Schéma buněčné adheze
Studium buněčné adheze je součástí buněčné biologie. Buňky se často nenacházejí v izolaci, spíše mají tendenci se držet jiných buněk nebo nebělených složek svého prostředí. Zásadní otázka zní: co způsobuje, že jsou buňky lepivé? Buněčná adheze se obecně týká bílkovinných molekul na povrchu buněk, takže studium buněčné adheze zahrnuje bílkoviny buněčné adheze a molekuly, na které se vážou.
Bílkoviny buněčné adheze (nebo molekuly buněčné adheze, CAM)
Proteiny jsou často transmembránové receptory. Transmembránové buněčné adhezní proteiny se rozprostírají přes buněčnou povrchovou membránu a typicky mají domény, které zasahují jak do extracelulárního, tak do intracelulárního prostoru. Extracelulární doména buněčného adhezního proteinu se může vázat na jiné molekuly, které mohou být buď na povrchu sousední buňky (adheze buňky na buňku), nebo na části extracelulární matrice (adheze buňky na ECM). Molekula, na kterou se buněčný adhezní protein váže, se nazývá jeho ligand. Existují rodiny buněčných adhezních proteinů, které lze charakterizovat z hlediska struktury adhezních proteinů a jejich ligandů. Adheze mezi dvěma kopiemi stejného adhezního proteinu se nazývá „homofilní“ vazba. Adheze mezi adhezním proteinem a nějakou jinou molekulou je „heterofilní“ vazba.
U buněčného adhezního proteinu, jako je ten na obrázku, se intracelulární doména váže na proteinové složky buněčného cytoskeletu. To umožňuje velmi těsnou adhezi. Bez vazby na cytoskelet by buněčný adhezní protein, který je pevně vázán na ligand, byl v nebezpečí hydrolýzy extracelulárními hydrolytickými enzymy. To vytrhne adhezní protein z křehké buněčné membrány. Často není spojení mezi buněčnými adhezními proteiny a cytoskeletem tak přímé, jak je znázorněno na obrázku. Například adhezní proteiny kadherinových buněk jsou typicky spojeny s cytoskeletem pomocí speciálních vazebných proteinů zvaných „kateiny“.
Význam buněčné adheze
Bílkoviny buněčné adheze jsou důležité pro normální fungování živých organismů. Bílkoviny buněčné adheze drží pohromadě složky pevných tkání. Jsou také důležité pro funkci stěhovavých buněk, jako jsou bílé krvinky. Regulace bílkovin buněčné adheze je důležitá během embryonálního vývoje pro proces morfogeneze. Někteří lidé mají „puchýřnatá onemocnění“, která vyplývají z dědičných molekulárních defektů v genech adhezních bílkovin. Některé druhy rakoviny zahrnují mutace v genech adhezních bílkovin, které vedou k abnormálním interakcím mezi buňkami a růstu nádoru. Bílkoviny buněčné adheze jsou také důležité pro interakce, které umožňují virům a bakteriím způsobovat lidem poškození. Bílkoviny buněčné adheze drží synapse pohromadě a regulace synaptické adheze se podílí na učení a paměti. U Alzheimerovy choroby je abnormální regulace synaptické adheze buněk.