Die extrazelluläre Matrix tierischer Zellen

Den Zellen vielzelliger Tiere (Metazoen) fehlen Wände, wie sie für Pflanzenzellen kennzeichnend sind. Aber sie verfügen über eine komplexe extrazelluläre Matrix (ECM, engl. extracellular matrix', => Abbildung 6.17), die essenzielle Bedeutung für ihre Funktion und Entstehung hat. Hauptbestandteil der extrazellulären Matrix sind Glycoproteine, die von den Zellen sezerniert werden. (Glycoproteine sind, wie wir uns erinnern, Proteine mit kovalent angeknüpften Kohlenhydratanteilen, meist in Form kurzer Ketten aus Glycosylresten.) Das mengenmäßig häufigste Glycoprotein in der extrazellulären Matrix der meisten i Tierzellen ist das Collagen (Kollagen), das außerhalb des durch die Plasmamembran begrenzten Zellkörpers feste Fasern ausbildet (Abbildung 5.14). Das Collagen macht rund die Hälfte des gesamten Proteins eines menschlichen

Pflanzliche Zellwände

Abbildung 6.16. Pflanzliche Zellwände. Die Zeichnung zeigt mehtere Zellen, eine iede mit einer Zellsaftvakuole, einem Zellkern sowie mehreren Chloroplasten und Mitochondrien. Die elekvonenmikroskopische Aufnahme zeigt die Wände zweier Zellen im Kontaktbereich. Die mehrlagige Schicht zwischen den Pflanzenzellen besteht aus benachbart liegenden und miteinander verbundenen Wänden, die jeweils von der betreffenden Zelle abgeschieden wurden.

Die extrazellulare Matrix einer Tierzelle

Abbildung 6.17: Die extrazellulare Matrix einer Tierzelle. Die molekulare Zusammensetzung und der Aufbau der extrazellulären Matrix variieren von einer Zellsorte zur nächsten. In diesem Beispiel sind drei verschiedene Sorten von Glycoproteinen vorhanden: Proteoglycane, Collagen und Fibronectin.

Körpers aus! Die Collagenfasern sind in ein Flechtwerk aus Proteoglycanmo-lekülen eingebettet. Ein Proteoglycan besteht aus einem verhältnismäßig kleinen Kernbereich aus Protein, an den zahlreiche ausladende Kohlenhydratketter kovalent gebunden sind. Der Kohlenhydratanteil kann bis zu 95 Prozent ausmachen. Manche Zellen sind über einen noch anderen Typ von ECM-Glycoproteir mit der extrazellulären Matrix verbunden. Dabei handelt es sich um Glyco-proteine wie das Fibronectin. Fibronectin und andere ECM-Proteine binden an Zelloberflächenrezeptoren aus der Gruppe der Integrine, die in die Plasmamembran eingelassen sind. Integrine ragen auf beiden Seiten aus der Membran und sind auf der cytoplasmatischen Seite mit Proteinen assoziiert, die ihrerseits am Mikrofilamentsystem des Cytoskeletts verankert sind. Die Bezeichnung Integrine leitet sich von „integrieren" (= zusammenführen) ab.

Aktuelle Forschungen zum Fibronectin, zu anderen ECM-Molekülen und zu den Integrinen haben Einsichten in die wichtigen Rollen gewährt, die die extrazelluläre Matrix im Leben von Zellen spielt. Durch die Kommunikation mit der Zelle mittels der Integrine kann die extrazelluläre Matrix regulierend auf das Verhalten einer Zelle einwirken. Es hat sich außerdem gezeigt, dass die eine Zelle umgebende Matrix die Aktivität von Genen in deren Zellkern beeinflussen kann. Informationen über die extrazelluläre Matrix erreichen den Zellkern wahrscheinlich über eine Verbindung aus mechanischen und chemischen Signalfortleitungswegen.

 
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