КАДХЕРИНЕ: СТРУКТУРА, КАРАКТЕРИСТИКЕ И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У Кадхерини су трансмембрански гликопротеини зависну калцијума и одговоран за одржавање веза између ћелија које одржавају интегритет ткива код животиња. Постоји више од 20 различитих врста кадхерина, све са око 750 аминокиселина и које су специфичне за различите врсте ћелија.

Ћелијске везе које постижу кадхерини су током времена стабилне. Због тога ови молекули играју важну улогу у развоју облика организма током ембрионалног развоја (морфогенеза), као и у одржавању структуре ткива и у ембрионалној фази и у одраслом животу.

Молекуларни приказ 1сух протеина, Е-кадхерина (епитела). Преузето и уредио: Јавахар Сваминатхан и МСД особље из Европског института за биоинформатику.

Неисправност кадхерина повезана је са развојем различитих врста карцинома. Мањак адхезије ћелије путем кадхерина један је од узрока повећане покретљивости ћелија тумора.

Молекули ћелијске адхезије

У вишећелијским организмима ћелије се морају ујединити како би учествовале у великом броју разноликих биолошких процеса који омогућавају одржавање њиховог интегритета, разликујући се на тај начин од колонијалних једноћелијских организама. Ови процеси укључују, између осталог, хемостазу, имунолошки одговор, морфогенезу и диференцијацију.

Ови се молекули разликују по својој структури, као и по функцији, у четири групе: интегини, селектори, имуноглобулини и кадхерини.

Историја

Историја кадхерина је врло кратка, јер су познати по мало. Тако је први кадхерин откривен у ћелијама из мишјих ткива 1977. Научници су ту молекулу назвали увоморулин.

Током осамдесетих година прошлог века откривени су многи други молекули кадхерина у ткивима разних врста. Ови кадхерини су пронађени у анализама ћелија зависних од калцијума. Сви су припадали истој групи молекула званој класични кадхерини.

Посљедњих година, захваљујући напретку у молекуларној биологији, научници су успјели да идентификују још један важан број кадхерина, од којих су неке њихове специфичне функције непознате, а које би могле имати и друге функције осим адхезије ћелија.

Структура

Кадхерини су гликопротеини, то су молекули формирани удруживањем протеина и угљених хидрата. Сачињавају их између 700 (обично 750) и 900 аминокиселина, и имају различите функционалне домене, што им омогућава да у првом реду комуницирају са другим молекулама кадхерина и са јонима калцијума.

Функционални домени такође омогућавају да се кадхерини интегришу у плазма мембрану, као и да се повезују са цитоскелетом из актина. Већина ланца аминокиселина налази се у ванћелијској регији и нормално је диференцирана у пет домена, званих ЕЦ (ЕЦ1-ЕЦ5).

Сваки од ових домена има око 100 аминокиселина, са једним или два места везивања калцијума. Трансмембранска регија налази се између спољњег и унутрашњег дела ћелије и прелази мембрану само једном.

С друге стране, део кадхерина који се налази у ћелији је високо конзервативан и састоји се од 150 аминокиселина. Овај домен веже се за цитоскелет актина цитосолним протеинима званим катенини.

Врсте

Постоји више од 20 различитих врста кадхерина који су класификовани на различите начине у зависности од аутора. Тако, на пример, неки аутори препознају две групе или поддружине, док други препознају шест. Према првом, кадхерини се могу поделити на:

Класичне кадхерине или тип И

Називају се и традиционалним кадхеринима. У ову групу спадају кадхерини који су именовани према ткиву у коме су први пут пронађени, као што су Е-кадхерин (епителни), Н-кадхерин (неурални), П-кадхерин (плацента), Л-кадхерин ( јетра) и Р-кадхерин (мрежница). Међутим, ови гликопротеини се могу наћи у различитим ткивима.

На пример, Н-кадхерин, осим што је присутан у нервном ткиву, може се налазити и у ткивима тестиса, бубрега, јетре и срчане мускулатуре.

Атипични или типхерини ИИ

Такође се назива и нетрадиционалним или некласичним. Укључују десмоглеине и десмохолине који формирају спајања на нивоу међућелијских десмосома. Постоје и протокадерини, окарактерисани недостатком везе са цитоскелетом из актина.

Сви ови кадхерини су, од стране неких аутора, одвојени од осталих нетрадиционалних, у три независне групе. Остали нетипични кадхерини укључују Т-кадхерин који немају трансмембранске и цитоплазматске домене и варијанту Е-кадхерина који се налази изван ћелије и назива се Евар-кадхерин.

карактеристике

Они су гликопротеини зависни од калцијума који се налазе готово искључиво у животињским ткивима. Већина њих је једнопропусна трансмембрана; другим речима, они су присутни у ћелијској мембрани, прелазећи је са једне на другу страну само једном.

Кадхерини углавном учествују у сједињењу између ћелија које имају полуларне фенотипске карактеристике (хомотипске или хомофилне везе). Ћелијске везе које чине ови молекули (кадхерин-кадхеринске везе) су око 200 пута јаче од осталих протеин-веза.

У традиционалним кадхеринима, цитоплазматски домен је високо конзервативан. То значи да је његов састав сличан код различитих кадхерина.

Карактеристике

Главна функција кадхерина је да омогуће трајне везе ћелија током времена, за које играју фундаменталну улогу у процесима као што су ембрионални развој, морфогенеза, диференцијација и структурно одржавање епителних ткива у кожи и цревима, као и формирање аксона.

Ову функцију делимично регулише терминал -ЦООХ присутан у интраћелијском делу или домену гликопротеина. Овај терминал делује у интеракцији са молекулима званим катенини, који заузврат делују са елементима ћелијског цитоскелета.

Остале функције кадхерина укључују селективност (избор које друге ћелије да се придруже) и ћелијску сигнализацију, успостављање поларитета ћелије и регулацију апоптозе. Ово последње представља механизам ћелијске смрти који унутрашњи организам контролише да регулише свој развој.

Кадхерини и рак

Неисправност кадхерина подразумева развој различитих врста карцинома. Овај квар може бити последица модификација у експресији кадхерина и катенина, као и активирања сигнала који спречавају придруживање ћелија.

Ако не успеју везање кадхерина у ћелији, ово омогућава туморским ћелијама да повећају своју покретљивост и да се ослободе, а затим нападну суседна ткива кроз лимфне чворове и крвне судове.

Е-Кадхерина Бенигма од дојке. Микрографија атипичне лобуларне хиперплазије. Преузето и обрађено од: Непхрон.

Када ове ћелије дођу до циљаних органа, оне нападају и размножавају се, добивајући инвазивне и метастатске знакове. Већина студија која повезује кадхерине са канцерогеним процесима раста усредсређена је на Е-кадхерин.

Ова врста кадхерина је између осталог укључена у рак дебелог црева, желуца, дојке, јајника и плућа. Ово, међутим, није једини кадхерин повезан са карциномом. Н-кадхерин, на пример, игра улогу у плеуралним мезотелиомима и рабдомиосаркомима.

Референце

1. Кадхерин. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг
2. Д. Лецкбанд и А. Пракасам (2006). Механизам и динамика адхезије кадхерина. Годишњи преглед биомедицинског инжењерства.
3. Ф. Ноллетл, П. Коолс П и Ф. Ван Рои (2000). Филогенетска анализа породичне породице Кадхерин омогућава идентификацију шест главних подврста поред неколико самотних чланова. Часопис за молекуларну биологију.
4. Ј. Гунтхер и Е. Педернера-Астегиано (2011). Е-кадхерин: кључни елемент у неопластичној трансформацији. Часопис за доказе и клиничка истраживања.
5. Л. Петруззелли, М. Таками и Д. Хумес (1999). Структура и функција молекула адхезије ћелије. Амерички часопис за медицину.
6. У. Цавалларо и Г. Цхристофори (2004). Адхезија ћелија и сигнализација кадхерина и Иг-ЦАМ-а код рака. Натуре Ревиевс Цанцер.