Кіріспе
Байланысқа негізделген жасушалық сигнализация. Биологияда, юкстракриндік сигнализация (немесе байланысқа тәуелді сигнализация) – көпжасушалы организмдердегі жасуша-жасушалық немесе жасуша-жасушалық матрицалық сигнализацияның бір түрі, ол тікелей жақын байланысты қажет етеді. Осы сигнализация түрінде бір жасуша бетіндегі лиганд, басқа жасушаның іргелес жатқан бетіндегі рецептормен байланысады. Осылайша, бұл жасушадан тыс кеңістікке диффузия арқылы сигнализациялық молекулаларды таратудан, мембраналық нанотүтіктер мен цитонемалар сияқты ұзақ қашықтықтағы арналарды пайдаланудан (көпірлер сияқты) немесе экзосомалар немесе микровезикулалар сияқты жасушадан тыс көпіршіктерді (қайықтар сияқты) пайдаланудан өзгеше. Жукстракриндік сигнализацияның үш түрі бар: 1) Мембранаға байланысқан лиганд (белок, олигосахарид, липид) және екі іргелес жасушаның мембраналық белоктары өзара әрекеттеседі. 2) Коммуникациялық байланыс екі жасушаның жасушаішілік бөлімдерін байланыстырады, бұл салыстырмалы түрде кішкентай молекулалардың өтуіне мүмкіндік береді. 3) Жасуша сырты матрица гликопротеіні мен мембраналық белок өзара әрекеттеседі. Бактериялар сияқты бір жасушалы организмдерде, юкстракриндік сигнализация мембраналық контакт арқылы өзара әрекеттесуді білдіреді. Иммундық жауапта маңызды рөл атқаратын кейбір өсу факторлары, цитокиндер және хемокиндер жасушалық сигналдарының юкстракриндік сигнализациясы байқалады. Оның даму процесінде, әсіресе жүрек және жүйке функцияларының дамуында маңызды рөлі бар. Жасушалық сигнализацияның басқа түрлеріне паракриндік сигнализация және автокриндік сигнализация жатады. Паракриндік сигнализация қысқа қашықтықта жүреді, ал автокриндік сигнализация жасушаның өзінің паракриндік факторларына жауап беруін қамтиды. "Юкстракрин" термині алғаш рет Anklesaria және авторлар тобы (1990) TGF альфа мен EGFR арасындағы сигнал трандукциясының мүмкін болатын жолын сипаттау үшін енгізді.
In biology, juxtracrine signalling (or contact dependent signalling) is a type of cell–cell or cell–extracellular matrix signalling in multicellular organisms that requires close contact. In this type of signalling, a ligand on one surface binds to a receptor on another adjacent surface. Hence, this stands in contrast to releasing a signaling molecule by diffusion into extracellular space, the use of long range conduits like membrane nanotubes and cytonemes (akin to 'bridges') or the use of extracellular vesicles like exosomes or microvesicles (akin to 'boats'). There are three types of juxtracrine signaling:
A membrane bound ligand (protein, oligosaccharide, lipid) and a membrane protein of two adjacent cells interact. A communicating junction links the intracellular compartments of two adjacent cells, allowing transit of relatively small molecules. An extracellular matrix glycoprotein and a membrane protein interact. Additionally, in unicellular organisms such as bacteria, juxtracrine signaling refers to interactions by membrane contact. Juxtracrine signaling has been observed for some growth factors, cytokine and chemokine cellular signals, playing an important role in the immune response. It has a critical role in development, particularly of cardiac and neural function. Other types of cell signaling include paracrine signalling and autocrine signalling. Paracrine signaling occurs over short distances, while autocrine signaling involves a cell responding to its own paracrine factors. The term "juxtracrine" was originally introduced by Anklesaria et al. (1990) to describe a possible way of signal transduction between TGF alpha and EGFR.
Жасушалық сигнализация
Сигнал берудің осы түрінде, нақты мембранаға байланысқан лигандтар жасуша мембранасына байланысады. Жасуша бетінде тиісті жасуша рецепторы немесе жасушаның жабысу молекуласы бар жасуша оған байланыса алады. Жасушалар арасындағы қарым-қатынасқа қатысатын жасушалық сигналдық жолдардың кейбіреулері: Notch Delta, FGF, Wnt, EGF, TGF beta, Hedgehog, Hippo, Jun kinase, Nf kB және ретино қышқылы рецепторы. Осы жолдардың ішінде юкстракриндік сигнал беру Ноч пен Хиппоны ең көп пайдаланады, себебі олар жасушадан жасушаға тікелей байланыс сигнализациясына қатысады. Омыртқалылар мен дрозофиланың Notch сигналдық жолында қабылдаушы жасушаға Дельта мен Ноч байланысы арқылы нейронға айналмау керектігі хабарланады. Омыртқалы жануарлардың көзінде қай жасушалардың оптикалық нейронға, ал қайсысының глиальды жасушаға айналатыны Ноч пен оның лигандтарымен реттеледі. Эфрин Eph сияқты кейбір жасушалар тек қана юкстракриндік сигнал беру арқылы қарым-қатынас жасай алады. Eph лигандтары тек мембранаға байланысқанда ғана рецепторларды белсендіре алады. Бұл рецептордың Eph лигандымен байланысуы үшін оның жоғары тығыздығының қажеттілігімен байланысты. Ephrin Eph аксонды бағыттауға, ангиогенезге, эпителийлік және нейрондық жасушалардың қозғалысына қолданылады. Gap junctions омыртқалыларда коннексиндерден, ал омыртқасыздарда иннексиндерден тұрады. Электрлік синапстар – нейрондар арасындағы электр тогын өткізетін саңылаулар. Gap junctions жүрек миоциттері үшін маңызды; егер тышқандар мен адамдарда белгілі бір gap junction протеині жетіспесе, жүрек дамуында ауыр ақаулар пайда болады. Өсімдіктердегі плазмодезмалар – жасуша қабырғалары арқылы өтіп, жақын жасушалармен байланыс құруға мүмкіндік беретін цитоплазмалық жіптер. Плазмодезмалар құрылымдық өзгерістер мен биогенезде өте динамикалық. Олар жасушаларды домендерге ұйымдастырып, өсімдіктердің дамуының негізгі бірліктері ретінде қызмет етеді, сондай-ақ әртүрлі ақуыздар мен нуклеин қышқылдарының жасуша ішіндегі қозғалысын қамтамасыз етеді.
Жасушалық-жасушадан тыс матрицалық сигнализация
Жасушадан тыс матрица ағза жасушалары өндіретін гликопротеиндерден (белоктар мен мукополисахаридтерден (гликозаминогликан)) тұрады. Олар тірек құрылымды құру үшін ғана емес, сонымен қатар жақын жердегі жасушаларға олардың қоршаған ортасы туралы маңызды ақпарат жеткізу үшін секрецияланады. Шындығында, жасушалар жасушадан тыс матрица молекулаларымен тікелей байланысқа түсу арқылы өзара әрекеттесе алады, сондықтан мұны жанама жасуша / жасуша байланысы деп санауға болады. Жасушалық дифференциация – жасушаның фенотиптік немесе функционалдық типін өзгерту процесі.