Десмосомы и адгезионные контакты

Десмосомы и адгезионные контакты являются основными якорными соединениями, которые механически удерживают клетки вместе. Оба типа контактов построены на адгезионных белках кадгеринах, но они связаны с различными цитоскелетными системами: адгезионные контакты соединяются с сетью актиновых филаментов, тогда как десмосомы закрепляют промежуточные филаменты, что в совокупности придает тканям прочность, необходимую для сопротивления растяжению и сдвигу.

Definition

Адгезионные контакты и десмосомы — это якорные клеточные соединения, в которых адгезионные белки семейства кадгеринов связывают клетки вместе и, через белки цитоплазматической бляшки, соединяются с цитоскелетом: классические кадгерины и катенины связывают адгезионные контакты с актиновыми филаментами, тогда как десмосомальные кадгерины и плакины связывают десмосомы с промежуточными филаментами.

Scope

Данная тема охватывает два кадгерин-зависимых якорных контакта — адгезионный контакт (zonula adherens) и десмосому (macula adherens) — включая их адгезионные белки, белки цитоплазматической бляшки, которые связывают их с цитоскелетом, и их контрастные связи с актиновыми и промежуточными филаментами. Материал представлен в качестве справочной и образовательной информации, а не клинического руководства.

Key concepts

• Якорные контакты
• Адгезионный контакт (zonula adherens)
• Десмосома (macula adherens)
• Классические кадгерины и катенины
• Десмосомальные кадгерины (десмоглеины, десмоколлины)
• Белки бляшки (плакоглобин, плакофилин, десмоплакин)
• Закрепление актиновых филаментов против промежуточных филаментов

Mechanisms

Оба типа контактов используют кальций-зависимые кадгерины, внеклеточные домены которых опосредуют адгезию между клетками, а цитоплазматические хвосты рекрутируют белки бляшки, которые связываются с цитоскелетом. В адгезионном контакте классические кадгерины (такие как E-кадгерин) связывают бета-катенин и p120-катенин и через альфа-катенин соединяются с сетью актиновых филаментов, образуя непрерывный адгезионный пояс вблизи апикального полюса. В десмосоме десмосомальные кадгерины (десмоглеины и десмоколлины) взаимодействуют с белками бляшки — плакоглобином, плакофилином и десмоплакином — которые закрепляют промежуточные филаменты, образуя точечные «заклепки», распределяющие механическое напряжение по ткани. Такое разделение труда означает, что адгезионные контакты и десмосомы дополняют друг друга: первые являются сократимыми и динамичными, вторые обеспечивают прочное, несущее нагрузку прикрепление.

Clinical relevance

Поскольку десмосомы и адгезионные контакты обеспечивают механическую когезию эпителия и сердечной мышцы, их компоненты изучаются в контексте целостности тканей. Данная статья представляет структуру и механизм для справки и образования и не является основанием для диагностики или лечения.

History

Десмосомы и промежуточный (адгезионный) контакт были морфологически определены Фаркуаром и Паладе (1963) как отдельные элементы эпителиального соединительного комплекса. Идентификация кадгеринов Такеичи и его коллегами, а также последующее изучение катенинов и белков бляшки позднее установили, что оба типа контактов являются кадгерин-зависимыми адгезионными системами, различающимися главным образом по своим цитоскелетным партнерам.

Key figures

• Masatoshi Takeichi
• Barry Gumbiner
• William Weis
• Andrew Kowalczyk
• Marilyn Farquhar

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• yap-1997
• meng-takeichi-2009
• delva-2009

Frequently asked questions

Чем десмосомы отличаются от адгезионных контактов?

Оба типа являются кадгерин-зависимыми якорными контактами, но адгезионные контакты соединяются с сетью актиновых филаментов и часто образуют непрерывный пояс, тогда как десмосомы используют специализированные десмосомальные кадгерины и белки бляшки для закрепления промежуточных филаментов в точечных участках.

Какую роль играет кальций в этих контактах?

Кадгерины, опосредующие адгезию в обоих типах контактов, являются кальций-зависимыми; связывание кальция придает жесткость их внеклеточным доменам и необходимо для их связывания с партнерскими кадгеринами на соседних клетках.