sambungan sel adalah jembatan kontak antara membran sitoplasma antara sel-sel yang berdekatan atau antara sel dan matriks. Persimpangan tergantung pada jenis jaringan yang dipelajari, menyoroti hubungan yang ada antara sel epitel , sel otot dan sel saraf .
Dalam sel ada molekul yang terkait dengan adhesi di antara mereka. Namun, diperlukan unsur tambahan yang meningkatkan stabilitas ikatan dalam jaringan. Ini dicapai dengan sambungan sel.
Jenis utama sambungan sel. Sumber: Boumphreyfr [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) atau GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], dari Wikimedia Commons
Sambungan diklasifikasikan menjadi sambungan simetris (tight junction, belt desmosom, dan slit junction) dan sambungan asimetris (hemidesmosom).
Sambungan ketat, desmosom sabuk, desmosom titik, dan hemidesmosom adalah sambungan yang memungkinkan penahan; sedangkan sambungan sumbing berperilaku sebagai jembatan penyatuan antara sel-sel tetangga, memungkinkan pertukaran zat terlarut antara sitoplasma.
Pergerakan zat terlarut, air, dan ion terjadi melalui dan antara komponen seluler individu. Dengan demikian, ada jalur transelular yang dikendalikan oleh serangkaian saluran dan transporter. Berbeda dengan jalur paraseluler, yang diatur oleh kontak antar sel – yaitu sambungan sel.
Pada tumbuhan kita menemukan sambungan sel yang menyerupai sambungan celah, yang disebut plascarasmata . Meskipun berbeda dalam struktur, fungsinya sama.
Dari sudut pandang medis, kekurangan tertentu dalam sambungan sel diterjemahkan menjadi penyakit yang didapat atau diturunkan yang disebabkan oleh kerusakan pada penghalang epitel.
Indeks artikel
Karakteristik
Organisme hidup terdiri dari struktur diskrit dan bervariasi yang disebut sel. Ini dibatasi oleh membran plasma yang membuat mereka terpisah dari lingkungan ekstraseluler.
Namun, meskipun mereka adalah komponen makhluk hidup, mereka tidak menyerupai batu bata, karena mereka tidak terisolasi satu sama lain.
Sel adalah unsur yang berkomunikasi satu sama lain, dan dengan lingkungan ekstraseluler. Oleh karena itu, harus ada cara bagi sel untuk membentuk jaringan dan berkomunikasi, sementara membran tetap utuh.
Masalah ini dapat teratasi berkat adanya sambungan sel yang ada pada epitel. Sambungan ini terbentuk antara dua sel yang berdekatan dan diklasifikasikan menurut fungsi masing-masing menjadi sambungan simetris dan asimetris.
Hemidesmosom milik serikat asimetris, dan serikat sempit, desmosom sabuk, desmosom, dan serikat sumbing milik serikat simetris. Kita akan menjelaskan masing-masing sendi secara rinci di bawah ini.
Jenis
-Persimpangan ketat
Skema sel epitel usus dan jalur permeabilitas selektif. BallenaBlanca [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) atau CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons
Tight junction, juga dikenal dalam literatur sebagai oklusif junction, adalah sektor di membran sel sel tetangga yang terkait erat – seperti yang disarankan oleh nama “tight junction”.
Dalam kondisi rata-rata, sel-sel dipisahkan oleh jarak 10-20 nm. Namun, dalam kasus persimpangan ketat, jarak ini berkurang secara signifikan dan membran kedua sel menyebabkan sentuhan atau bahkan penggabungan.
Persimpangan ketat yang khas terletak di antara dinding samping sel tetangga pada jarak minimal dari permukaan apikalnya.
Dalam jaringan epitel, semua sel membuat sambungan seperti itu untuk tetap bersama. Dalam interaksi ini, sel-sel diatur dalam pola yang menyerupai cincin. Serikat pekerja ini mencakup seluruh perimeter.
Protein yang terlibat dalam persimpangan ketat
Oludina dan Claudina
Daerah kontak yang rapat mengelilingi seluruh permukaan sel. Daerah ini membentuk strip kontak anastomosis dari protein transmembran yang dikenal sebagai occludin dan claudin. Istilah anastomosis mengacu pada penyatuan unsur anatomi tertentu.
Kedua protein ini termasuk dalam kelompok tetraespanin. Mereka dicirikan dengan memiliki empat domain transmembran, dua loop luar, dan dua ekor sitoplasma yang relatif pendek.
Occludin telah terbukti berinteraksi dengan empat molekul protein lain, yang disebut zonule occludin dan disingkat ZO. Kelompok terakhir ini meliputi protein ZO 1, ZO 2, ZO 3 dan afadin.
Claudin, di sisi lain, adalah keluarga dari 16 protein yang membentuk serangkaian fibril linier di persimpangan ketat, yang memungkinkan persimpangan ini mengambil peran “penghalang” di jalur paraseluler.
Nektin dan JAM
Nektin dan molekul adhesi persimpangan (JAM) juga muncul di persimpangan ketat. Kedua molekul ini ditemukan sebagai homodimer di ruang intraseluler.
Nektin terhubung ke filamen aktin melalui protein afadin. Yang terakhir tampaknya penting, karena penghapusan gen yang mengkode afadin pada hewan pengerat menyebabkan kematian embrio.
Fungsi persimpangan ketat
Jenis sambungan antar sel ini melakukan dua fungsi penting. Yang pertama adalah menentukan polaritas sel dalam epitel, memisahkan apikal dari domain basolateral dan mencegah terjadinya difusi lipid, protein, dan biomolekul lain yang tidak semestinya .
Seperti yang kita sebutkan dalam definisi, sel-sel epitel dikelompokkan dalam sebuah cincin. Struktur ini memisahkan permukaan apikal sel dari permukaan lateral dan basal, yang membentuk diferensiasi antara domain.
Pemisahan ini dianggap sebagai salah satu konsep terpenting dalam studi fisiologi epitel.
Kedua, persimpangan ketat mencegah lewatnya zat secara bebas melalui lapisan sel epitel, menghasilkan penghalang ke jalur paraseluler.
-Serikat dalam celah atau celah
Struktur dan lokasi gap junction dalam sel yang berdekatan. Diterjemahkan oleh Kalpo, berdasarkan gambar oleh Mariana Ruiz LadyofHats. [Domain publik], melalui Wikimedia Commons
Persimpangan celah ditemukan di daerah tanpa membatasi membran sitoplasma antara sel-sel tetangga. Di persimpangan sumbing, sitoplasma sel terhubung dan koneksi fisik dibuat di mana lewatnya molekul kecil dapat terjadi.
Kelas persimpangan ini ditemukan di hampir semua epitel, dan di jenis jaringan lain, di mana mereka melayani berbagai tujuan.
Misalnya, di berbagai jaringan sumbing dapat membuka atau menutup sebagai respons terhadap sinyal ekstraseluler, seperti halnya dengan neurotransmitter dopamin . Kehadiran molekul ini mengurangi komunikasi antara kelas neuron di retina, sebagai respons terhadap peningkatan intensitas cahaya.
Protein yang terlibat dalam gap junction
Persimpangan sumbing terdiri dari protein yang disebut connexins. Jadi, “konekson” diperoleh dengan penyatuan enam monomer koneksin. Struktur ini adalah silinder berongga yang ditemukan melintasi membran sitoplasma.
Sambungan diatur sedemikian rupa sehingga saluran dibuat antara sitoplasma sel yang berdekatan. Juga, connexon cenderung berkumpul dan membentuk semacam pelat.
Fungsi gap junction
Berkat pembentukan persimpangan ini, pergerakan molekul tertentu antara sel-sel tetangga dapat terjadi. Ukuran molekul yang akan diangkut sangat menentukan, diameter optimal adalah 1,2, seperti juga ion kalsium dan adenosin monofosfat siklik.
Secara khusus, mereka adalah ion anorganik dan molekul yang larut dalam air yang dapat ditransfer dari satu sitoplasma sel ke sitoplasma yang berdekatan.
Konsentrasi kalsium memainkan peran penting dalam saluran ini. Ketika konsentrasi kalsium meningkat, saluran aksial cenderung menutup.
Dengan cara ini, sambungan sumbing secara aktif berpartisipasi dalam proses penyambungan listrik dan kimia antar sel, seperti yang terjadi pada sel otot jantung, yang bertanggung jawab untuk mentransmisikan impuls listrik.
-Jangkar atau sambungan ikatan
Di bawah sambungan yang rapat, kita menemukan sambungan jangkar. Umumnya, ini terletak di dekat permukaan apikal epitel. Dalam kelompok ini, kita dapat membedakan tiga kelompok utama, zonula patuh atau desmosom sabuk, makula patuh atau desmosom tepat waktu, dan desmosom.
Pada jenis sambungan ini, membran sel yang berdekatan yang dihubungkan oleh zonula dan makula yang melekat dipisahkan oleh jarak sel yang relatif besar – dibandingkan dengan ruang minimal yang ada dalam kasus sambungan rapat.
Ruang antar sel ditempati oleh protein yang termasuk dalam famili cadherin, desmoglein dan desmocholins yang melekat pada plak sitoplasma yang menyajikan protein lain yang disebut desmoplakin, plakoglobin dan placophilin.
Klasifikasi sambungan jangkar
penganut zonula
Seperti halnya sambungan rapat, pada sambungan jangkar kita juga mengamati pola susunannya berupa cincin atau sabuk. Adherens zonula dikaitkan dengan mikrofilm aktin melalui interaksi dua protein: cadherin dan catenin.
penganut makula
Dalam beberapa kasus, struktur ini hanya dikenal sebagai desmosom, itu adalah persatuan punctiform yang berhubungan dengan filamen menengah yang terbentuk dari keratin. Dalam konteks ini, struktur keratin ini disebut “tonolimanetos”. Filamen memanjang dari titik ke titik dalam sel epitel.
Desmosom titik
Ini menambah kekuatan dan kekakuan pada sel-sel epitel. Dengan demikian, fungsi utamanya diyakini terkait dengan penguatan dan stabilisasi sel-sel yang berdekatan.
Desmosom dapat disamakan dengan semacam paku keling atau las, karena menyerupai titik-titik kecil yang terpisah dan bukan pita kontinu.
Kita menemukan jenis sambungan ini di cakram interkalasi yang bergabung dengan kardiosit di otot jantung dan di meningen yang melapisi permukaan luar otak dan sumsum tulang belakang.
-Hemidesmosom
Miguelferig [CC0], dari Wikimedia Commons
Hemidesmosom termasuk dalam kategori sambungan asimetris. Struktur ini memiliki fungsi menambatkan domain basal sel epitel dengan lamina basal yang mendasarinya.
Istilah hemidesmosom digunakan karena struktur ini muncul, secara harfiah, “setengah” desmosom. Namun, dari sudut pandang komposisi biokimianya, kedua ikatan tersebut sama sekali berbeda.
Penting untuk diklarifikasi bahwa desmosom bertanggung jawab untuk melekatkan satu sel tetangga ke sel lainnya, sedangkan fungsi hemidesmosom adalah untuk menyatukan sel dengan lamina basal.
Tidak seperti makula patuh atau desmosom, hemidesmosom memiliki struktur yang berbeda, terdiri dari: lamina sitoplasma yang terkait dengan filamen menengah dan pelat membran eksternal, yang bertanggung jawab untuk menghubungkan hemidesmosom dengan lamina basal, melalui filamen jangkar.
Salah satu fungsi hemidesmosom adalah untuk meningkatkan stabilitas keseluruhan jaringan epitel, berkat adanya filamen sitoskeletal menengah yang melekat pada komponen lamina basal.
Sambungan sel pada tumbuhan
kingdom tumbuhan tidak memiliki sebagian besar sambungan sel yang dijelaskan di atas, dengan pengecualian dari rekan mengingatkan fungsional persimpangan sumbing.
Pada tumbuhan, sitoplasma sel yang berdekatan dihubungkan oleh jalur atau saluran yang disebut plascarasmata.
Struktur ini menciptakan kontinum dari satu sel tumbuhan ke sel tumbuhan berikutnya. Meskipun mereka berbeda secara struktural dari persimpangan celah, mereka memiliki peran yang sangat mirip, memungkinkan lewatnya ion dan molekul kecil.
Perspektif medis
Dari sudut pandang medis, sambungan sel adalah topik yang relevan. Mutasi pada gen yang mengkode protein yang terlibat dalam persimpangan telah ditemukan diterjemahkan ke dalam patologi klinis.
Misalnya, jika ada mutasi tertentu pada gen yang mengkode jenis claudin tertentu (salah satu protein yang memediasi interaksi di persimpangan ketat) itu menyebabkan penyakit langka pada manusia.
Ini adalah sindrom kehilangan magnesium ginjal, dan gejalanya termasuk kadar magnesium yang rendah dan kejang.
Selanjutnya, mutasi pada gen yang mengkode protein nectin 1 telah ditemukan bertanggung jawab untuk sindrom bibir sumbing. Kondisi ini dianggap sebagai salah satu malformasi paling umum pada bayi baru lahir.
Mutasi pada gen nectin 1 juga telah dikaitkan dengan kondisi lain yang disebut displasia ektodermal yang mempengaruhi kulit, rambut, kuku, dan gigi manusia.
Pemfigus foliaceus adalah penyakit kulit melepuh yang ditentukan oleh autoantibodi terhadap desmoglein 1, unsur kunci yang bertanggung jawab untuk menjaga kekompakan epidermis.
Referensi
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). Biologi sel esensial . Ilmu Garland.
- Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Sel: Pendekatan molekuler . Rekan Sinauer.
- Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan biologi . Macmillan.
- Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fisiologi hewan . Rekan Sinauer.
- Karp, G. (2009). Biologi sel dan molekuler: konsep dan eksperimen . John Wiley & Sons.
- Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2016). Histologi dan biologi sel: pengantar patologi . Elsevier Brasil.
- Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel molekuler . Macmillan.
- Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokimia . Ed. Medis Panamerika.
