Moleculaire Biologie van de Cel Evelien Floor
Junctions, Polariteit en ECM
Cellen in weefsels hebben contact met elkaar en met de extracellulaire matrix. Dit zorgt voor
stevigheid, het functioneren van weefsels en signaaltransductie. Stevigheid wordt bereikt door
epitheelweefsel en bindweefsel. Epitheelweefsel krijgt stevigheid doordat de cellen aan elkaar
gekoppeld zitten met junctions. Bindweefsel bestaat uit enkele fibroblasten en veel ECM. Fibroblasten
secreteren allerlei eiwitten die ervoor zorgen dat het bindweefsel stevig is.
Junctions
In epitheliale cellen bevinden zich verschillende soorten junctions:
• Tight junctions (occluding junctions)
• Cel-cel anchoring junctions
o Adherens junctions
o Desmosomen
• Channel forming junctions
o Gap junctions
• Cel-matrix anchoring junctions
o Hemidesmosomen
o Actine-linked cel-matrix junctions
Gap junctions vormen kanaaltjes binnen weefsels die het cytoplasma van cellen verbinden. Gap
junctions zorgen voor uitwisseling van moleculen en verbinden cellen elektrisch (hartspier). Ze bestaan
uit twee multimeren van twee cellen, zo’n multimeer bestaat uit een zestal connexins, samen vormt
dit een connexon. De aminozuren aan de binnenkant van de gap junctions zijn hydrofiel, kleine
wateroplosbare moleculen kunnen hierdoorheen.
Desmosomen doen hetzelfde als adherens junctions maar dan voor de intermediaire filamenten.
Desmosomen zorgen voor een verbinding tussen cellen. Hemidesmosomen gaan interactie aan met
de basale lamina.
Er zijn twee families van transmembraaneiwitten die betrokken zijn bij de interactie tussen de cellen
en het ECM: cadherines en integrines. Cadherines zijn verantwoordelijk voor de adhesie tussen cellen.
Het bevindt zich in adherens junctions en desmosomen. Integrines zijn verantwoordelijk voor de
adhesie met de extracellulaire matrix. Het bevindt zich in actine-linked junctions en hemidesmosomen.
1
, Moleculaire Biologie van de Cel Evelien Floor
Cadherine
Aan de extracellulaire kant bevinden zich de cadherine subunits,
deze zijn verantwoordelijk voor het aan elkaar koppelen van twee
cellen. Cadherines zijn Ca2+ afhankelijke adhesie moleculen.
Wanneer het niet functioneel is zitten de subunits los van elkaar
waardoor er geen interactie plaats kan vinden. In de aanwezigheid
van Ca2+ zal dit binden aan cadherine waardoor de structuur starrer
wordt. Er is dan mogelijkheid tot interactie tussen twee cadherine
moleculen. EDTA vangt Ca2+ weg waardoor de cellen van elkaar
loslaten.
Homotypische binding van cadherines zorgt voor adhesie. De N-
termini van twee cadherines van twee verschillende cellen kunnen
interacteren. Dit is echter niet een hele sterke interactie. Door vele
cadherine interacties wordt dit wel sterk genoeg. Vele moleculen
werken samen als een klittenband die cellen bij elkaar houdt
(dynamisch).
Daarnaast is het van belang dat twee dezelfde soorten cadherines
interactie met elkaar aangaan. Cellen die dezelfde soort cadherine
tot expressie brengen zullen elkaar opzoeken. De interactie is erg
specifiek. Bij variatie in de hoeveelheid cadherine dat tot expressie wordt gebracht is een verschil te
zien in adhesie. Cellen met een hoog E-cadherine gehalte komen aan de binnenkant te liggen en cellen
met een laag E-cadherine gehalte komen aan de buitenkant te liggen.
Tijdens de embryonale ontwikkeling spelen cadherines een grote rol, er vindt verandering in cadherine
expressie plaats. De overgang van epitheliaal naar mesenchymaal (EMT) is nodig voor migratie van
cellen en gaat samen met het verlies van E-cadherine. EMT overgang vindt ook plaats in kanker. De
meeste tumoren bestaan uit epitheelcellen maar zijn dan nog benigne. E-cadherines die verloren gaan
in kankerweefsel spelen een rol bij metastase. Cellen raken dan los uit het epitheel waardoor deze in
het lichaam kunnen migreren.
Intracellulair zitten cadherines gebonden aan
adapter eiwitten die zorgen voor de binding
aan actine of intermediaire filamenten.
Vinculine bepaalt hoeveel actine aan
cadherine kan binden. In afwezigheid van
mechanische stress zit -catenine in een
gevouwen toestand. Als er veel mechanische
stress aanwezig is door bijvoorbeeld
interactie met een cadherine, dan wordt -
catenine gestrekt. Er komen bindingsplekken
voor vinculine vrij waardoor grotere bundels
actine onder cadherine ontstaan. Dit zorgt
voor meer stevigheid.
Vrij hoog in het epitheel bevinden zich
cadherines die adhesion belts vormen. Er
ontstaan bundels van actine. Dit stelt cellen in
staat om samen te werken. Als deze adhesion
belt samentrekt kan een insnoering ontstaan.
Als er tegelijkertijd verandering optreedt in
cadherine expressie ontstaat een epitheliale buis.
2
Junctions, Polariteit en ECM
Cellen in weefsels hebben contact met elkaar en met de extracellulaire matrix. Dit zorgt voor
stevigheid, het functioneren van weefsels en signaaltransductie. Stevigheid wordt bereikt door
epitheelweefsel en bindweefsel. Epitheelweefsel krijgt stevigheid doordat de cellen aan elkaar
gekoppeld zitten met junctions. Bindweefsel bestaat uit enkele fibroblasten en veel ECM. Fibroblasten
secreteren allerlei eiwitten die ervoor zorgen dat het bindweefsel stevig is.
Junctions
In epitheliale cellen bevinden zich verschillende soorten junctions:
• Tight junctions (occluding junctions)
• Cel-cel anchoring junctions
o Adherens junctions
o Desmosomen
• Channel forming junctions
o Gap junctions
• Cel-matrix anchoring junctions
o Hemidesmosomen
o Actine-linked cel-matrix junctions
Gap junctions vormen kanaaltjes binnen weefsels die het cytoplasma van cellen verbinden. Gap
junctions zorgen voor uitwisseling van moleculen en verbinden cellen elektrisch (hartspier). Ze bestaan
uit twee multimeren van twee cellen, zo’n multimeer bestaat uit een zestal connexins, samen vormt
dit een connexon. De aminozuren aan de binnenkant van de gap junctions zijn hydrofiel, kleine
wateroplosbare moleculen kunnen hierdoorheen.
Desmosomen doen hetzelfde als adherens junctions maar dan voor de intermediaire filamenten.
Desmosomen zorgen voor een verbinding tussen cellen. Hemidesmosomen gaan interactie aan met
de basale lamina.
Er zijn twee families van transmembraaneiwitten die betrokken zijn bij de interactie tussen de cellen
en het ECM: cadherines en integrines. Cadherines zijn verantwoordelijk voor de adhesie tussen cellen.
Het bevindt zich in adherens junctions en desmosomen. Integrines zijn verantwoordelijk voor de
adhesie met de extracellulaire matrix. Het bevindt zich in actine-linked junctions en hemidesmosomen.
1
, Moleculaire Biologie van de Cel Evelien Floor
Cadherine
Aan de extracellulaire kant bevinden zich de cadherine subunits,
deze zijn verantwoordelijk voor het aan elkaar koppelen van twee
cellen. Cadherines zijn Ca2+ afhankelijke adhesie moleculen.
Wanneer het niet functioneel is zitten de subunits los van elkaar
waardoor er geen interactie plaats kan vinden. In de aanwezigheid
van Ca2+ zal dit binden aan cadherine waardoor de structuur starrer
wordt. Er is dan mogelijkheid tot interactie tussen twee cadherine
moleculen. EDTA vangt Ca2+ weg waardoor de cellen van elkaar
loslaten.
Homotypische binding van cadherines zorgt voor adhesie. De N-
termini van twee cadherines van twee verschillende cellen kunnen
interacteren. Dit is echter niet een hele sterke interactie. Door vele
cadherine interacties wordt dit wel sterk genoeg. Vele moleculen
werken samen als een klittenband die cellen bij elkaar houdt
(dynamisch).
Daarnaast is het van belang dat twee dezelfde soorten cadherines
interactie met elkaar aangaan. Cellen die dezelfde soort cadherine
tot expressie brengen zullen elkaar opzoeken. De interactie is erg
specifiek. Bij variatie in de hoeveelheid cadherine dat tot expressie wordt gebracht is een verschil te
zien in adhesie. Cellen met een hoog E-cadherine gehalte komen aan de binnenkant te liggen en cellen
met een laag E-cadherine gehalte komen aan de buitenkant te liggen.
Tijdens de embryonale ontwikkeling spelen cadherines een grote rol, er vindt verandering in cadherine
expressie plaats. De overgang van epitheliaal naar mesenchymaal (EMT) is nodig voor migratie van
cellen en gaat samen met het verlies van E-cadherine. EMT overgang vindt ook plaats in kanker. De
meeste tumoren bestaan uit epitheelcellen maar zijn dan nog benigne. E-cadherines die verloren gaan
in kankerweefsel spelen een rol bij metastase. Cellen raken dan los uit het epitheel waardoor deze in
het lichaam kunnen migreren.
Intracellulair zitten cadherines gebonden aan
adapter eiwitten die zorgen voor de binding
aan actine of intermediaire filamenten.
Vinculine bepaalt hoeveel actine aan
cadherine kan binden. In afwezigheid van
mechanische stress zit -catenine in een
gevouwen toestand. Als er veel mechanische
stress aanwezig is door bijvoorbeeld
interactie met een cadherine, dan wordt -
catenine gestrekt. Er komen bindingsplekken
voor vinculine vrij waardoor grotere bundels
actine onder cadherine ontstaan. Dit zorgt
voor meer stevigheid.
Vrij hoog in het epitheel bevinden zich
cadherines die adhesion belts vormen. Er
ontstaan bundels van actine. Dit stelt cellen in
staat om samen te werken. Als deze adhesion
belt samentrekt kan een insnoering ontstaan.
Als er tegelijkertijd verandering optreedt in
cadherine expressie ontstaat een epitheliale buis.
2
