HÜCRE KAVŞAKLARI: TÜRLERI VE ÖZELLIKLERI - BIYOLOJI - 2025

Hücre birleşme bitişik hücreler arasında veya bir hücre ile matris arasında sitoplazmik membran arasındaki temas köprülerdir. Bağlantılar, epitel, kas ve sinir hücreleri arasındaki mevcut bağlantıları vurgulayarak incelenen doku türüne bağlıdır.

Hücrelerde aralarındaki yapışma ile ilgili moleküller bulunur. Ancak dokulardaki bağın stabilitesini artıran ek elementlere ihtiyaç vardır. Bu, hücre kavşaklarıyla gerçekleştirilir.

Ana hücre bağlantı türleri.
Kaynak: Boumphreyfr, Wikimedia Commons'tan

Kavşaklar simetrik kavşaklar (sıkı kavşaklar, kemer desmozomları ve yarık kavşaklar) ve asimetrik kavşaklar (hemidesmozomlar) olarak sınıflandırılır.

Sıkı kavşaklar, kuşak desmozomları, nokta desmozomları ve hemidesmozomlar, ankraj yapılmasına izin veren kavşaklardır; yarık kavşakları, komşu hücreler arasında kavşak köprüleri gibi davranarak, sitoplazmalar arasında çözünen maddelerin değişimine izin verir.

Çözünen maddelerin, suyun ve iyonların hareketi, tek tek hücresel bileşenler arasında ve arasında gerçekleşir. Bu nedenle, bir dizi kanal ve taşıyıcı tarafından kontrol edilen hücre içi yol vardır. Hücreler arasındaki temaslarla yani hücre bağlantılarıyla düzenlenen paraselüler yolun aksine.

Bitkilerde, plasmodesmata adı verilen, yarık bağlantılarına benzeyen hücre bağlantılarını buluruz. Yapı olarak farklılık gösterse de işlev aynıdır.

Tıbbi bir bakış açısına göre, hücre bağlantılarındaki bazı eksiklikler, epitel bariyerinin hasar görmesinden kaynaklanan kazanılmış veya kalıtsal hastalıklara dönüşür.

karakteristikleri

Canlı organizmalar, hücre adı verilen farklı ve çeşitli yapılardan oluşur. Bunlar, onları hücre dışı ortamdan ayıran bir plazma zarı ile sınırlandırılmıştır.

Ancak canlıların bileşenleri olmalarına rağmen birbirlerinden izole olmadıkları için tuğlaya benzemezler.

Hücreler, birbirleriyle ve hücre dışı ortamla iletişim halinde olan unsurlardır. Bu nedenle, hücrelerin zar sağlam kalırken doku oluşturması ve iletişim kurması için bir yol olmalıdır.

Epitelde bulunan hücre bağlantılarının varlığı sayesinde bu problem çözülebilir. Bu bağlantılar iki bitişik hücre arasında oluşturulur ve her birinin işlevine göre simetrik ve asimetrik bağlantılar olarak sınıflandırılır.

Hemidesmozomlar asimetrik sendikalara, dar sendikalara, kuşak desmozomlarına, desmozomlara ve simetrik sendikalara yarık birleşimlere aittir. Aşağıda her bir eklemi ayrıntılı olarak açıklayacağız.

Türleri

-Sıkı kavşaklar

Bağırsak epitel hücrelerinin şeması ve seçici geçirgenlik yolları. Wikimedia Commons'tan White Whale

Literatürde tıkayıcı bağlantılar olarak da bilinen sıkı bağlantılar, "sıkı bağlantı" adından da anlaşılacağı gibi yakından bağlantılı olan komşu hücrelerin hücre zarlarındaki sektörlerdir.

Ortalama koşullar altında hücreler, 10-20 nm'lik bir mesafe ile ayrılır. Bununla birlikte, sıkı bağlantı durumunda, bu mesafe önemli ölçüde azalır ve her iki hücrenin zarları dokunmaya ve hatta birleşmeye neden olur.

Apikal yüzeylerinden minimum mesafede komşu hücrelerin yan duvarları arasında tipik bir sıkı bağlantı yer almaktadır.

Epitel dokusunda, tüm hücreler bir arada kalmak için bu tür bağlantılar oluşturur. Bu etkileşimde hücreler, bir halkayı andıran bir modelde bulunur. Bu sendikalar tüm çevreyi kapsıyor.

Sıkı bağlantılarla ilgili proteinler

Ocludina ve Claudina

Sıkı temas bölgeleri hücrenin tüm yüzeyini çevrelemektedir. Bu bölgeler, okludin ve klaudin olarak bilinen transmembran proteinlerinin anastomozlu temas şeritlerini oluşturur. Anastomoz terimi, belirli anatomik unsurların birleşimini ifade eder.

Bu iki protein, tetraespaninler grubuna aittir. Dört transmembran alanına, iki dış döngüye ve iki nispeten kısa sitoplazmik kuyruğa sahip olmaları ile karakterize edilirler.

Okludin'in, zonül okludin adı verilen ve ZO olarak kısaltılan diğer dört protein molekülü ile etkileşime girdiği gösterilmiştir. Bu son grup, ZO 1, ZO 2, ZO 3 ve afadin proteinlerini içerir.

Claudin, kendi payına, sıkı bağlantılarda bir dizi doğrusal fibril oluşturan 16 proteinden oluşan bir ailedir ve bu bağlantının, parasellüler yolda bir "bariyer" rolü üstlenmesini sağlar.

Nektinler ve REÇEL

Nektinler ve bağlantı yapışma molekülleri (kısaca JAM'ler) da sıkı bağlantılarda görünür. Bu iki molekül, hücre içi boşlukta homodimerler olarak bulunur.

Nektinler, afadin proteini aracılığıyla aktin filamanlarına bağlanır. Kemirgenlerde afadini kodlayan genin silinmesi embriyonun ölümüne yol açtığı için ikincisi hayati önem taşıyor gibi görünüyor.

Sıkı bağlantıların özellikleri

Hücreler arasındaki bu tür bir bağlantı, iki temel işlevi yerine getirir. Birincisi, epiteldeki hücrelerin polaritesini belirlemek, apikal alanı bazolateral alandan ayırmak ve lipidlerin, proteinlerin ve diğer biyomoleküllerin gereksiz difüzyonunun gerçekleşmesini önlemektir.

Tanımda da bahsettiğimiz gibi epitel hücreleri bir halka şeklinde gruplanmıştır. Bu yapı, hücrenin apikal yüzeyini, alanlar arasındaki farklılaşmayı oluşturan yanal ve bazal olanlardan ayırır.

Bu ayrılma, epitel fizyolojisi çalışmasında en önemli kavramlardan biri olarak kabul edilir.

İkincisi, sıkı bağlantılar, maddelerin epitel hücre katmanından serbest geçişini engelleyerek, parasellüler yola bir engel oluşturur.

- Yarık veya boşluktaki sendikalar

Bitişik hücrelerdeki boşluk bağlantılarının yapısı ve konumu. Mariana Ruiz LadyofHats'ın bir resmine dayanarak Kalpo tarafından çevrildi. , Wikimedia Commons aracılığıyla

Boşluk bağlantıları, komşu hücreler arasında sınırlayıcı sitoplazmik membrandan yoksun bölgelerde bulunur. Yarık bir bağlantıda, hücrelerin sitoplazmaları bağlanır ve küçük moleküllerin geçişinin gerçekleşebileceği fiziksel bir bağlantı oluşturulur.

Bu kavşaklar sınıfı, hemen hemen tüm epitellerde ve oldukça çeşitli amaçlara hizmet ettikleri diğer doku türlerinde bulunur.

Örneğin, çeşitli dokulardaki yarık bağlantıları, nörotransmiter dopaminde olduğu gibi hücre dışı sinyallere yanıt olarak açılabilir veya kapanabilir. Bu molekülün varlığı, artan ışık yoğunluğuna yanıt olarak retinadaki bir nöron sınıfı arasındaki iletişimi azaltır.

Yarık bağlantılarında yer alan proteinler

Yarık eklemleri, connexins adı verilen proteinlerden oluşur. Böylece, altı connexin monomerinin birleşmesiyle bir "connexon" elde edilir. Bu yapı, sitoplazmik zarı geçerken bulunan içi boş bir silindirdir.

Konneksonlar, bitişik hücrelerin sitoplazmaları arasında bir kanal oluşturulacak şekilde düzenlenir. Ayrıca, connexons bir araya gelme ve bir tür plaka oluşturma eğilimindedir.

Boşluk bağlantılarının fonksiyonları

Bu bağlantıların oluşması sayesinde bazı moleküllerin komşu hücreler arasında hareketi gerçekleşebilir. Taşınacak molekülün boyutu belirleyicidir, optimum çap, kalsiyum iyonları ve siklik adenozin monofosfat gibi 1.2'dir.

Spesifik olarak, bir hücre sitoplazmasından bitişik sitoplazmaya aktarılabilen inorganik iyonlar ve suda çözünür moleküllerdir.

Kalsiyum konsantrasyonları bu kanalda çok önemli bir rol oynar. Kalsiyum konsantrasyonu arttığında, eksenel kanallar kapanma eğilimindedir.

Bu şekilde, yarık eklemleri, elektriksel uyarıları iletmekten sorumlu olan kalbin kas hücrelerinde meydana geldiği gibi, hücreler arasındaki elektriksel ve kimyasal bağlantı sürecine aktif olarak katılır.

- Ankraj veya yapıştırma bağlantıları

Sıkı derzlerin altında ankraj bağlantılarını buluruz. Genellikle bunlar epitelin apikal yüzeyinin yakınında bulunur. Bu grupta, üç ana grubu ayırt edebiliriz: zonula yapışır veya kemer dezmozomu, maküla yapışık veya noktasal desmozom ve desmozom.

Bu tür bir bağlantı noktasında, zonüller ve yapışkan maküller ile birleştirilen bitişik hücre zarları, dar bağlantılarda var olan minimum alana kıyasla nispeten geniş bir hücre mesafesi ile ayrılır.

Hücreler arası boşluk, desmoplakin, plakoglobin ve placophilin adı verilen diğer proteinleri sunan sitoplazmik plaklara bağlı kadherinler, desmogleinler ve desmokolin ailesine ait proteinler tarafından işgal edilir.

Ankraj bağlantılarının sınıflandırılması

Zonula yapışır

Sıkı bağlantılarda olduğu gibi, ankraj bağlantılarında da bir halka veya kayış şeklindeki düzenleme modelini gözlemliyoruz. Zonula adherensleri, iki proteinin etkileşimi yoluyla aktin mikrofilmleri ile ilişkilidir: kadherinler ve kateninler.

Makula yapışır

Bazı durumlarda, bu yapı basitçe bir desmozom olarak bilinir, keratinden oluşan ara liflerle ilişkili noktasal bir birleşimdir. Bu bağlamda bu keratin yapılarına "tonofilimanetos" adı verilir. Filamentler epitel hücrelerinde noktadan noktaya uzanır.

Nokta desmozomları

Bunlar epitel hücrelerine güç ve sertlik sağlar. Bu nedenle, ana işlevinin bitişik hücrelerin güçlendirilmesi ve stabilizasyonu ile ilgili olduğuna inanılmaktadır.

Desmozomlar, ayrı küçük noktalara benzedikleri ve sürekli bantlara benzemedikleri için bir tür perçin veya kaynağa benzetilebilir.

Bu tür bir bağlantı, kalp kasındaki kardiyositlerle birleşen interkale disklerde ve beyin ile omuriliğin dış yüzeyini kaplayan meninkslerde buluruz.

-Hemidesmozomlar

Miguelferig, Wikimedia Commons'tan

Hemidesmozomlar asimetrik kavşaklar kategorisine girer. Bu yapı, epitel hücresinin bazal alanını alttaki bazal laminayla sabitleme işlevine sahiptir.

Hemidesmozom terimi kullanılır çünkü bu yapı kelimenin tam anlamıyla "yarı" desmozom olarak görünür. Bununla birlikte, biyokimyasal bileşimleri açısından her iki birlik tamamen farklıdır.

Hemidesmozomun işlevi hücreyi bazal laminayla birleştirmek iken desmozomların bir komşu hücreyi diğerine yapıştırmaktan sorumlu olduğunu açıklığa kavuşturmak önemlidir.

Makula adherensinden veya desmozomdan farklı olarak, hemidesmozomlar, aşağıdakilerden oluşan farklı bir yapıya sahiptir: ara filamentlerle ilişkili bir sitoplazmik lamina ve hemidesmozomu bazal laminayla birleştirmekten sorumlu olan bir dış membran plakası, çapa filamenti.

Hemidesmozomların işlevlerinden biri, bazal laminanın bileşenlerine bağlanan ara hücre iskeleti liflerinin varlığı sayesinde epitel dokularının genel stabilitesini arttırmaktır.

Bitkilerde hücre bağlantıları

Bitki krallığı, yarık bağlantılarını anımsatan işlevsel bir muadili dışında, yukarıda açıklanan hücre bağlantılarının çoğundan yoksundur.

Bitkilerde, bitişik hücrelerin sitoplazmaları, plasmodesmata adı verilen yollar veya kanallarla bağlanır.

Bu yapı, bir bitki hücresinden diğerine bir süreklilik yaratır. Yapısal olarak yarık bağlantı noktalarından farklı olmalarına rağmen, çok benzer rollere sahiptirler ve küçük iyonların ve moleküllerin geçişine izin verirler.

Tıbbi bakış açısı

Tıbbi açıdan bakıldığında, hücre kavşakları önemli bir konudur. Bağlantılarda yer alan proteinleri kodlayan genlerdeki mutasyonların klinik patolojilere dönüştüğü bulunmuştur.

Örneğin, gende belirli bir klaudini (sıkı kavşaklardaki etkileşime aracılık eden proteinlerden biri) kodlayan belirli bir mutasyon varsa, insanlarda nadir bir hastalığa neden olur.

Bu renal magnezyum kaybı sendromudur ve semptomlar düşük magnezyum ve nöbetleri içerir.

Ayrıca, nektin 1 proteinini kodlayan gendeki bir mutasyonun yarık dudak sendromundan sorumlu olduğu bulunmuştur. Bu durum, yenidoğanlarda en sık görülen malformasyonlardan biri olarak kabul edilir.

Nektin 1 genindeki mutasyonlar, insan derisini, saçını, tırnaklarını ve dişlerini etkileyen ektodermal displazi adı verilen başka bir durumla da ilişkilendirilmiştir.

Pemfigus foliaceus, epidermisin kohezyonunu sürdürmekten sorumlu anahtar bir unsur olan desmoglein 1'e karşı otoantikorlar tarafından belirlenen kabarcıklı bir deri hastalığıdır.

Referanslar

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). Temel hücre biyolojisi. Garland Bilimi.
2. Cooper, GM ve Hausman, RE (2000). Hücre: Moleküler yaklaşım. Sinauer Associates.
3. Curtis, H. ve Barnes, NS (1994). Biyolojiye davet. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. ve Anderson, M. (2004). Hayvan fizyolojisi. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Hücre ve moleküler biyoloji: kavramlar ve deneyler. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, A. ve Tres, L. (2016). Histoloji ve hücre biyolojisi: patolojiye giriş. Elsevier Brezilya.
7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Moleküler hücre biyolojisi. Macmillan.
8. Voet, D. ve Voet, JG (2006). Biyokimya. Panamerican Medical Ed.