeler i kjellermembranen for å samhandle og generere en fullt funksjonell membran..

Ulike typer nidogen / entactin-kryss er identifisert i kjellermembranen og alle fremmer dannelsen av nettverk i strukturen..

Nidogen / entactin-proteinene, sammen med de to nettverkene kollagen IV og laminin, stabiliserer nettverkene og gir strukturen stivhet.

Funksjoner

Kjellermembranen er alltid i kontakt med celler, og hovedfunksjonene har å gjøre med å gi strukturell støtte, dele vev i rom og regulere celleoppførsel..

Kontinuerlige kjellermembraner fungerer som selektive molekylære filtre mellom vevsrom, det vil si at de opprettholder streng kontroll av transitt og bevegelse av celler og bioaktive molekyler i begge retninger..

Til tross for at kjellermembraner fungerer som selektive porter for å forhindre fri bevegelse av celler, ser det ut til at det er spesifikke mekanismer som tillater inflammatoriske celler og metastaserende tumorceller å krysse og nedbryte barrieren som kjellermembranen representerer..

De siste årene har det blitt gjort mye forskning på rollen som kjellermembraner som regulatorer i cellevekst og differensiering, siden kjellermembranen har reseptorer med evne til å binde seg til cytokiner og vekstfaktorer..

Disse samme reseptorene på kjellermembranen kan tjene som reservoarer for deres kontrollerte frigjøring under ombygging eller fysiologiske reparasjonsprosesser..

Kjellermembraner er viktige strukturelle og funksjonelle komponenter i alle blodkar og kapillærer, og de spiller en avgjørende rolle for å bestemme kreftprogresjon, spesielt med hensyn til metastase eller cellevandring..

En annen av funksjonene som denne strukturen oppfyller, har å gjøre med signaltransduksjon.

Skjelettmuskulaturen er for eksempel omgitt av en kjellermembran og har karakteristiske små flekker på nevromuskulære festesteder; disse lappene er ansvarlige for å sende signaler fra nervesystemet.

Referanser

  1. Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Kjellermembraner i huden: unike matriksstrukturer med forskjellige funksjoner? Histokjemi og cellebiologi, 132 (1), 1-10.
  2. LeBleu, V. S., MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). Struktur og funksjon av kjellermembraner. Eksperimentell biologi og medisin, 232 (9), 1121-1129.
  3. Martin, G. R., og Timpl, R. (1987). Laminin og andre basalmembrankomponenter. Årlig gjennomgang av cellebiologi, 3 (1), 57-85
  4. Raghu, K. (2003). Kjellermembraner: Struktur, montering og rolle i tumorangiogenese. Nat Med, 3, 442-433.
  5. Timpl, R. (1996). Makromolekylær organisering av kjellermembraner. Nåværende mening i cellebiologi, 8 (5), 618-624.
  6. Yurchenco, P. D., & Schittny, J. C. (1990). Molekylær arkitektur av kjellermembraner. FASEB Journal, 4 (6), 1577-1590.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.