第十七章细胞外基质和细胞连接
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细胞间连接和细胞外基质在生物学中的作用细胞是构成生命的最基本单位,然而,由于生命体的复杂性和多样性,一个个细胞并不是孤立存在的,它们之间有着紧密的联系和协作。
这种联系和协作涉及细胞间连接和细胞外基质的作用。
一、细胞间连接的种类和作用细胞间连接是细胞之间联系的桥梁,不同类型的细胞间连接具有不同的结构和功能。
1、质膜连接质膜连接是一种广泛存在于动物细胞中的连接形式。
它是由细胞膜上的蛋白质和多糖物质组成的。
根据连接蛋白的不同,质膜连接可分为紧密连接、缝隙连接和粘接连接。
紧密连接存在于动物组织中的上皮组织中,可以有效地防止物质的渗透和侵入。
缝隙连接则存在于心肌细胞和神经细胞中,具有传递化学和电信号的作用。
粘接连接则存在于上皮细胞外上基底膜和胆囊壁等组织中。
2、胞间连丝胞间连丝存在于植物和真菌细胞中,它是由蛋白质组成的细胞间连通道,对于细胞间物质的传递和信号的传递起到了关键的作用。
胞间连丝可以调控植物的发育和对环境的适应能力。
3、锚定连接锚定连接存在于不同细胞类型之间,它是由细胞表面的一些蛋白质和骨架蛋白组成的。
锚定连接可以在机体内稳定地维护各种不同类型细胞的形态、结构和功能。
二、细胞外基质的作用细胞外基质是细胞外的一种生物大分子网络,包括蛋白质(如胶原蛋白、纤维素等)、糖类(如透明质酸、硫酸软骨素等)和水分子等成分。
它对于生命体的正常运作起到了很重要的作用。
1、提供支持和保护细胞外基质为细胞提供了支持和保护,对于细胞的生命和运动起到了关键的作用。
例如,细胞外基质可以稳定性维护皮肤的结构和功能,防止物质的侵入。
2、细胞信号传递细胞外基质中的不同蛋白质和糖类物质对于细胞的信号传递起着重要作用。
例如,一些生物大分子可以调节细胞的分化、生长和修复等功能,促进生长发育。
3、调节细胞功能细胞外基质可以直接影响细胞的功能和生命过程。
例如,一些蛋白质可以影响细胞的粘附和运动性,从而影响细胞的分离、迁移和漂浮等过程。
总的来说,细胞间连接和细胞外基质在生命体的正常运作中起到了关键作用。
一、细胞通过哪些方式产生社会联系?细胞社会联系有何生物学意义?细胞黏着、细胞连接、细胞通讯以及细胞与胞外基质的相互作用,构成复杂的细胞社会。
细胞社会联系在胚胎发育、组织构建等过程中尤为重要。
细胞的社会联系体现在细胞与细胞间、细胞与胞外环境甚至机体间的相互作用、相互制约和相互依存。
在胚胎发育中,胚胎细胞通过细胞社会的联系彼此交流信息,以决定细胞的行为和命运,包括结构和功能分化、位置以及生死抉择等。
细胞社会联系是组织建成、维持及修复的最主要保障。
神经细胞、免疫细胞以及内分泌细胞通过社会性联系,共同参与并维持机体的稳态平衡。
二、细胞连接有哪几种类型,各有什么功能?动物细胞有三种类型的连接∶紧密连接,粘着连接,间隙连接,每一种连接都具有独特的功能∶封闭(紧密连接)、粘着(斑形成连接)和通讯(间隙连接)。
这三种类型的细胞连接中,粘着连接最为复杂,并且易同细胞粘着相混淆。
根据粘着连接在连接中所涉及的细胞外基质和细胞骨架的关系又分为四种类型:桥粒、半桥粒、粘着带和粘着斑。
三、细胞黏着分子与胞外基质成分有哪些,分别有什么功能?细胞黏着分子可大致分为五类:钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整合素及透明质酸粘素。
钙粘素,选择素,免疫球蛋白超家族,整合素,透明质酸粘素钙粘素的作用主要有以下几个方面:1.介导细胞连接,在成年脊椎动物,E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要CAM,是粘合带的主要构成成分。
桥粒中的钙粘素就是desmoglein及desmocollin。
2.参与细胞分化,钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体组织(尤其是上皮及神经组织)的构筑有重要作用。
在发育过程中通过调控钙粘素表达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用(粘合、分离、迁移、再粘合),从而通过细胞的微环境,影响细胞的分化,参与器官形成过程。
3.抑制细胞迁移,很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少或消失,以致癌细胞易从瘤块脱落,成为侵袭与转移的前提。
细胞连接和细胞外基质细胞连接与细胞黏附是细胞结构和功能联系的基本形式一、细胞连接(一)概念:细胞表面与其他细胞或细胞外基质结合的特化区称为细胞连接(二)分布:主要分布在上皮细胞之间(三)功能:加强细胞间机械联系和维持组织结构完整性、协调性(四)分类:封闭连接(紧密连接 间壁连接) 锚定连接 通讯连接1、紧密连接a.特点:封闭细胞间隙,限制物质流动,见于皮肤、上皮细胞等组织b.分子组成:密封蛋白 闭合蛋白 PDZ蛋白、ZO家族c.电镜下结构:紧密连接处,两个相邻细胞质膜以断续的点连在一起特殊的跨膜蛋白排列形成蛋白质颗粒条索,交错成网状,将细胞间隙封闭起来d.存在部位:环绕每个上皮细胞的游离端顶部e.主要功能:形成渗透屏障,起着封闭上皮细胞的间隙的作用,保证组织内环境的稳定防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织防止组织中的物质回流入腔中形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障,从而维持上皮细胞的极性将上皮细胞联合形成整体的机械连接作用2、锚定连接a.概念:是一类由细胞骨架纤维参与,存在于细胞之间或细胞与细胞外基质之间的连接结构b.连接蛋白组成:跨膜粘连蛋白 胞内锚定蛋白 胞内骨架纤维c.功能:保持组织细胞之间的坚韧性d.类型:粘合连接:细胞内骨架蛋白——肌动蛋白桥粒连接:细胞内骨架——中间纤维3、粘和连接(1)粘合带:使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和跨膜粘连蛋白连成广泛的跨膜网,使组织连为一个坚固的整体(2)粘合斑:是与细胞外基质间的连接(3)桥粒:细胞与细胞(4)半桥粒:细胞与胞外基质4、通讯连接(1)间隙连接a.结构:由连接字构成(2)化学突触神经元与神经元 神经元与肌细胞二、细胞粘附(一)细胞粘附分子:介导细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间相互结合并起粘附作用的一类细胞表面分子结构:胞外区 跨膜区 胞质区(二)钙黏着蛋白家族 选择素 免疫球蛋白超家族 整联蛋白家族。