H19, cell junctions en ECM
Cellen in weefsel, hebben contact met elkaar en ook
met de ECM (extracellulaire matrix). Deze contacten
zorgen dat mechanische stress weerstaan kan
worden. Je kan stevigheid krijgen door cellen aan
elkaar te koppelen. Zo zitten epitheelcellen heel
strak aan elkaar. In het geval van bindweefsel zitten
de cellen juist helemaal niet strak aan elkaar, hier
komt de stevigheid van de ECM die gesecreteerd wordt. In 1 orgaan zie je vaak beide weefsels
voorkomen (epitheel en bindweefsel). Je ziet in de afbeelding ook basale lamina aangegeven en dat
behoort tot de ECM.
Kanker, heel veel tumoren ontstaan oorspronkelijk uit epitheelcellen die
loskomen, waardoor metastase op kan treden. Om dit mogelijk te maken,
moeten de cellen eerst loskomen, maar moeten ze ook in staat zijn om zich
door de ECM te verplaatsen. Voor het ontwikkelen van een kwaadaardige
tumor moeten cel-cel en cel-ECM contacten dus verloren gaan en moeten de
cellen in staat zijn zich door de ECM te verplaatsen.
Junctions epitheelcellen, er zijn verschillende soorten contacten te vinden
tussen (epitheel)cellen:
- Tight junctions, zijn belangrijk om een barrière te vormen tussen de
apicale en basale zijde van epitheelcellen.
- Cel-cel anchoring junctions, verbinden cytoskelet elementen van de
ene cel aan het cytoskelet van de andere cel:
o Adherens junctions, verbinden actine filamenten met elkaar.
o Desmosomen, verbinden intermediaire filamenten met elkaar.
- Gap junctions, zijn een soort kanaaltjes tussen twee cellen waar kleine moleculen door
kunnen diffunderen. Dit is niet zo belangrijk voor stevigheid, maar wel voor communicatie.
Ook zie je in de afbeelding meerdere cel
matrix contacten:
- Cel-matrix anchoring junctions,
verbinden het cytoskelet met de
ECM:
o Actin-linked cel-matrix
junctions, koppelen
actine filamenten aan de
ECM.
o Hemidesmosomen,
verankeren intermediaire
filamenten in een cel aan
de ECM.
Transmembraan
adhesie eiwitten, voor de cel-cel en cel-ECM contacten moeten transmembraan
eiwitten aanwezig zijn die de binnenkant van de cel aan iets extracellulairs
kunnen koppelen. Verder heb je vaak aan de binnenkant van de cel
koppelingseiwitten (adaptor eiwitten) die het transmembraan eiwit verbinden
met het cytoskelet. De transmembraan eiwitten zelf zullen met een ander
transmembraan eiwit binden voor de cel-cel contacten en met de ECM voor cel-
ECM contacten. Belangrijke transmembraan adhesie eiwitten zijn:
- Cadherins, zijn heel belangrijk voor cel-cel contacten. Deze heb je dus in
adhersen junctions en desmosomen. Soms moeten epitheelcellen loskomen en
, moeten deze contacten verdwijnen, bv bij apoptose van epitheel in de darm. Een ander
voorbeeld heb je in de bloedbaan waar witte cellen door de epitheellaag heen moeten om
naar ontstoken weefsel te gaan, hiervoor moeten de contacten even geopend worden. Het
zijn dus dynamische systemen.
- Integrines, vind je vooral bij de koppeling van het
cytoskelet (actine of intermediair) aan het ECM.
Cadherines, vormen een uitgebreide familie die allemaal op
de een of andere manier vastzitten aan het membraan.
Meestal gebeurt dit door een transmembraan gedeelte, maar
je ziet dat T-cadherin met een lipidestaart vastzit en dus niet
zal koppelen met het cytoskelet. Verder ziet Flamingo er ook
net wat anders uit aan en dat komt omdat deze van belang is
voor signalering en niet aan het cytoskelet koppelt. Wel
hebben alle cadherines groene bolletjes aan de buitenkant en
dat zijn cadherine repeats. Deze subunits zijn
verantwoordelijk voor de binding aan een cadherine van een
andere cel.
Cadherine expressie embryo, in de vroege ontwikkeling
speelt cadherine expressie een belangrijke rol. Hieronder zie
je de ontwikkeling van een vroege embryo. In het
begin komen er nog geen E-cadherines tot expressie,
maar bij de overgang naar het 16 cellige stadium
opeens wel. Dat is te zien doordat de cellen niet
meer losjes bij elkaar op een hoopje zitten, maar in
plaats daarvan al aan elkaar verbonden zijn. Dit
proces wordt compactie genoemd.
Calcium, speelt een belangrijke rol in de regulatie
van bindingen tussen cadherines. Wanneer de
extracellulaire concentratie Ca2+ laag is, hangt het
extracellulaire cadherine gedeelte
met cadherine repeats er maar
slap bij. Zodra de
calciumconcentratie boven 1 mM
komt, zorgt het voor rigiditeit van
cadherines waardoor ze verder de
extracellulaire ruimte in steken en
de kans groter is dat ze een ander
cadherine tegenkomen. Daarnaast
zorgt Ca2+ er ook voor dat de
interactie site in de juiste conformatie komt. Cadherines zijn dus Ca2+ afhankelijke adhesie
moleculen.
Celkweek, je kan gebruik maken van de calciumafhankelijkheid van cadherines wanneer je bezig bent
met celkweek. Zodra je plaat vol zit, wil je cellen over nieuwe plaatjes verdelen, zodat er meer bij
kunnen komen. Dit kan je bewerkstelligen door calcium uit de omgeving te
verwijderen, aangezien de cellen dan niet meer stevig aan elkaar
verbonden zullen zijn en je ze makkelijk kan scheiden. EDTA bindt calcium
en kan je dus gebruiken om de [Ca2+] te verlagen.
Klittenband principe, de binding tussen 2 cadherines is vrij zwak, maar toch
zorgen cadherines voor stevigheid tussen cellen. Dat komt doordat vele
cadherine moleculen samenwerken als een soort klittenband dat cellen bij
elkaar houdt. Dit is heel dynamisch.
Cellen in weefsel, hebben contact met elkaar en ook
met de ECM (extracellulaire matrix). Deze contacten
zorgen dat mechanische stress weerstaan kan
worden. Je kan stevigheid krijgen door cellen aan
elkaar te koppelen. Zo zitten epitheelcellen heel
strak aan elkaar. In het geval van bindweefsel zitten
de cellen juist helemaal niet strak aan elkaar, hier
komt de stevigheid van de ECM die gesecreteerd wordt. In 1 orgaan zie je vaak beide weefsels
voorkomen (epitheel en bindweefsel). Je ziet in de afbeelding ook basale lamina aangegeven en dat
behoort tot de ECM.
Kanker, heel veel tumoren ontstaan oorspronkelijk uit epitheelcellen die
loskomen, waardoor metastase op kan treden. Om dit mogelijk te maken,
moeten de cellen eerst loskomen, maar moeten ze ook in staat zijn om zich
door de ECM te verplaatsen. Voor het ontwikkelen van een kwaadaardige
tumor moeten cel-cel en cel-ECM contacten dus verloren gaan en moeten de
cellen in staat zijn zich door de ECM te verplaatsen.
Junctions epitheelcellen, er zijn verschillende soorten contacten te vinden
tussen (epitheel)cellen:
- Tight junctions, zijn belangrijk om een barrière te vormen tussen de
apicale en basale zijde van epitheelcellen.
- Cel-cel anchoring junctions, verbinden cytoskelet elementen van de
ene cel aan het cytoskelet van de andere cel:
o Adherens junctions, verbinden actine filamenten met elkaar.
o Desmosomen, verbinden intermediaire filamenten met elkaar.
- Gap junctions, zijn een soort kanaaltjes tussen twee cellen waar kleine moleculen door
kunnen diffunderen. Dit is niet zo belangrijk voor stevigheid, maar wel voor communicatie.
Ook zie je in de afbeelding meerdere cel
matrix contacten:
- Cel-matrix anchoring junctions,
verbinden het cytoskelet met de
ECM:
o Actin-linked cel-matrix
junctions, koppelen
actine filamenten aan de
ECM.
o Hemidesmosomen,
verankeren intermediaire
filamenten in een cel aan
de ECM.
Transmembraan
adhesie eiwitten, voor de cel-cel en cel-ECM contacten moeten transmembraan
eiwitten aanwezig zijn die de binnenkant van de cel aan iets extracellulairs
kunnen koppelen. Verder heb je vaak aan de binnenkant van de cel
koppelingseiwitten (adaptor eiwitten) die het transmembraan eiwit verbinden
met het cytoskelet. De transmembraan eiwitten zelf zullen met een ander
transmembraan eiwit binden voor de cel-cel contacten en met de ECM voor cel-
ECM contacten. Belangrijke transmembraan adhesie eiwitten zijn:
- Cadherins, zijn heel belangrijk voor cel-cel contacten. Deze heb je dus in
adhersen junctions en desmosomen. Soms moeten epitheelcellen loskomen en
, moeten deze contacten verdwijnen, bv bij apoptose van epitheel in de darm. Een ander
voorbeeld heb je in de bloedbaan waar witte cellen door de epitheellaag heen moeten om
naar ontstoken weefsel te gaan, hiervoor moeten de contacten even geopend worden. Het
zijn dus dynamische systemen.
- Integrines, vind je vooral bij de koppeling van het
cytoskelet (actine of intermediair) aan het ECM.
Cadherines, vormen een uitgebreide familie die allemaal op
de een of andere manier vastzitten aan het membraan.
Meestal gebeurt dit door een transmembraan gedeelte, maar
je ziet dat T-cadherin met een lipidestaart vastzit en dus niet
zal koppelen met het cytoskelet. Verder ziet Flamingo er ook
net wat anders uit aan en dat komt omdat deze van belang is
voor signalering en niet aan het cytoskelet koppelt. Wel
hebben alle cadherines groene bolletjes aan de buitenkant en
dat zijn cadherine repeats. Deze subunits zijn
verantwoordelijk voor de binding aan een cadherine van een
andere cel.
Cadherine expressie embryo, in de vroege ontwikkeling
speelt cadherine expressie een belangrijke rol. Hieronder zie
je de ontwikkeling van een vroege embryo. In het
begin komen er nog geen E-cadherines tot expressie,
maar bij de overgang naar het 16 cellige stadium
opeens wel. Dat is te zien doordat de cellen niet
meer losjes bij elkaar op een hoopje zitten, maar in
plaats daarvan al aan elkaar verbonden zijn. Dit
proces wordt compactie genoemd.
Calcium, speelt een belangrijke rol in de regulatie
van bindingen tussen cadherines. Wanneer de
extracellulaire concentratie Ca2+ laag is, hangt het
extracellulaire cadherine gedeelte
met cadherine repeats er maar
slap bij. Zodra de
calciumconcentratie boven 1 mM
komt, zorgt het voor rigiditeit van
cadherines waardoor ze verder de
extracellulaire ruimte in steken en
de kans groter is dat ze een ander
cadherine tegenkomen. Daarnaast
zorgt Ca2+ er ook voor dat de
interactie site in de juiste conformatie komt. Cadherines zijn dus Ca2+ afhankelijke adhesie
moleculen.
Celkweek, je kan gebruik maken van de calciumafhankelijkheid van cadherines wanneer je bezig bent
met celkweek. Zodra je plaat vol zit, wil je cellen over nieuwe plaatjes verdelen, zodat er meer bij
kunnen komen. Dit kan je bewerkstelligen door calcium uit de omgeving te
verwijderen, aangezien de cellen dan niet meer stevig aan elkaar
verbonden zullen zijn en je ze makkelijk kan scheiden. EDTA bindt calcium
en kan je dus gebruiken om de [Ca2+] te verlagen.
Klittenband principe, de binding tussen 2 cadherines is vrij zwak, maar toch
zorgen cadherines voor stevigheid tussen cellen. Dat komt doordat vele
cadherine moleculen samenwerken als een soort klittenband dat cellen bij
elkaar houdt. Dit is heel dynamisch.
