Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
14-4 Предложены две возможные структуры плотных контактов. По одной
простой модели, основанной на данных электронной микроскопии с
использованием метода замораживания-скалывания, каждая герметизирующая
цепочка плотного контакта возникает в результате слияния участков мембран
и образования в этих местах цилиндрических структур, состоящих из липидов
(рис. 14-2,А). В другой модели предполагается, что каждая цепочка
плотного контакта образована трансмембранными белками, внеклеточные
домены которых связываются друг с другом, обеспечивая герметичное
соединение между собой клеток эпителиального слоя (рис. 14-2, Б).
Сравнив липидную и белковую модели, вы придумали, как можно
проверить их адекватность: взять за критерий характер диффузии липидов
между апикальной и базолатеральной поверхностями. Их обеих моделей
следует, что липиды цитоплазмати-
А. ЛИПИДНАЯ МОДЕЛЬ СХЕМА
Наружный слой икальная мембраны
цитоплазматическая половина биГ ¦
ВИД В ПОПЕРЕЧНОМ
СЕЧЕНИИ
Щи,..
ОБЪЕМНОЕ
ИЗОБРАЖЕНИЕ
Клетка 1
Б. БЕЛКОВАЯ
МОДЕЛЬ Апикальная
Б азол атерал ьн ая
Базолатеральная
Клеточная адгезия, контакты, матрикс 261
ческой половины мембранного бислоя могут свободно диффундировать между
апикальной и базолатеральной поверхностями. Однако две модели по-разному
предсказывают судьбу липидов в наружном монослое мембраны. По липидной
модели в наружном монослое липиды будут находиться либо в апикальной,
либо в базолатеральной области, поскольку наружный монослой прерван
липидной цилиндрической структурой, которая препятствует диффузии.
Напротив, в белковой модели апикальная и базолатеральная поверхности
соединены непрерывным наружным монослоем, т. е. по этой модели липиды
могут свободно диффундировать в нем между обеими поверхностями.
У вас как раз есть экспериментальные средства для разрешения этого
спорного вопроса! Вы только что работали с линией клеток почки собаки,
которые образуют чрезвычайно плотный эпителий с хорошо различимыми
апикальной и базолатеральной поверхностями. Кроме того, эти клетки после
заражения вирусом гриппа вырабатывают белок, способствующий слиянию
только на апикальной поверхности. Это дает вам возможность очень
эффективно сливать липосомы только с апикальной поверхностью
инфицированных клеток путем их короткой экспозиции при низком pH (условия
активизации белка слияния). Таким образом, добавив флуоресцентно меченные
липиды на апикальную поверхность вы сможете с помощью флуоресцентного
микроскопа определить их миграцию на базолатеральную поверхность.
Вы готовите для опыта два набора меченых липосом: у одних меченый
липид находится только в наружном монослое мембраны, у других он
равномерно распределен между внутренним и наружным монослоями. Вы
проводите слияние липосом двух типов с эпителием, в котором примерно
половина клеток инфицирована вирусом. Меняя глубину резкости микроскопа,
вы определяете флуоресценцию в апикальной и в базолатеральной
поверхностях. Контролем служит вариант со средой без кальция (условия
разрушения плотных контактов). Результаты опыта представлены на рис. 14-
3.
Вы в восторге! Эти результаты ясно показывают, что в наружном
монослое меченые липиды находятся только на апикальной поверхности, тогда
как в цитоплазматической половине бислоя они свободно диффундируют между
апикальной и базолатеральной поверхностями. Торжествуя, вы показываете
эти результаты своему руководителю как доказательство того, что верна
липидная модель плотного контакта. Он тщательно исследует ваши
результаты, качает головой, демонстрируя свою проницательность, и
говорит, что опыты проведены блестяще, но, несмотря на это, вы сделали
заключение, как раз противоположное правильному. Полученные результаты на
самом деле показывают, что липидная модель неверна.
Что руководитель увидел в ваших данных, а вы проглядели? Каким
образом ваши результаты опровергают липидную модель? Если верна белковая
модель, то почему меченые липиды находятся только на апикальной
поверхности?
-5 Перенос зарядов в эпителии, связанный с движением малых ионов, должен
происходить в основном через щели между клетками, поскольку клеточная
мембрана является хорошим электрическим изолятором. Таким образом,
электрическое сопротивление эпителия зависит от герметизирующих свойств
плотных контактов (рис. 14-4).
262 Глава 14
Рис. 14-3. Экспериментальная проверка липидной и белковой моделей
плотного контакта (задача 14-4). А. Липосомы, меченые по наружному
монослою мембраны. Б. Липосомы, меченые по обоим монослоям. В каждом
опыте примерно половина клеток инфицирована вирусом. Только
инфицированные клетки способны к слиянию с мечеными липосомами в условиях
проведения опыта.
