الاتصال بين الخلايا Connections between cells
أنت تعلم بالفعل
أن مجموعة من الخلايا المتشابهة تعمل معًا تسمى النسيج. كما قد تتوقع ، إذا كانت الخلايا
ستعمل معًا ، فيجب أن تتواصل مع بعضها البعض ، تمامًا كما تحتاج إلى التواصل مع الآخرين
إذا كنت تعمل في مشروع جماعي. دعونا نلقي نظرة على كيفية تواصل الخلايا مع بعضها البعض.
تعتمد جميع الخلايا
على الإشارات الخلوية لاكتشاف الإشارات والاستجابة لها في بيئتها. لا تعزز هذه العملية
الأداء السليم للخلايا الفردية فحسب ، ولكنها تتيح أيضًا التواصل والتنسيق بين مجموعات
الخلايا - بما في ذلك الخلايا التي تشكل مجتمعات منظمة تسمى الأنسجة. بسبب الإشارات
الخلوية ، تتمتع الأنسجة بالقدرة على تنفيذ المهام التي لا تستطيع خلية واحدة إنجازها
بمفردها.
أنواع مختلفة من
الأنسجة ، مثل العظام والدماغ وبطانة الأمعاء ، لها سمات مميزة تتعلق بعدد وأنواع الخلايا
التي تحتويها. يعد التباعد بين الخلايا أمرًا مهمًا أيضًا لوظيفة الأنسجة ، لذلك يتم
تنظيم هذه الهندسة بدقة. للحفاظ على بنية الأنسجة المناسبة ، تساعد الجزيئات اللاصقة
adhesive molecules في الحفاظ على الاتصال بين
الخلايا والهياكل القريبة ،وتسمح الوصلات الدقيقة التي تشبه النفق بمرور الأيونات والجزيئات
الصغيرة بين الخلايا المجاورة. وفي الوقت نفسه ، تنقل جزيئات الإشارة المعلومات الموضعية
بين الخلايا في الأنسجة ، وكذلك بين هذه الخلايا والمصفوفة خارج الخلية extracellular matrix. تعد مسارات
الإشارات هذه ضرورية للحفاظ على حالة التوازن المعروفة باسم التوازن داخل الأنسجة. على سبيل المثال
، تعتمد العمليات المتضمنة في التئام الجروح على المعلومات الموضعية من أجل استعادة
بنية الأنسجة الطبيعية. مثل هذه الإشارات الموضعية ضرورية أيضًا لتطوير الهياكل البالغة
في الكائنات متعددة الخلايا. مع تطور الأنسجة ، تنمو كتل من الخلايا غير المنظمة وتفرز
نفسها وفقًا للإشارات التي ترسلها وتستقبلها.
كيف تعزز بروتينات
الإنتغرين Integrins
بنية الأنسجة ووظيفتها؟
داخل الأنسجة ،
تسمح الجزيئات اللاصقة للخلايا adhesive
molecules بالحفاظ على الاتصال مع بعضها
البعض ومع التراكيب في المصفوفة خارج الخلية extracellular matrix. فئة واحدة مهمة بشكل خاص من الجزيئات اللاصقة
هي الإنتغرينات Integrins.
ومع ذلك ، فإن الإنتغرينات ليست مجرد روابط ميكانيكية: فهي تنقل أيضًا إشارات من وإلى
الخلايا. بهذه الطريقة ، تلعب الإنتغرينات دورًا مهمًا في استشعار البيئة والتحكم في
شكل الخلية وحركتها.
الإنتغرينات Integrins هي عائلة متنوعة من بروتينات الغشاء transmembrane
proteins الموجودة في جميع الخلايا الحيوانية.
حتى الحيوانات البسيطة مثل الإسفنج لديها هذه البروتينات. يتكون كل إنتغرين من جزأين
رئيسيين: وحدة فرعية ألفا ووحدة فرعية بيتا. يمثل التباين في الوحدات الفرعية ألفا
وبيتا مجموعة واسعة من الإنتغرينات التي لوحظت في جميع أنحاء المملكة الحيوانية. على
سبيل المثال ، يمتلك البشر وحدهم أكثر من 20 نوعًا مختلفًا من الإنتغرينات.
تربط الإنتغرينات
الهيكل الخلوي الأكتيني actin cytoskeleton للخلية بالعديد من التراكيب الخارجية. يرتبط الجزء السيتوبلازمي لكل جزيء
إنتغرين ببروتينات محول الاشارة adaptor
proteins التي تتصل بخيوط الأكتين داخل
الخلية. ثم يرتبط الجزء خارج الخلية من الإنتغرين بالجزيئات الموجودة في المصفوفة خارج
الخلية أو على سطح الخلايا الأخرى.
بالإضافة إلى الإنتغرينات
، تعتمد الخلايا على العديد من البروتينات اللاصقة الأخرى للحفاظ على التواصل
بينها. كمثال ، ضع في اعتبارك الخلايا الطلائية epithelial cells التي تبطن الأسطح الداخلية والخارجية لجسم الإنسان - بما في ذلك الجلد والأمعاء
والمجرى الهوائي والجهاز التناسلي. تقدم هذه الخلايا مثالًا مثيرًا للأنواع المختلفة
من الوصلات من خلية إلى أخرى ، ولكن نفس الاتصالات توجد أيضًا في مجموعة واسعة من الأنسجة
الأخرى.
تقاطعات الفجوة
Gap Junctions
تقاطعات الفجوة
هي نوع واحد من اتصال الخلية. عندما تكون خليتان متجاورتان تمامًا ، فقد يتلامس أغشية
الخلايا. تقاطع الفجوة هو فتحة من خلية إلى أخرى. إنها ليست فتحة كبيرة ، لكنها كبيرة
بما يكفي لانتقال السيتوبلازم من خلية إلى أخرى. تسمى الاتصالات القنوات وهي تعمل مثل
الأنفاق لحركة الجزيئات.
تتطور وصلات الفجوة
عند مجموعة من ستة بروتينات غشائية تسمى كونكسين connexinsتشكل هيكل ممدود
يشبه الدونات يسمى كونيكسون connexon
عندما تتم محاذاة
المسام ، أو "الثقوب الدائرية" للكونكسونات connexons في الخلايا الحيوانية المجاورة
، تشكل قناة بين الخلايا. (تشكل اللافقاريات
أيضًا تقاطعات فجوة بطريقة مماثلة ، لكنها تستخدم مجموعة مختلفة من البروتينات تسمى
إنكسينز innexins.)
تعتبر وصلات الفجوات
مهمة بشكل خاص في عضلة القلب: تنتشر الإشارة الكهربائية للانكماش بسرعة بين خلايا عضلة
القلب حيث تمر الأيونات عبر تقاطعات الفجوة ، مما يسمح للخلايا بالتقلص جنبًا إلى جنب.
الجسيم الرابط
او الديسموسوم Desmosomes
Desmosomes هي نوع ثانٍ من الاتصال الخلوي.
إنها تربط الخلايا جسديًا مثل تقاطع الفجوة gap
junction ، ولكن لا يتم إنشاء أي فتحة.
البروتينات التي تربط غشاء خلية واحدة بجارتها تخلق الديسموسومات. سوف تجد الديسموسومات
في خلايا بشرتك. كل هذه البروتينات تمسك بشرتك معًا. المسافة بين الخلايا ، مهما كانت
صغيرة ، أكبر بحوالي 10 مرات من وصلات تقاطع الفجوة gap
junction.
يتضمن الديسموسوم
مجموعة من البروتينات. تمتد بعض هذه البروتينات عبر الغشاء ، بينما يثبت البعض الآخر
التقاطع داخل الخلية. توجد بروتينات الالتصاق المتخصصة الكاديرين Cadherins على أغشية كلتا الخليتين وتتفاعل
في الفراغ بينهما ، ممسكة الأغشية ببعضها البعض. داخل الخلية ، ترتبط الكاديرينات ببنية
تسمى اللويحة السيتوبلازمية cytoplasmic
plaque ، والتي تتصل بالخيوط الوسيطة وتساعد على تثبيت التقاطع.
تقاطعات ضيقة Tight Junctions
التقاطعات الضيقة
هي المناطق التي تتحد فيها أغشية خليتين متجاورتين معًا لتشكل حاجزًا. ترتبط أغشية
الخلايا بخيوط من بروتينات الغشاء مثل claudins و occludins.
تربط الوصلات الضيقة الخلايا ببعضها البعض ، وتمنع الجزيئات من المرور بين الخلايا
، وتساعد أيضًا في الحفاظ على قطبية الخلايا. توجد فقط في الفقاريات والحيوانات ذات
العمود الفقري والهيكل العظمي. بدلاً من ذلك ، تمتلك اللافقاريات تقاطعات منفصلة.
التقاطعات الضيقة
Tight junctions لها وظائف مختلفة. وتتمثل أهم
وظائفها في مساعدة الخلايا على تشكيل حاجز يمنع الجزيئات من المرور ، وإيقاف البروتينات
في غشاء الخلية من الحركة. غالبًا ما توجد التقاطعات الضيقة في الخلايا الطلائية، وهي
خلايا تبطن سطح الجسم وتبطن تجاويف الجسم. لا تفصل الخلايا الطلائية الجسم عن البيئة
المحيطة فحسب ، بل تفصل أيضًا الأسطح داخل الجسم. لذلك ، من المهم للغاية أن يتم التحكم
بإحكام في نفاذية الجزيئات عبر طبقات الخلايا الطلائية.
إذا تم حظر الجزيئات
بواسطة تقاطعات ضيقة tight junctions وغير قادرة على المرور عبر الفراغ بين الخلايا ، فيجب أن تدخل من خلال طرق
أخرى تتضمن دخول الخلايا نفسها. يمكن أن تمر عبر
بروتينات خاصة في غشاء الخلية ، أو تبتلعها الخلية من خلال الالتقام الخلوي endocytosis. باستخدام هذه الأساليب
، تتمتع الخلية بتحكم أكبر في المواد التي تدخلها وتسمح لها بالمرور. ومع ذلك ، في الخلايا
البطانيةendothelial cells ، يجب الاحتفاظ ببعض البروتينات على جوانب معينة من الخلية. الطبقة القمية
أو الخارجية لصفيحة الخلية sheet of
cells تحتوي على بروتينات تسمح لمواد معينة بالمرور.
الطبقة القاعدية
، أو الطبقة الداخلية ، هي المكان الذي تسمح فيه الخلايا للجزيئات بالمرور عبرها عن
طريق طردها من غشاءها في عملية تسمى خروج الخلايا exocytosis. يعتمد خروج الخلايا أيضًا على بروتينات معينة
من أجل العمل بشكل صحيح. تحافظ التقاطعات الضيقة
Tight junctions على البروتينات الصحيحة على
الجوانب الصحيحة للخلية حتى تحدث هذه الوظائف. يساعد هذا أيضًا في الحفاظ على قطبية
الخلايا.
وظيفة أخرى للتقاطعات الضيقة هي ببساطة تجميع الخلايا
معًا. تربط خيوط البروتين المتفرعة للوصلات الضيقة الخلايا المجاورة ببعضها البعض بإحكام
بحيث تشكل ورقة sheet. ترتبط هذه الخيوط
بخيوط دقيقة ، وهي جزء من الهيكل الخلوي للخلية يتكون من خيوط طويلة من بروتينات الأكتين.
توجد الألياف الدقيقة داخل الخلية ، لذا فإن توليفة من الألياف الدقيقة وخيوط مانعة
للتسرب تربط الخلايا معًا من الداخل والخارج.
Cell Adhesion, Cell Communication | Learn
Science at Scitable
https://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-adhesionand-cell-communication-14050486/Accessed:
2020-09-22.
Connections
between cells and cellular activities | Biology I
https://courses.lumenlearning.com/sanjacintobiology1/chapter/connections-between-cells-and-cellular-activities/ Accessed:
2020-09-22.
Biology4Kids.com:
Cell Structure: Cell Connections
http://www.biology4kids.com/files/cell_connect.html
Accessed:
2020-09-22.
Tight
Junctions - Definition, Function, Structure & Quiz | Biology https://biologydictionary.net/tight-junctions/ Accessed:
2020-09-22.
Cell-cell
junctions | Gap junctions (article) | Khan Academy
https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/cell-communication/a/cell-cell-junctions.
Accessed: 2020-09-22.
تعليقات
إرسال تعليق