The glykokalyx nebo glukokalyx Jedná se o buněčný obal složený převážně ze sacharidů, který chrání a pokrývá plazmatickou membránu určitých prvoků, některých endoteliálních buněk a mnoha druhů bakterií.
Tato vnější vrstva, velmi náchylná k hydrataci, je v podstatě tvořena polysacharidy, které tvoří sacharidové části integrální membránové glykoproteiny, glykolipidy a proteoglykany spojené s vnější vrstvou plazmatické membrány a / nebo buněčné stěny..
Přesné složení glukokalyxu a jeho struktura závisí na konkrétním uvažovaném typu buňky, jakož i na fyzikálně-chemických a mechanických podmínkách, kterým je buňka vystavena v době, kdy je analyzována..
Glykokalyx plní na buněčné úrovni různé funkce, včetně fixace na různé povrchy, ochrany před škodlivými látkami a prevence proti vysychání (v bakteriích), regulaci vaskulární propustnosti a přenosu fyzických sil do cytoskeletu (v eukaryotech).
Rejstřík článků
Mnoho buněk v přírodě představuje glykokalyx, ale mezi nimi vynikají prokaryoty, jako jsou bakterie, a eukaryoty, jako jsou vaskulární endoteliální buňky zvířat s oběhovým systémem..
Níže jsou uvedeny nejdůležitější relevantní příklady živých bytostí:
Prokaryoty jsou zastoupeny bakteriemi a archeami. Oba typy jednobuněčných organismů obvykle představují složité obálky, které plní velmi důležité funkce, pokud jde o zachování jejich integrity..
Glykokalyx bakterií byl pravděpodobně nejvíce studovaný z prokaryot, takže je známo, že v závislosti na podmínkách růstu a výživy mohou tyto buňky modifikovat nejen složení, ale také vzhled a / nebo strukturu jeho glykokalyxu.
Mnohé z nich jsou druhy archea a bakterií, které představují glykokalyx, mezi jejichž rozmanité funkce patří:
- Bariéra na ochranu životního prostředí
- Stabilita buněk
- Mobilita
- Dodržování biotických nebo abiotických povrchů
- Tvorba biofilmu nebo biofilmy
- Komunikace s okolním prostředím as ostatními buňkami v okolí
- Provádění infekcí
- Únik imunitního systému od organismů, které infikují
- Mimo jiné
U určitých druhů bakterií je běžné pozorovat vznik velkých komunit, ve kterých glykokalyx vylučovaný jednotlivými buňkami umožňuje tvorbu přesně definovaných „vrstev“ nebo „filmů“, tj. Jakési „kontinua“ bakterií ..
Tyto filmy umožňují bakteriálním společenstvím ulpívat na pevných površích, přičemž chrání buňky v nich obsažené před mnoha vnějšími činiteli..
V biofilmy buňky v komunitě mohou snáze komunikovat mezi sebou prostřednictvím procesu zvaného snímání kvora, který zahrnuje produkci a uvolnění signálních molekul do extracelulárního média, které po dosažení určité koncentrace může současně vyvolat změny v genetické expresi mnoha buněk.
Tato mezibuněčná komunikační kapacita kromě schopnosti vyměňovat genetický materiál umožňuje vývoj rezistence na antibiotika, takže vytvoření těchto filmů může být pro patogenní mikroby velkou výhodou..
Velké množství eukaryotických buněk vylučuje kolem sebe glykokalyx a pro mnoho mnohobuněčných organismů je jejich přítomnost nezbytná pro mezibuněčnou komunikaci a adhezi.
Například u lidí a jiných savců hraje glykokalyx důležitou roli v zažívacím a cévním systému.
Endoteliální buňky, to znamená ty, které lemují vnitřní část „trubek“, které tvoří cévní systém, neustále zažívají různé síly a typy stresu, které snášejí díky produkci glykokalyxu, který tlumí různé síly a tlaky.
Vzhledem k glykokalyxu, který podobně jako bakterie tvoří kolem želatinové vrstvy kolem plazmatické membrány endotelových buněk silnou želatinovou vrstvu, jsou tyto buňky schopné vázat se na další, které jsou transportovány v krvi, jako jsou leukocyty a trombocyty, což je velmi důležité pro koagulace.
Mikroklky, které lemují vnitřní část tenkého střeva, osoby odpovědné za vstřebávání živin během trávení, vylučují kolem sebe glykokalyx, který jim umožňuje chránit se před stresem, kterému jsou ve střevním prostředí neustále vystaveni, zejména pokud jde o přítomnost látek s extrémně nízkým pH (kyseliny).
Současně bylo zjištěno, že v glykokalyxu jsou přítomny některé z enzymů nezbytných pro rozklad a vstřebávání živin z potravy, a proto je důležitý..
Mnoho dalších eukaryotických buněk vylučuje kolem sebe glykokalyx, který tvoří, stejně jako u bakterií, amorfní gelovitou vrstvu. Některé další funkce, které tato vrstva může provádět, zahrnují:
- Buněčná signalizace (rozpoznáním glykosylačních vzorců na povrchu buňky)
- Vyvolání uvolňování růstového faktoru
- Buněčná ochrana před exogenními látkami nebo fyzickými tlaky
- Usnadnění pohybu a přemístění buněk
- Adheze buněk
- Přenos mechanických sil působících na buňku do vnitřního cytoskeletu
Glykokalyx, jak již bylo zmíněno, se skládá z vláknité síťky nebo sítě tvořené „vlákny“ cukrů a bílkovin, které se spojují, což vede k silné a lepivé vrstvě, schopné hydratace ve vodném prostředí..
Proto více či méně generickými složkami tohoto extracelulárního obalu jsou hlavně glykoproteiny, glykolipidy a proteoglykany, jejichž složení, pokud jde o cukry, se mezi různými buňkami významně liší..
Tolik, že rozpoznávání buněk u mnoha zvířat závisí na identifikaci specifických vzorců glykosylace na povrchu buněk, nejen jejich vlastních, ale také cizích a potenciálně nebezpečných.
Například v endoteliálních buňkách se složení endoteliálních buněk neustále mění, stejně jako jejich tloušťka, protože je v dynamické rovnováze se složkami, které proudí v krvi..
Proteoglykany jsou důležitou součástí glykokalyxu, mnozí autoři na ně poukazují jako na hlavní „kostru“ této vrstvy.
Tyto molekuly se skládají z proteinového jádra proměnlivé velikosti, ke kterému jsou připojeny proměnné počty řetězců glykosaminoglykanů, které jsou složeny z různých druhů cukrů..
Jádro proteinu umožňuje spojení mezi molekulou a buněčnou membránou, a to buď hydrofobními transmembránovými segmenty, nebo přítomností kotvy glykosylfosfatidylinositolu (GPI, u eukaryot).
Mezi glykosaminoglykanové řetězce, které mohou být přítomny v proteoglykanech, patří heparan sulfát, chondroitinsulfát, dermatansulfát, keratansulfát a kyselina hyaluronová; všechny tyto obsahují kyselinu uronovou a hexosamin.
Glykoproteiny jsou také velmi hojné molekuly v glykokalyxu. Skládají se také z bílkovin „zdobených“ jednoduchými nebo rozvětvenými řetězci cukrů různé délky. Některé z těchto proteinů mají cytoplazmatické ocasy, zatímco jiné mají pouze transmembránové segmenty..
V závislosti na typu organismu může být glykokalyx některých buněk obohacen o rozpustné faktory, které jsou také přítomny v buněčném prostředí. Ve vaskulárním endotelu může například glykokalyx obsahovat albumin, mukoidy a další rozpustné proteiny, stejně jako ionty a další malé molekuly..
Zatím žádné komentáře