Vorlesung Biologie für Mediziner WS 2007/8 Teil 1 Zellbiologie (Prof. R. Lill) Themengebiet: Membranverbindungen
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- Catharina Bergmann
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1 Vorlesung Biologie für Mediziner WS 2007/8 Teil 1 Zellbiologie (Prof. R. Lill) Themengebiet: Membranverbindungen
2 Membranverbindungen - Grundlagen Grundlage für Ausbildung von Vielzellern, Gewebe Mechanische Festigkeit außen und innen (Zytoskelett) Trypsin -Ca 2+ Unterschiedliches Mischen? Embryonalgewebe + Ca 2+ Trypsin -Ca 2+
3 Membranverbindungen - Grundlagen Trypsin -Ca 2+ Unterschiedliches Embryonalgewebe Trypsin -Ca 2+ Mischen + Ca 2+ Wieso erfolgt Entmischung? Was hält Zellen in Gewebe zusammen? Zelltyp-spezifische Erkennung Zelladhäsionsmoleküle Ca 2+ -dependent cell adhesion proteins = Cadherine Cell adhesion molecules = CAM
4 Zelle-EZM Zell-Zell Membranverbindungen: Übersicht 1) Verschlußverbindung A Zonula occludens, tight junction 2) Ankerverbindungen A Zonula adhaerens, adherens junction, (Gürteldesmosom) I Desmosomen, Macula adhaerens, Punktdesmosomen A Fokaler Kontakt, adhesion plaque I Hemidesmosom 3) Kommunikationsverbindungen Gap junction, Macula communicans, Nexus elektrische Synapsen Polarisierte Epithelzelle EZM=Extrazelluläre Matrix Interaktionen mit... A: Aktinfilament I: Intermediärfilament
5 Membranverbindungen in polarisierter Epithelzelle Besonders häufig in diesen Zellen Zell-Zell-Kontakte Zell-Extrazelluläre Matrix-Kontakte 1. EZM = Extrazelluläre Matrix
6 Tight junctions in polarisierten Epithelzellen Wozu? Zonula occludens = Tight junction Verdauungssaft Azinuszellen des Pankreas
7 Was ist eine Zonula occludens = tight junction? Gut darstellbar mit Gefrierbruchmethode Bändermuster (Occludine (5), Claudine (24), ZO1 - ZO4, etc.) Gürtel Molekulare Basis für polarisierte Epithelzelle apikale (Mikrovilli) und basolaterale Membran
8 Zonula occludens, tight junction Eingeschränkte Membrandiffusion Dichtigkeit des Interzellularspaltes Unterschiedliche Dichtigkeit in verschiedenen Geweben Harnblase x dichter für Na + als Darm Besonders hohe Dichtigkeit: Blut-Hirn-Schranke in Hirn-Endothelzellen Parazellulärer Transport verhindert
9 Membranverbindungen in polarisierter Epithelzelle Zonula adhaerens 2.
10 Zonula adhaerens, adhesion junction Gürtel Zell-Zell-Kontaktproteine: Cadherine Interaktionen mit Aktin Zytoskelett
11 Zonula adhaerens, adhesion junction Gürtel Zell-Zell-Kontaktproteine: Cadherine Interaktionen mit Aktin Zytoskelett (über Ankerproteine α-actinin, Vinculin, Catenin, und evtl. Myosin (Kontraktionen)) Charakteristische Gewebeverteilung (E, N, P, R, M Typen) Homophile Interaktion Funktion bei Zelldifferenzierung (Krebs) Ca 2+ PM1 PM2 Pendant an EZM: Fokale Kontakte (Integrine)
12 Membranverbindungen in polarisierter Epithelzelle Desmosomen 3.
13 Desmosomen Punktförmig ( Druckknopf ) Cadherine (Desmoglein, Desmocollin) Homophile Interaktion
14 Desmosomen Punktförmig ( Druckknopf ) P a P i Ca 2+ Cadherine (Desmoglein, Desmocollin) Homophile Interaktion Plaques (innen (P i ; Plakoglobin) (außen (P a ; Desmoplakin) Interaktionen mit Intermediärfilamenten (Zytokeratine, Desmin) PM1 PM2 Pemphigus vulgaris (Blasensucht) PVA = Desmoglein Histologie des Pemphigus: Spaltbildung in der Epidermis
15 Desmosomen Punktförmig ( Druckknopf ) P a P i Ca 2+ Cadherine (Desmoglein, Desmocollin) Homophile Interaktion Plaques (innen (P i ; Plakoglobin) (außen (P a ; Desmoplakin) Interaktionen mit Intermediärfilamenten (Zytokeratine, Desmin) PM1 PM2 Pemphigus vulgaris (Blasensucht) PVA = Desmoglein Pendant an EZM: Hemidesmosom (nur morphologische Ähnlichkeit) Integrine machen Kontakt zur Extrazellulären Matrix
16 Membranverbindungen in polarisierter Epithelzelle Gap junctions Mikroinjektion von fluoreszierendem Farbstoff O: Verteilung über mehrere Neuronen 4.
17 Gap junctions Austausch kleiner Moleküle < 1000 Da Ionen, second messenger, Metaboliten Metabolische Kopplung der Zellen 90 (gleichmässige Versorgung der Zellen, Signalmoleküle (z.b. second messenger) werden gleichverteilt bei Signaltransduktion) Elektrische Kopplung der Zellen (erregbare Gewebe, Herzmuskelkontraktion)
18 Gap junctions Connexin Connexon Kanal gapjunction(nexus) Homophile und heterophile Interaktionen Intrazell. Ca 2+ verschließt gap junction (bei Zelldefekten)
19 Gap junctions Elektrische Synapsen wichtig bei elektrischer Erregungsleitung von Zelle zu Zelle
20 Gap junctions - Assoziierte Krankheiten 13 verschiedene Connexine in Mensch Cx32 Mutationen: Charcot-Marie-Tooth disease Neuropathie mit Zerstörung der Myelinscheide (Schwann-Zellen) Cx26, Cx30, Cx31 Mutationen: Sensorineuraler Hörverlust Genetisch bedingte Taubheit, Ionenfluß in Cochlea Cx46, Cx50 Mutationen: Katarakt-Bildung (Augenlinsentrübung), gestörtes Augenzellwachstum Knockout-Mäuse als Modell
21 Funktionen der Membranverbindungen Zusammenfassung
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