Кіріспе
Жасушааралық сұйық ағып кетуін болдырмайтын құрылым. Тығыз байланыстар, сондай-ақ тосқауылдық байланыстар немесе zonulae occludentes (жекеше, zonula occludens) – эпителий жасушалары арасындағы ерітінділер мен судың ағып кетуін, сондай-ақ жасушалар арасындағы тығыздықты қамтамасыз ететін көп ақуызды байланыс кешендері. Олар эндотелий жасушаларының құрылымын және өткізгіштігін сақтауда да маңызды рөл атқарады. Бұл ақуыздар трансмембраналық және цитоплазмалық ақуыздардан тұрады. Үш негізгі трансмембраналық ақуыз – оклюдин, клаудиндер және байланысқа жабысу молекуласы (JAM) ақуыздары. Олар плазмалық мембрананың ішкі жағында орналасқан ZO 1 сияқты әртүрлі перифериялық мембраналық ақуыздармен байланысады, бұл жіптерді цитоскелеттің актин компонентіне бекітеді. Осылайша, тығыз байланыстар жақын жатқан жасушалардың цитоскелеттерін біріктіреді. Электрондық микроскопияда мұздату сындыру әдістерін қолдану жасуша мембраналарындағы тығыз байланыстардың кеңдігін анықтауға және тығыз байланыстардың қалай қалыптасатынын көрсетуге өте ыңғайлы. Оклюдин – алғаш рет анықталған интегралды мембраналық ақуыз. Оның молекулалық салмағы ~60 кДа. Ол төрт трансмембраналық доменнен тұрады, ал ақуыздың N және C ұштары жасуша ішінде орналасқан. Ол екі жасушадан тыс және бір жасушаішілік цикл құрайды. Бұл циклдер жасушааралық кеңістіктегі өткізгіштікті реттеуге көмектеседі. Оклюдин жасушалық құрылым мен кедергілік функциясында да маңызды рөл атқарады. Клаудиндер оклюдиннен кейін ашылды және сүтқоректілерде 27-дан астам түрлі мүшелері бар отбасы болып табылады. Олардың молекулалық салмағы ~20 кДа. Олардың құрылысы оклюдинге ұқсас, төрт трансмембраналық домені және ұқсас циклдік құрылымы бар. Олар тығыз байланыстардың негізгі құрылымдық элементтері болып саналады және тығыз байланыстардың жасушааралық кеңістікті тығыздау қабілетіне маңызды үлес қосады. Жабдырысқа жабысу молекулалары (JAM) – иммуноглобулин суперанасының бір бөлігі. Олардың молекулалық салмағы ~40-тан 48 кДа-ға дейін. Олардың құрылысы басқа интегралды мембраналық ақуыздардан өзгеше, себебі оларда төрт емес, бір ғана трансмембраналық домен бар. Олар тығыз байланыстардың жасушааралық кеңістіктегі өткізгіштік функцияларын реттеуге көмектеседі және жасушалық полярлықты сақтауға қатысады. Ангулиндер 2011 жылы үш жасушалық тығыз байланыстарда орналасқан ақуыздарды визуалды скрининг арқылы анықталды. Ангулиндердің үш мүшесі бар: Ангулин 1/LSR, Ангулин 2/ILDR1 және Ангулин 3/ILDR2. JAM-ға ұқсас, ангулиндер бір трансмембраналық ақуыздар болып табылады. Барлық ангулиндердің жасушадан тыс аймағында иммуноглобулинге ұқсас бір домені және карбоксилдік ұшында бір PDZ байланысу мотиві бар. Олар үш жасушалық тығыз байланыстардың қалыптасуына және жасушааралық кедергі функциясын реттеуге жауапты.
Tight junctions, also known as occluding junctions or zonulae occludentes (singular, zonula occludens), are multiprotein junctional complexes whose canonical function is to prevent leakage of solutes and water and seals between the epithelial cells. They also play a critical role maintaining the structure and permeability of endothelial cells. These proteins consist of both transmembrane and cytoplasmic proteins. The three major transmembrane proteins are occludin, claudins, and junction adhesion molecule (JAM) proteins. These associate with different peripheral membrane proteins such as ZO 1 located on the intracellular side of plasma membrane, which anchor the strands to the actin component of the cytoskeleton. In this way, tight junctions join together the cytoskeletons of adjacent cells. Investigation using freeze fracture methods in electron microscopy is ideal for revealing the lateral extent of tight junctions in cell membranes and has been useful in showing how tight junctions are formed. Occludin was the first integral membrane protein to be identified. It has a molecular weight of ~60kDa. It consists of four transmembrane domains and both the N terminus and the C terminus of the protein are intracellular. It forms two extracellular loops and one intracellular loop. These loops help regulate paracellular permeability. Occludin also plays a key role in cellular structure and barrier function. Claudins were discovered after occludin and are a family of over 27 different members in mammals. They have a molecular weight of ~20kDa. They have a structure similar to that of occludin in that they have four transmembrane domains and similar loop structure. They are understood to be the backbone of tight junctions and play a significant role in the tight junction's ability to seal the paracellular space. Junctional Adhesion Molecules (JAM) are part of the immunoglobulin superfamily. They have a molecular weight of ~40 to 48 kDa. Their structure differs from that of the other integral membrane proteins in that they only have one transmembrane domain instead of four. It helps to regulate the paracellular pathway function of tight junctions and is also involved in helping to maintain cell polarity. Angulins were discovered in 2011 by visual screening of proteins which localize at tricellular tight junctions. There are three members of angulins, Angulin 1/LSR, Angulin 2/ILDR1, and Angulin 3/ILDR2. Similar to JAMs, angulins are single transmembrane proteins. All angulins have one immunoglobulin like domain in the extracellular region and one PDZ binding motif at the carboxy terminus. They are responsible for establishment of tricellular tight junctions and regulate the paracellular barrier function.
Функциялар
Тығыз байланыстар эндотелийлік және эпителийлік жасушаларды кедергі функциясымен қамтамасыз етеді, оларды қорғаныш кедергілеріне және материалдарды тасымалдау, осмостық тепе-теңдікті сақтау сияқты мақсаттарға қызмет ететін функционалдық кедергілерге бөлуге болады. Тығыз байланыстар молекулалар мен иондардың жапсарлас жасушалардың жасушааралық кеңістігі арқылы өтуіне кедергі келтіреді, сондықтан материалдар тіндің өзіне (диффузия немесе белсенді тасымалдау арқылы) еніп қана өтуі керек. Тығыз байланыс кедергісі жүйесінің шектеулі жасушаішілік жолы белгілі бір тіндер (мысалы, қан-ми кедергісі) арқылы қандай заттардың өтуін дәл бақылауға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта бақылаудың белсенді ме, пассивті ме екендігі және осы жолдардың қалай қалыптасқаны әлі анық емес. Бүйрек проксимальді түтікшелерінде тығыз байланыс арқылы парацеллярлық тасымалды зерттеуге арналған бір зерттеуде, тығыз байланыс кешеніндегі сирек үзілістерден пайда болған үлкен жарықтар мен көптеген кішкентай дөңгелек тесіктерден тұратын екі жол модель ұсынылды. Тығыз байланыстар жасушалардың апикобазальды полярлығын сақтауға да көмектеседі, өйткені олар интегралды мембраналық ақуыздардың апикалды және бүйірлік/базальды беттер арасындағы латеральды диффузиясын болдырмайды, бұл әр беттің арнайы функцияларын сақтауға мүмкіндік береді (мысалы, апикалды бетте рецептормен шақырылған эндоцитоз және базальды бетте экзоцитоз). Бұл поляризацияланған трансклеткалық тасымалды және апикалды және базальды мембраналардың арнайы функцияларын қамтамасыз етеді.