Główna zawartość
Kurs: Biologia > Rozdział 8
Lekcja 4: Struktury pozakomórkowe i połączenia międzykomórkoweMacierz zewnątrzkomórkowa i ściana komórkowa
Macierz zewnątrzkomórkowa i ściana komórkowa. Kolagen, integryna, fibroektyna, celuloza i pektyna. Tłumaczenie na język polski zrealizowane przez Fundację Edukacja dla Przyszłości dzięki wsparciu Fundacji „HASCO-LEK".
Wprowadzenie
Spędziliśmy dużo czasu mówiąc o tym, co znajduje się w komórce. Ale co jest na zewnątrz? To zależy w dużej mierze od tego, na jaką komórkę patrzysz.
Rośliny i grzyby mają twardą ścianę komórkową pełniąca funkcję szkieletu i służącą do ochrony, podczas gdy komórki zwierzęce mogą wydzielać różnego rodzaju materiały budulcowe do swojego otoczenia, tworząc siatkę makrocząsteczek zwaną macierzą zewnątrzkomórkową. W tym artykule przyjrzymy się bardziej szczegółowo tym zewnętrznym strukturom oraz rolom, które pełnią w różnych typach komórek.
Zewnątrzkomórkowa macierz komórek zwierzecych
Większość komórek zwierzęcych uwalnia materiały budulcowe do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, tworząc złożoną siatkę białek i węglowodanów nazywaną macierzą zewnątrzkomórkową (ang. extracellular matrix ECM). Głównym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej jest białko kolagen. Białka kolagenu są modyfikowane węglowodanami, a po ich uwolnieniu z komórki, łączą się w długie włókna zwane włóknami kolagenu
Kolagen odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu wytrzymałości tkanek i ich strukturalnej integralności. Ludzkie zaburzenia genetyczne, które mają wpływ na kolagen, takie jak zespół Ehlersa-Danlosa, powodują osłabienie tkanki, która rozciągają się i "pęka" zbyt łatwo
W macierzy zewnątrzkomórkowej włókna kolagenowe przeplatają się z klasą proteoglikanów zawierających węglowodany, które mogą być przymocowane do długiego szkieletu polisacharydowego, jak pokazano na rysunku poniżej. Macierz zewnątrzkomórkowa zawiera również wiele innych rodzajów białek i węglowodanów.
Macierz zewnątrzkomórkowa jest bezpośrednio połączona z komórkami, które otacza. Niektóre z kluczowych złączy to białka zwane integrynami, które są osadzone w błonie komórkowej. Białka w macierzy zewnątrzkomórkowej, takie jak cząsteczki fibronektyny przedstawione na zielono na powyższym schemacie, mogą działać jako mostki między integrynami i innymi białkami macierzy zewnątrzkomórkowej, takimi jak kolagen. Po wewnętrznej stronie membrany integryny są połączone z cytoszkieletem.
Integryny zakotwiczają komórkę do macierzy zewnątrzkomórkowej. Ponadto pomagają odbierać bodźce ze środowiska. Mogą wykryć chemiczne i mechaniczne sygnały z macierzy zewnątrzkomórkowej oraz aktywować szlaki sygnalizacyjne w odpowiedzi
Krzepnięcie krwi stanowi kolejny przykład komunikacji pomiędzy komórkami a macierzą zewnątrzkomórkową. Kiedy komórki wyścielające naczynie krwionośne zostają uszkodzone, eksponują receptor białkowy zwany czynnikiem tkankowym. Kiedy czynnik tkankowy zwiąże się z cząsteczką obecną w macierzy zewnątrzkomórkowej, aktywuje szereg odpowiedzi, które zmniejszają utratę krwi. Na przykład powoduje to, że płytki krwi przyklejają się do ściany uszkodzonego naczynia krwionośnego i są stymulowane do wytwarzania czynników krzepnięcia.
Ściana komórkowa
Choć rośliny nie wytwarzają kolagenu, mają własny typ podtrzymującej struktury pozakomórkowej: ścianę komórkową.
Ściana komórkowa to sztywna powłoka, która otacza komórkę, chroniąc ją i utrzymując jej kształt.
Czy kiedykolwiek zauważyłeś, że kiedy gryziesz surowe warzywa, takie jak seler naciowy, to słychać chrupanie? W dużej mierze to "chrupanie" jest związane ze sztywnością ścian komórkowych selera.
Grzyby również mają ściany komórkowe, podobnie jak niektóre protista (grupa eukariotycznych organizmów, głównie jednokomórkowych) i większość prokariota—choć nie polecam gryzienia ich w celu sprawdzenia czy chrupią!
Podobnie jak macierz zewnątrzkomórkowa zwierząt, ściana komórki roślinnej składa się z cząsteczek wydzielanych przez komórkę. Główną organiczną cząsteczką ściany komórki roślinnej jest celuloza, polisacharyd złożony z jednostek glukozy. Celuloza łączy się w włókna zwane mikrowłóknami, jak pokazano na poniższym schemacie.
Większość ścian komórek roślinnych zawiera wiele różnych polisacharydów i białek. Oprócz celulozy, inne polisacharydy powszechnie występujące w ścianach komórek roślinnych obejmują hemicelulozę i pektynę, przedstawione na schemacie powyżej. Blaszka środkowa, pokazana w górnej części schematu, jest lepką warstwą, która pomaga utrzymać ściany komórkowe sąsiednich komórek roślinnych razem
Chcesz dołączyć do dyskusji?
Na razie brak głosów w dyskusji