Das Glycocalyx oder Glukokalyx Es handelt sich um eine Zellabdeckung, die hauptsächlich aus Kohlenhydraten besteht und die Plasmamembran bestimmter Protozoen, einiger Endothelzellen und vieler Bakterienarten schützt und bedeckt.
Diese äußere Schicht, die sehr anfällig für Hydratation ist, besteht im Wesentlichen aus den Polysacchariden, aus denen die Kohlenhydratanteile der integralen Membranglykoproteine, Glykolipide und Proteoglykane bestehen, die mit der äußeren Schicht der Plasmamembran und / oder der Zellwand verbunden sind..
Die genaue Zusammensetzung des Glukokalyx sowie seine Struktur hängen vom betrachteten spezifischen Zelltyp sowie von den physikochemischen und mechanischen Bedingungen ab, denen diese Zelle zum Zeitpunkt ihrer Analyse ausgesetzt ist..
Glycocalyx erfüllt auf zellulärer Ebene verschiedene Funktionen, darunter die Fixierung auf verschiedenen Oberflächen, den Schutz vor Schadstoffen und die Verhinderung von Austrocknung (bei Bakterien), die Regulierung der Gefäßpermeabilität und die Übertragung physikalischer Kräfte auf das Zytoskelett (bei Eukaryoten)..
Artikelverzeichnis
Viele Zellen in der Natur weisen Glykokalyx auf, aber unter ihnen fallen Prokaryoten wie Bakterien und Eukaryoten wie Gefäßendothelzellen von Tieren mit Kreislaufsystem auf..
Die wichtigsten bekannten Beispiele unter Lebewesen sind nachstehend aufgeführt:
Prokaryoten werden durch Bakterien und Archaeen dargestellt. Beide Arten von einzelligen Organismen weisen normalerweise komplexe Hüllen auf, die sehr wichtige Funktionen zur Wahrung ihrer Integrität erfüllen..
Der Glykokalyx von Bakterien war vielleicht der am meisten untersuchte der Prokaryoten, daher ist bekannt, dass diese Zellen in Abhängigkeit von den Wachstums- und Ernährungsbedingungen nicht nur die Zusammensetzung, sondern auch das Aussehen und / oder die Textur seines Glykokalyx verändern können.
Viele Arten von Archaeen und Bakterien stellen Glykokalyx dar, zu deren vielfältigen Funktionen gehören:
- Umweltschutzbarriere
- Zellstabilität
- Mobilität
- Haftung an biotischen oder abiotischen Oberflächen
- Biofilmbildung oder Biofilme
- Kommunikation mit der Umgebung und mit anderen Zellen in der Umgebung
- Etablierung von Infektionen
- Umgehung des Immunsystems von den Organismen, die sie infizieren
- Unter anderem
Bei bestimmten Bakterienarten ist es üblich, die Bildung großer Gemeinschaften zu beobachten, in denen der von einzelnen Zellen sezernierte Glykokalyx die Bildung wohldefinierter „Schichten“ oder „Filme“ ermöglicht, dh eine Art „Kontinuum“ von Bakterien ..
Diese Filme ermöglichen es Bakteriengemeinschaften, an festen Oberflächen zu haften, während sie die darin enthaltenen Zellen vor zahlreichen externen Mitteln schützen..
In dem Biofilme Zellen in einer Community können über einen aufgerufenen Prozess leichter miteinander kommunizieren Quorum Sensing, Dies beinhaltet die Produktion und Freisetzung von Signalmolekülen in das extrazelluläre Medium, die bei Erreichen einer bestimmten Konzentration gleichzeitig Veränderungen in der genetischen Expression vieler Zellen induzieren können.
Diese interzelluläre Kommunikationskapazität ermöglicht neben der Fähigkeit, genetisches Material auszutauschen, die Entwicklung einer Antibiotikaresistenz, so dass die Etablierung dieser Filme für pathogene Mikroben ein großer Vorteil sein kann..
Eine große Anzahl von eukaryotischen Zellen sezerniert einen Glykokalyx um sie herum, und für viele mehrzellige Organismen ist das Vorhandensein dieser für die interzelluläre Kommunikation und Adhäsion wesentlich.
Beispielsweise spielt der Glykokalyx beim Menschen und anderen Säugetieren eine wichtige Rolle im Verdauungs- und Gefäßsystem.
Endothelzellen, dh solche, die den inneren Teil der "Rohre" auskleiden, die das Gefäßsystem bilden, erfahren ständig unterschiedliche Kräfte und Arten von Stress, die sie dank der Produktion von Glykokalyx aushalten, der die unterschiedlichen Kräfte und Drücke dämpft.
Aufgrund des Glykokalyx, der wie der von Bakterien eine dicke Gelatineschicht um die Plasmamembran von Endothelzellen bildet, können diese Zellen an andere im Blut transportierte Zellen wie Leukozyten und Thrombozyten binden, was für sehr wichtig ist Koagulation.
Die Mikrovilli, die den inneren Teil des Dünndarms auskleiden und für die Aufnahme von Nährstoffen während der Verdauung verantwortlich sind, scheiden einen Glykokalyx um sich herum aus, der es ihnen ermöglicht, sich vor dem Stress zu schützen, dem sie im Darm ständig ausgesetzt sind, insbesondere in Bezug auf die Vorhandensein von Substanzen mit extrem niedrigem pH-Wert (Säuren).
Gleichzeitig wurde festgestellt, dass einige der Enzyme, die für die Zersetzung und Absorption von Nährstoffen aus Lebensmitteln erforderlich sind, in Glycocalyx vorhanden sind, daher seine Bedeutung..
Viele andere eukaryotische Zellen scheiden einen Glykokalyx um sich herum aus, der wie bei Bakterien eine amorphe gelartige Schicht bildet. Einige zusätzliche Funktionen, die diese Ebene ausführen kann, umfassen:
- Zellsignalisierung (durch Erkennung von Glykosylierungsmustern auf der Zelloberfläche)
- Auslösung der Freisetzung von Wachstumsfaktoren
- Zellschutz gegen exogene Substanzen oder physischen Druck
- Erleichterung der Zellbewegung und -verschiebung
- Zelladhäsion
- Übertragung mechanischer Kräfte, die auf eine Zelle ausgeübt werden, auf das innere Zytoskelett
Glycocalyx besteht, wie bereits erwähnt, aus einem faserigen Netz oder Netzwerk, das aus „Fäden“ von Zuckern und Proteinen besteht, die sich verbinden, was zu einer dicken und klebrigen Schicht führt, die in wässriger Umgebung hydratisieren kann..
Daher sind die mehr oder weniger generischen Bestandteile dieser extrazellulären Hülle hauptsächlich Glykoproteine, Glykolipide und Proteoglykane, deren Zusammensetzung in Bezug auf Zucker zwischen verschiedenen Zellen signifikant variiert..
So sehr, dass die Zellerkennung bei vielen Tieren von der Identifizierung spezifischer Glykosylierungsmuster auf der Oberfläche von Zellen abhängt, nicht nur ihrer eigenen, sondern auch fremden und potenziell gefährlichen.
In Endothelzellen variiert beispielsweise die Zusammensetzung der Endothelzellen sowie ihre Dicke ständig, da sie sich in einem dynamischen Gleichgewicht mit den im Blut fließenden Komponenten befindet..
Proteoglykane sind ein wichtiger Bestandteil des Glykokalyx, viele Autoren bezeichnen sie als das Haupt- "Skelett" dieser Schicht.
Diese Moleküle bestehen aus einem Proteinkern variabler Größe, an den eine variable Anzahl von Ketten von Glykosaminoglykanen gebunden ist, die wiederum aus verschiedenen Arten von Zuckern bestehen..
Der Proteinkern ermöglicht die Verbindung zwischen dem Molekül und der Zellmembran, entweder durch hydrophobe Transmembransegmente oder durch die Anwesenheit eines Glycosylphosphatidylinositol-Ankers (GPI, in Eukaryoten)..
Unter den Glycosaminoglycan-Ketten, die in Proteoglycanen vorhanden sein können, sind Heparansulfat, Chondroitinsulfat, Dermatansulfat, Keratansulfat und Hyaluronsäure; Alle diese enthalten eine Uronsäure und ein Hexosamin.
Glykoproteine sind auch in Glykokalyx sehr häufig vorkommende Moleküle. Sie bestehen auch aus Proteinen, die mit einfachen oder verzweigten Zuckerketten unterschiedlicher Länge "dekoriert" sind. Einige dieser Proteine haben zytoplasmatische Schwänze, während andere nur Transmembransegmente haben..
Abhängig von der Art des Organismus kann der Glykokalyx einiger Zellen mit löslichen Faktoren angereichert sein, die auch in der zellulären Umgebung vorhanden sind. Im Gefäßendothel kann beispielsweise Glycocalyx Albumin, Schleimhäute und andere lösliche Proteine sowie Ionen und andere kleine Moleküle enthalten..
Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.