КАДРИНИ: СТРУКТУРА, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На кадхерини са трансмембранни гликопротеини зависи калций и отговорен за поддържане на връзката между клетките, които поддържат целостта на тъканите при животни. Има повече от 20 различни видове кадхерини, всички с около 750 аминокиселини и които са специфични за различните видове клетки.

Клетъчните връзки, постигнати от кадхерините, са стабилни във времето. Следователно тези молекули играят важна роля за развитието на формата на организма по време на ембрионалното развитие (морфогенеза), както и за поддържането на структурата на тъканите както в ембрионалния стадий, така и в живота на възрастните.

Молекулярно представяне на 1suh протеин, Е-кадхерин (епител). Взето и редактирано от: Jawahar Swaminathan и MSD служители на Европейския институт по биоинформатика.

Неизправността на кадхерините е свързана с развитието на различни видове рак. Недостигът на клетъчна адхезия чрез кадхерини е една от причините за повишена подвижност на туморните клетки.

Молекулите на клетъчната адхезия

В многоклетъчните организми клетките трябва да се обединят, за да участват в голямо разнообразие от биологични процеси, които позволяват да се поддържа тяхната цялост, като по този начин се разграничават от колониалните едноклетъчни организми. Тези процеси включват, наред с други, хемостаза, имунен отговор, морфогенеза и диференциация.

Тези молекули се различават по своята структура, както и по своята функция, в четири групи: интегрини, селектини, имуноглобулини и кадхерини.

история

Историята на кадхерините е много кратка, тъй като те са били известни много малко. По този начин първият кадхерин е открит в клетки от тъкани на мишката през 1977 г. Учените нарекли тази молекула увоморулин.

През 80-те години в тъканите от различни видове са открити много други молекули на кадхерин. Тези кадхерини бяха открити в анализи на калциево зависима клетъчна агрегация. Всички те принадлежаха към една и съща група молекули, наречени класически кадхерини.

През последните години и благодарение на напредъка в молекулярната биология учените успяха да идентифицират друг важен брой кадририни, някои от които специфичната им функция е неизвестна и които биха могли да имат функции, различни от клетъчната адхезия.

структура

Кадхерините са гликопротеини, тоест молекули, образувани от свързването на протеин и въглехидрат. Те се състоят от между 700 (обикновено 750) и 900 аминокиселини и имат различни функционални домейни, които им позволяват да взаимодействат на първо място с други кадеринови молекули и с калциеви йони.

Функционалните домейни също позволяват да се интегрират кадхерините в плазмената мембрана, както и да се свържат с цитоскелета на актина. По-голямата част от аминокиселинната верига е разположена в извънклетъчната област и обикновено се различава в пет домена, наречени EC (EC1-EC5).

Всеки от тези домейни има приблизително 100 аминокиселини, с едно или две места за свързване на калций. Трансмембранният участък е разположен между външната и вътрешната част на клетката и пресича мембраната само веднъж.

От друга страна, частта от кадхерини, намиращи се в клетката, е силно консервативна и се състои от 150 аминокиселини. Този домен се свързва с цитоскелета на актина чрез цитозолни протеини, наречени катенини.

Видове

Има повече от 20 различни видове кадхерини, които са класифицирани по различни начини в зависимост от авторите. Така, например, някои автори разпознават две групи или подсемейства, докато други разпознават шест. Според първите кадририните могат да бъдат разделени на:

Класически кадерини или тип I

Нарича се още традиционните кадрини. В тази група са включени кадхерините, които са кръстени според тъканта, където са били открити за първи път, като Е-кадхерин (епител), N-кадхерин (неврален), Р-кадхерин (плацента), L-кадхерин (черен дроб) и R-кадхерин (ретина). Тези гликопротеини обаче могат да бъдат намерени в различни тъкани.

Например, N-кадхеринът, освен че присъства в невралната тъкан, може да бъде разположен и в тъкани на тестисите, бъбреците, черния дроб и сърдечната мускулатура.

Атипични или тип II кадририни

Нарича се още нетрадиционен или некласически. Те включват десмоглини и десмохолини, които образуват кръстовища на нивото на междуклетъчните десмозоми. Съществуват и протокадхерините, характеризиращи се с липса на връзки с цитоскелета на актина.

Всички тези кадерини са разделени от други нетрадиционни, от някои автори, в три независими групи. Останалите атипични кадхерини включват Т-кадхерин, в който липсват трансмембранен и цитоплазмен домейни, и вариант на Е-кадхерин, който се намира извън клетката и се нарича Evar-кадхерин.

характеристики

Те са зависими от калций гликопротеини, които се намират почти изключително в животинските тъкани. Повечето от тях са еднопроходни трансмембрани; с други думи, те присъстват в клетъчната мембрана, пресичайки я от страна на страна само веднъж.

Кадхерините участват главно в обединението между клетките, които представят семенни фенотипични характеристики (хомотипични или хомофилни връзки). Клетъчните връзки, направени от тези молекули (кадхерин-кадхеринови връзки), са около 200 пъти по-силни от другите протеиново-протеинови връзки.

В традиционните кадхерини цитоплазменият домен е силно консервативен. Това означава, че съставът му е подобен при различните кадерини.

Характеристика

Основната функция на кадхерините е да позволяват постоянни клетъчни кръстовища във времето, поради което те играят основна роля в процеси като ембрионално развитие, морфогенеза, диференциация и структурно поддържане на епителните тъкани в кожата и червата, както и образуване на аксон.

Тази функция се регулира отчасти от -COOH терминал, присъстващ в междуклетъчната част или домейн на гликопротеина. Този терминал взаимодейства с молекули, наречени катенини, които от своя страна взаимодействат с елементи от цитоскелета на клетката.

Други функции на кадхерините включват селективност (избор на коя друга клетка да се присъедини) и клетъчна сигнализация, установяване на клетъчната полярност и регулиране на апоптозата. Последното е механизъм на клетъчната смърт, контролиран вътрешно от същия орган, за да регулира развитието му.

Кадерини и рак

Неизправността на кадхерините е замесена в развитието на различни видове рак. Тази неизправност може да се дължи на модификации в експресията на кадхерини и катенини, както и на активиране на сигнали, които не позволяват на клетките да се присъединят.

Като не успява клетъчното закрепване на кадхерини, това позволява на туморните клетки да увеличат подвижността си и да се освободят, след което да нахлуят в съседни тъкани през лимфните възли и кръвоносните съдове.

E-Cadherina Benigma от гърдата. Микрография на атипична лобуларна хиперплазия. Взето и редактирано от: Nephron.

Когато тези клетки достигнат до целевите органи, те нахлуват и се размножават, получавайки инвазивни и метастатични характери. Повечето от проучванията, които свързват кадхерините с канцерогенните процеси на растеж, са фокусирани върху Е-кадхерин.

Този вид кадхерин участва в рак на дебелото черво, стомаха, гърдата, яйчниците и белия дроб. Това обаче не е единственият кадхерин, свързан с рака. N-кадхеринът например играе роля при плеврални мезотелиоми и рабдомиосаркоми.

Препратки

1. Cadherin. В Уикипедия. Възстановено от en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Механизъм и динамика на адхезия на кадхерин. Годишен преглед на биомедицинското инженерство.
3. F. Nolletl, P. Kools P и F. Van Roy (2000). Филогенетичният анализ на Cadherin Superfamily позволява идентифициране на шест основни подсемейства до няколко самотни члена. Списание за молекулярна биология.
4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). Е-кадхерин: ключов елемент в неопластичната трансформация. Списание за доказателства и клинични изследвания.
5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Структура и функция на молекулите на адхезия на клетките. Американски медицински журнал.
6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Клетъчна адхезия и сигнализиране от кадхерини и Ig-CAM в рак. Nature Reviews Рак.