v interakcích juxtakrinu interagují proteiny z indukující buňky s receptorovými proteiny sousedních reagujících buněk. Induktor se nerozpouští od buňky, která ji produkuje. Existují tři typy interakcí juxtakrinu:
1) protein na jedné buňce se váže na odpovídající receptor na buňce hned vedle ní.
2) receptor na jedné buňce se váže na svůj ligand na extracelulární matrici vydávanou jinou buňkou.
3) signál je přenášen z cytoplazmy buňky přes cytoplazmu do sousední buňky.
Juxtocrinní signalizace je typ mezibuněčné komunikace, která je přenášena oligosacharidovými, lipidovými nebo proteinovými složkami buněčné membrány. Mnoho juxtocrinních signálů ovlivňuje emitující buňku nebo sousední buňky v okolí. Juxtocrinní signál se vyskytuje mezi sousedními buňkami, které mají rozsáhlé skvrny těsně protilehlých plazmatických membrán Spojených transmembránovými kanály známými jako connexony. Na rozdíl od jiných typů buněčné signalizace, jako parakrinní a endokrinní, juxtacrinová signalizace vyžaduje fyzický kontakt mezi oběma zúčastněnými buňkami.
existují tři typy signalizačních režimů interakcí juxtakrinu:
dráha Notch
extracelulární matrice
mezerové spoje
dráha Notch
Notch proteiny jsou aktivovány buňkami, které exprimují Delta, zubaté nebo zoubkované proteiny ve svých buněčných membránách a jsou přítomny ve většině mnohobuněčných organismů. Zářez protein prochází buněčnou membránou a má vnější prostor vystavený vnějškům,což je místo, kde se dotýká Delta, zubaté nebo zoubkované proteiny, které vyčnívají ze sousední buňky. Když je připojen k jednomu z těchto ligandů, Notch proteiny podstoupí konformační změnu, která umožňuje jeho řezání proteázou. Štěpená část vstupuje do jádra a váže se na neaktivní transkripční faktor rodiny CSL. Při vazbě na Notch protein aktivují transkripční faktory CSL své cílové geny.
u savců existují čtyři různé receptory notch: NOTCH1, NOTCH2, NOTCH3 a NOTCH4. Notch receptor je jednoprůchodový transmembránový receptorový protein.
objevený v roce 1917 Thomasem Huntem Morganem, Gen Notch byl zaznamenán v křídlech kmene ovocné mušky Drosophila melanogaster. Další analýza byla provedena jako molekulární analýza a sekvenování proběhlo v roce 1980.
signální dráha notch proteinu je důležitá pro komunikaci mezi buňkami, která probíhá během embryonálního života a u dospělých. Hraje roli v:
1.) Neurální funkce a vývoj
2.) Homeostáza srdeční chlopně spolu s dalšími důsledky u poruch zahrnujících kardiovaskulární systém
3.) SPECIFIKACE buněčné linie endokrinního a exokrinního pankreatu
4.) Regulace buněčného osudu v mléčných žlázách v několika vývojových stádiích
5.) stabilizace arteriálního endoteliálního osudu a angiogeneze (růst nových krevních cév z již existujících cév).
6.) regulace klíčové buněčné komunikace mezi endokardem a myokardem během tvorby primordiální chlopně a ventrikulárního vývoje a diferenciace.
7.) ovlivňování binárních osudových rozhodnutí buněk – mezi sekrečními a absorpčními liniemi v žaludku
8.) expanze kompartmentu hematopoetických kmenových buněk během vývoje kosti a účast na osteoblastické linii odvozující potenciální terapeutickou roli pro Notch v regeneraci kostí a osteoporóze
onemocnění zahrnující Notch signalizaci zahrnují: T-ALL (akutní lymfoblastická leukémie T-buněk), CADASIL (Celebrální autozomálně dominantní arteriopatie se subkortikálními infarkty a Leukoencefalofií), roztroušená skleróza (MS), Fallotova tetralogie, Alagilův syndrom a další onemocnění.
extracelulární matrice jako zdroj kritických vývojových signálů
extracelulární matrice se skládá z makromolekul vylučovaných buňkami do jejich bezprostředního prostředí. Makromolekuly tvoří oblast necelulárního materiálu v oblastech mezi buňkami. Extracelulární matrice je tvořena kolagenem, proteoglykany a řadou specializovaných molekul glykoproteinu, jako je fibronektin a laminin. Tyto dvě molekuly glykoproteinu jsou zodpovědné za organizaci matrice a buněk do uspořádané struktury.
fibronektin je velký dimer glykoproteinu syntetizovaný mnoha buněčnými typy. Jeho funkcí je sloužit jako obecná adhezivní molekula spojující buňky navzájem a s jinými substráty, jako je kolagen a proteoglykany. Má několik odlišných vazebných míst a jejich interakce s vhodnými molekulami vede ke správnému zarovnání buněk s extracelulární matricí.Soubor: PBB Protein FN1 obrázek.jpg
Laminin spolu s kolagenem typu IV je hlavní složkou typu extracelulární matrice zvané bazální lamina. Laminin hraje roli při sestavování extracelulární matrice, podporuje adhezi a růst buněk, mění tvar buněk a umožňuje migraci buněk. Schopnost buňky vázat se na Laminin a fibronektin závisí na její expresi receptoru buněčné membrány pro vazebné místo těchto velkých molekul. Komplexy fibronektinových receptorů váží fibronektin na vnější straně buňky a váží cytoskeletové proteiny na vnitřní straně buňky. Komplexy fibronektinových receptorů pokrývají buněčnou membránu a spojují dva typy matric. Na vnější straně se váže na fibronektin extracelulární matrice, zatímco uvnitř slouží jako místo ukotvení pro aktinové mikrofilamenty, které pohybují buňkou. Tyto receptorové proteiny jsou známé jako integriny, protože integrují extracelulární a intracelulární lešení, což jim umožňuje spolupracovat. Na extracelulární straně se integriny vážou na arginin-lysin-aspartátovou (RGD) sekvenci, zatímco na cytoplazmatické straně se integriny vážou na talin a alfa aktin, dva proteiny, které se připojují k aktinovým filamentům. Duální vazba umožňuje buňkám pohybovat se stahováním aktinových mikrofilamentů proti pevné extracelulární matrici. Vazba integrinů na extracelulární matrici může stimulovat dráhu RTK-Ras. Když se integrin na buněčné membráně jedné buňky váže na fibronekci nebo kolagen vylučovaný sousední buňkou, integriny mohou aktivovat kaskády tyrosinkinázy prostřednictvím komplexu podobného adaptorovému proteinu, který spojuje integriny s proteinem Ras G. Přímý přenos signálů přes mezery
mezery, nazývané také nexus, jsou tvořeny proteiny connexinu a slouží jako komunikační kanály mezi sousedními buňkami. Šest identických connexinů v membránové skupině tvoří jeden connexon (hemichannel) a dva connexony tvoří jednu mezerovou křižovatku. Kanálový komplex jedné buňky se připojuje k kanálovému komplexu jiné buňky, což umožňuje spojení cytoplazmy obou buněk. Když se dva identické connexony spojí a vytvoří mezeru, nazývá se homotypová mezera. Když existuje jeden homomerní connexon a jeden heteromerní connexon, které se spojí nebo se spojí dva heteromerní connexony, nazývá se heterotypická mezera. Vlastnosti mezer křižovatek zahrnují:
1.) Umožňují přímou elektrickou komunikaci mezi články
2.) Umožňují chemickou komunikaci mezi buňkami prostřednictvím přenosu malých druhých poslů
3.) Umožňují molekulám menším než 1 000 daltonů projít
4.) Zajistěte, aby molekuly a proudy procházející mezerou nepronikly do intracelulárního prostoru.
