în interacțiunile juxtacrine, proteinele din celula inductoare interacționează cu proteinele receptoare ale celulelor respondente adiacente. Inductorul nu difuzează din celula care o produce. Există trei tipuri de interacțiuni juxtacrine:
1)o proteină dintr-o celulă se leagă de receptorul corespunzător din celula de lângă ea.
2) un receptor de pe o celulă se leagă de ligandul său de pe matricea extracelulară emisă de o altă celulă.
3) semnalul este transmis din citoplasma unei celule prin citoplasmă către o celulă adiacentă.
semnalizarea Juxtocrină este un tip de comunicare intercelulară care este transmisă de oligozaharide, lipide sau componente proteice ale unei membrane celulare. Multe semnale juxtocrine afectează celula emițătoare sau celulele adiacente din apropiere. Un semnal juxtocrin apare între celulele vecine care au patch-uri extinse de membrane plasmatice strâns opuse legate de canalele transmembranare cunoscute sub numele de connexoni. Spre deosebire de alte tipuri de semnalizare celulară, cum ar fi paracrina și endocrina, semnalizarea juxtacrină necesită contact fizic între cele două celule implicate.
există trei tipuri de moduri de semnalizare a interacțiunilor juxtacrine:
calea Notch
matricea extracelulară
joncțiunile Gap
calea Notch
proteinele Notch sunt activate de celule care exprimă proteinele Delta, zimțate sau Serrate în membranele celulare și sunt prezente în majoritatea organisme multicelulare. O proteină de crestătură se extinde prin membrana celulară și are un compartiment extern expus la exterior, care este locul în care intră în contact cu proteinele Delta, zimțate sau Serrate care ies în afară dintr-o celulă adiacentă. Când sunt atașate la unul dintre acești liganzi, proteinele Notch suferă o schimbare conformațională care îi permite să fie tăiată de o protează. Porțiunea scindată intră în nucleu și se leagă de un factor de transcripție inactiv al familiei CSL. Când sunt legați de proteina Notch, factorii de transcripție CSL își activează genele țintă.
există patru receptori de crestătură diferiți la mamifere: NOTCH1, NOTCH2, NOTCH3 și NOTCH4. Receptorul notch este o proteină a receptorului transmembranar cu o singură trecere.
descoperită în 1917 de Thomas Hunt Morgan, gena Notch a fost observată în aripile unei tulpini de muște de fructe Drosophila melanogaster. Analiza ulterioară a fost efectuată deoarece analiza moleculară și secvențierea au avut loc în anii 1980.
calea de semnalizare a unei proteine Notch este importantă pentru comunicarea celulă-celulă care are loc în timpul vieții embrionare și la adulți. Acesta joacă un rol în:
1.) Funcția și dezvoltarea neuronală
2.) Homeostazia valvei cardiace împreună cu alte repercusiuni în tulburările care implică sistemul cardiovascular
3.) Specificația liniei celulare a pancreasului endocrin și exocrin
4.) Reglarea destinului celular în glandele mamare în mai multe etape de dezvoltare
5.) stabilizarea destinului endotelial arterial și a angiogenezei (creșterea vaselor de sânge noi din vasele preexistente).
6.) reglarea comunicării celulare cruciale între endocard și miocard în timpul formării valvei primordiale și a dezvoltării și diferențierii ventriculare.
7.) influențarea deciziilor binare ale celulelor-între liniile secretoare și absorbante din stomac
8.) extinderea compartimentului celulelor stem hematopoietice în timpul dezvoltării osoase și participarea la linia osteoblastică deducând rolul terapeutic potențial pentru Notch în regenerarea osoasă și osteoporoza
boala care implică semnalizarea Notch include: T-ALL (leucemie limfoblastică acută cu celule T), CADASIL (arteriopatie dominantă autosomală celebră cu infarcte Sub-corticale și Leucoencefalofie), scleroză multiplă (SM), tetralogie Fallot, sindrom Alagile precum și alte boli.
matricea extracelulară ca sursă de semnale critice de dezvoltare
matricea extracelulară constă din macromolecule secretate de celule în mediul lor imediat. Macromoleculele formează o regiune de material necelular în regiunile dintre celule. Matricea extracelulară este alcătuită din colagen, proteoglicani și o varietate de molecule specializate de glicoproteină, cum ar fi fibronectina și laminina. Aceste două molecule de glicoproteină sunt responsabile pentru organizarea matricei și a celulelor într-o structură ordonată.
fibronectina este un dimer glicoproteic mare sintetizat de numeroase tipuri de celule. Funcția sa este de a servi ca o moleculă adezivă generală care leagă celulele una de cealaltă și de alte substraturi, cum ar fi colagenul și proteoglicanii. Are mai multe situri de legare distincte și interacțiunea lor cu moleculele adecvate duce la alinierea corectă a celulelor cu matricea extracelulară.Fișier: PBB proteină FN1 imagine.jpg
laminina împreună cu colagenul de tip IV este o componentă majoră a unui tip de matrice extracelulară numită lamina bazală. Laminina joacă un rol în asamblarea matricei extracelulare, promovând aderența și creșterea celulelor, schimbând forma celulelor și permițând migrarea celulelor. Capacitatea unei celule de a se lega de Laminină și fibronectină depinde de expresia sa de receptor al membranei celulare pentru situsul de legare a celulelor acestor molecule mari. Complexele receptorilor de fibronectină leagă fibronectina în exteriorul celulei și leagă proteinele citoscheletului în interiorul celulei. Complexele receptorilor de fibronectină acoperă membrana celulară și unesc două tipuri de matrice. În exterior, se leagă de fibronectina matricei extracelulare, în timp ce în interior servește ca loc de ancorare pentru microfilamentele de actină care mișcă celula. Aceste proteine receptoare sunt cunoscute sub numele de integrine, deoarece integrează schele extracelulare și intracelulare, permițându-le să lucreze împreună. Pe partea extracelulară, integrinele se leagă de o secvență de arginină-lizină-aspartat (RGD), în timp ce pe partea citoplasmatică, integrinele se leagă de talină și alfa actină, două proteine care se conectează la filamentele de actină. Legarea dublă permite celulelor să se miște prin contractarea microfilamentelor de actină împotriva unei matrice extracelulare fixe. Legarea integrinelor la matricea extracelulară poate stimula calea RTK-Ras. Când o integrină de pe o membrană celulară a unei celule se leagă de fibronectarea sau colagenul secretat de o celulă vecină, integrinele pot activa cascadele tirozin kinazei printr-un complex asemănător proteinei adaptoare care conectează integrinele la o proteină Ras G. Transmiterea directă a semnalelor prin joncțiunile Gap
joncțiunile Gap, numite și nexus, sunt alcătuite din proteine de connexină și servesc drept canale de comunicare între celulele adiacente. Șase connexine identice din grupul de membrană alcătuiesc un connexon (hemichannel) și doi connexoni alcătuiesc o joncțiune gap. Complexul de canale al unei celule se conectează la complexul de canale al altei celule, permițând îmbinarea citoplasmei ambelor celule. Când două conexiuni identice se reunesc pentru a forma o joncțiune gap, se numește joncțiune gap homotipică. Când există un connexon homomeric și un connexon heteromeric care se reunesc sau doi connexoni heteromerici se alătură, se numește joncțiune gap heterotipică. Proprietățile joncțiunilor gap includ:
1.) Permit comunicarea electrică directă între celule
2.) Permit comunicarea chimică între celule prin transmiterea unor mesageri secundari mici
3.) Permit moleculelor mai mici de 1.000 Daltoni să treacă prin
4.) Asigurați-vă că moleculele și curenții care trec prin joncțiunea gap nu se scurg în spațiul intracelular.
