Adherens junction
Die Adherens Junctions, auch Adhering Junctions, sind eine Gruppe der Zell-Zell-Verbindungen bzw. der Zell-Matrix-Verbindungen. Sie haben die Aufgabe, die Zellen von Eukaryoten zusammenzuhalten. Adhering Junction bedeutet haftende Verbindung, in der Zellbiologie wird jedoch in der Regel die englische Bezeichnung verwendet.
Es lassen sich verschiedene Typen von Adhering junctions unterscheiden:
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Zonula adhaerens
Die Zonula adhaerens verbindet Epithelzellen untereinander, um das Epithe zu verstärken und die Zellen zum Beispiel in der Haut fest miteinander zu verankern. Für diesen Zweck exprimieren Epithelzellen spezifische integrale Membranproteine, die als Cadherine bezeichnet werden. Cadherine gehören zu den homotypischen Adhäsionsmolekülen, besitzen also für die Ausbildung der Zell-Zell-Verbindung auf der Extrazellularseite der Plasmamembran eine spezifische Aminosäuresequenz zur Bindung eines weiteren Cadherins einer anderen Zelle. Auf der cytoplasmatischen Seite interagieren die Cadherine über Cateninen (Familie der Plakoglobine) mit den Actinfilamenten des Cytoskeletts.
Fokale Adhäsionen
Fokale Adhäsionen (engl. focal adhesion) werden kurzzeitig bei der Wanderung von Zellen über ein Substrat ausgebildet. Dies spielt z.B. eine wichtige Rolle für die Immunabwehr, bei der Leukozyten entlang des Gefäßendothels wandern. Spezifische integrale Membranproteine, die Integrine sowie Proteoglykane sind für die Bildung der fokalen Adhäsion verantwortlich. Die Integrine stehen cytoplasmatisch mit dem Cytoskelett in Verbindung und interagieren bei Ausbildung der fokalen Adhäsion mit Komponenten des Extrazellularraums bzw. Der Extrazellulären Matrix wie Kollagen und Fibronectin, die spezifische Aminosäuresequenzen besitzen (RGD-Sequenz). Wie der Auf- und Abbau fokaler Adhäsionen reguliert wird, ist noch nicht ganz eindeutig, wahrscheinlich sind aber Proteinkinasen daran beteiligt.
Desmosomen
Desmosomen kommen in Epithelzellen und in der Herzmuskulatur vor. Sie stehen cytoplasmatisch mit Intermediärfilamenten über Plaqueproteine wie Desmoplakin und Plakoglobin in Verbindung (Cytokeratinfilamente im Epithel, Desminfilamente im Herzmuskel). Durch Desmosomen werden die Plasmamembranen zweier Zellen auf einen Abstand von etwa 30 nm angenähert. Die für die Zell-Zell-Verbindung verantwortlichen Adhäsionsproteine sind homotypische Desmogleine und Desmocolline, die zur Familie der Cadherine gehören.
Hemidesmosomen
Hemidesmosomen sehen elektronenmikroskopisch wie halbe Desmosomen aus und vermitteln den Kontakt zur Basallamina. Sie werden also insbesondere von Epithelzellen und Endothelzellen expremiert. Die Adhäsionsmoleküle sind hier nicht Cadherine sondern die Integrine, die mit Komponenten des Extrazelluläraumes bzw. der Basalmembran interagieren.